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선생님 편지

 

케빈과 함께 하는 양자역학 이야기-14(line spectrum)

스위스에서 교사 생활을 하던 발머는 음극에서 나온 전자가 기체분자와 꽝 하고 충돌을 하면 기체가 빛을 내는 음극선관을 이용하여 수소기체가 내는 스펙트럼을 연구했습니다.

원자들은 높은 온도에서 특정한 파장의 선 스펙트럼을 만들어 냅니다. 이 스펙트럼을 분석하면 어떤 원자가 빛을 냈는지를 알 수가 있습니다. 그래서 발머는 음극선관을 이용해서 수소기체가 내는 스펙트럼을 연구했더니 가시광선영역과 관련이 있음을 알아내지요. 이것은 높은 에너지 상태에 있던 전자들이 낮은 에너지 상태로 내려 올 때 내는 스펙트럼이었습니다.


이렇게 수소원자가 내는 가시광선 스펙트럼을 발머계열Balmer series이라고 합니다. 가시광선 스펙트럼임을 기억하셔야 합니다. 사실 발머계열은 높은 상태의 에너지에서 두 번째 낮은 에너지 상태로 떨어질 때 생기는 스펙트럼입니다.


높은 에너지 상태에서 가장 낮은 에너지 상태로 떨어지는 것도 있습니다. 이때에는 가시광선이 아니라 자외선을 내게 되는데 이런 자외선 계열의 스펙트럼을 라이만이 발견했다고 해서 라이만 계열Lyman series이라고 합니다(자외선 스펙트럼입니다)


그리고 전자들이 높은 에너지 상태에서 3번째 에너지 상태로 떨어질때는 적외선을 내게 되고 이런 적외선 스펙트럼은 파센이 발견하였기에 파센 계열Paschen series이라고 합니다(적외선 스펙트럼입니다)

이러한 스펙트럼은 전자가 높은 에너지 상태에 있다가 낮은 에너지 상태로 떨어질 때 내는 전자기파인데 리더퍼드의 원자모형이 설명하지 못하는 또 하나의 부분이기도 했습니다.

spectrum은 연속 스펙트럼, 선 스펙트럼 그리고 흡수 스펙트럼이 있는데 그건 나중에 이야기 할 때가 있을 것입니다. 좀 기다려 주시고요...ㅎㅎㅎ

오늘은 요기까지만 할께요... 요즘에 양자역학이외에 수학공부 때문에도 바쁘네요(혼자하려니 심심하고 어려워요..가르쳐 주실분 계신가요...OTL...)