안녕하세요.
왕국디자이너 입니다.

지난번에 빛이 분광기안으로 들어오는 작은 구멍을 슬릿이라고 한다고 알려드렸죠?
뉴턴 분광기의 기본 슬릿의 간격을 2mm 입니다.
구멍 간격이 넓으면 넓을 수록 많이 빛이 들어와 관찰하기가 쉬운데요.
문제점은, 간격이 넓을 수록 빛이 넓게 퍼져보인다는 겁니다.

따라서 선명한 선 스펙트럼을 얻고자 할 경우에는 이 슬릿의 간격을 줄여줄 필요가 있어요.
슬릿의 간격이 좁으면 폭이 얇은 빛이 들어오기 때문에 맺히는 스펙트럼의 간격도 조밀하게 됩니다.

기본 슬릿의 크기입니다. 2mm 간격이예요.
이것으로 형광등을 보면,

이런 선 스펙트럼을 볼 수 있습니다.
그런데, 선의 간격이 별로 명확하지 않죠?

그러면, 슬릿의 간격을 좁게 해봐요.
저는 전기 테이프를 조금 잘라서 슬릿을 덮었습니다.
이때 간격은 아주아주 작게 해주세요. 0.01mm 정도 될까요 하핫
머리카락 보다도 좁게 하면 될것 같습니다.
이때 슬릿이 옆으로 기울어지지 않고 일직선이 되도록 해주세요.

슬릿이 너무 작아서 아무것도 안 보일것 같다고요?
천만의 말씀 입니다!
관찰 결과를 볼까요?
와우!
슬릿이 2mm 일때 보다 더욱 또렷한 선 스펙트럼을 얻었어요.
잘 모르겠다고요? 한번 확대 해볼게요.

일부영역만 확대해봤습니다.(100% 원본 크롭)
위의 스펙트럼은 슬릿이 2mm 일때 모습이고요. 아래가 아주 좁은 슬릿으로 관찰한 스펙트럼 입니다.
아래의 스펙트럼을 보세요. 녹색, 노란색, 주황색, 빨간색의 선들이 아주 선명하죠?

앞으로는 분광기를 통해 빛을 관찰할때 슬릿을 조절한다면 또렷한 스펙트럼을 얻을 수 있겠죠?

참고>>
광원이 너무 멀리 있을 경우 슬릿에 도달하는 빛의 양이 줄어들게 되어 스펙트럼의 밝기가 밝지 않을 수 있어요. 광원 가까이 가거나 광원의 광량을 조절할 수 있다면 최대로 하여 관찰해보세요.
슬릿의 간격을 조절해 가면서 변화도 관찰해보세요!

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안녕하세요.
왕국 디자이너 입니다.

지난 번에는 뉴턴 분광기로 태양빛을 관찰해봤죠?
아름다운 연속 스펙트럼을 관찰할 수 있었습니다.

이번에는 태양빛 말고, 형광등을 관찰해볼거예요.
분광기의 빛이 들어오는 구멍에 형광등을 대고 관찰하면 됩니다.

분광기에 카메라를 연결해서 사진으로 찍어볼 거예요!
빛이 들어오는 구멍에 형광등을 가까이 댑니다.
앞쪽에 흰색으로 되어 있는 부분이 눈금이 그려져 있는 곳인데, 여기에 빛을 비춰서 눈금이 잘 보이게 할거예요.

형광등 하나를 더 준비해서 눈금이 있는 쪽을 비출게요.

즉, 1번 형광등은 우리가 관찰할 빛이 되는거고, 2번 형광등은 눈금 표시를 원활하게 해주기 위한 형광등이예요. 저는 사진을 좀더 잘 찍기 위해서 2번 형광등까지 준비했는데, 간단하게 관찰하실 분들은 1번 형광등만 있어도 된답니다.

1번 형광등을 켜기 전에 분광기를 한번 봤는데,

오잉?
2번 형광등에서 나오는 불빛이 분광기에 들어가버렸습니다.
이렇게 되면 정확한 실험이 안되니까, 2번 형광등 불빛은 분광기에 들어가지 못하도록 가림판을 세우기로 했어요.

2번 형광등 빛이 분광기 구멍에 들어가지 않도록 판을 설치했습니다.

다시, 분광기를 보니, 아무것도 없는 깨끗한 상태네요.
2번 분광기 불빛이 눈금 바깥쪽 면을 비추기 때문에 눈금 표시도 잘 나옵니다.

자, 그러면 1번 형광등을 켜고, 분광기로 관찰해봐요!

짜짠~!
예쁘네요.
지난번 관찰했던 태양빛 스펙트럼과 한번 비교해보세요.
중간중간 빛이 약해지면서 끊어진 부분을 볼 수 있을 거예요.

윗쪽이 태양빛의 스펙트럼이고, 아래쪽이 형광등의 스펙트럼이예요.
비슷한듯 하지만, 다르죠?
형광등의 빛은 아래에 나와있는 스펙트럼의 색상들로 이루어졌다는 것을 알 수 있어요.
아래의 스펙트럼 색상들이 모두 합쳐지면, 형광등 빛이 되는겁니다!

태양빛과 같이 끊기지 않고 연결되어 있는 스펙트럼을 연속 스펙트럼,
형광등과 같이 중간중간 끊어져 있고, 선 형태로 되어 있는 스펙트럼을 선 스펙트럼이라고 한다네요.

셔터 스피드를 조절하면 비교적 선명한 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.
정말 신기하죠?

스펙트럼은 빛의 지문이라고도 한다네요.
각각의 빛마다 스펙트럼이 서로 다르다고 합니다.
그래서, 만약 스펙트럼의 구성이 같은 두개의 빛이 있다면, 그 두 빛은 같은 빛이라고 할 수 있을 것 같네요.

형광등에 따라서도 스펙트럼의 구성은 다를 것 같아요.
안방, 거실, 내방, 화장실의 형광등까지 돌아가면서 관찰해본 다음 같은 스펙트럼이 나오는지, 다른 스펙트럼이 나오는지 관찰해보면 재미있을 것 같네요.
만일, 같은 스펙트럼이 나왔다면, 그 두개의 형광등은 같은 회사에서 만든 같은 제품이라고 할 수 있겠죠? 또, 제품은 다르더라도 빛을 내는 재료가 같다면, 아마 같은 스펙트럼을 관찰할 수 있을 겁니다.

분광기에서 빛이 들어오는 작은 구멍을 슬릿이라고 하는데, 다음에는 슬릿의 간격을 줄여서 좀더 선명한 스펙트럼을 얻어보는 실험을 해볼거예요.
얼마나 선명한 스펙트럼을 얻을 수 있을지, 많은 기대 해주세요!

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