안녕하세요.
왕국 디자이너 입니다.

2월에 진행한 뉴턴 분광기 무료 배포 행사는 잘 끝났습니다.
전국 각지에서 주문이 밀려들어와서 정신없는 한 주를 보냈네요.

지금은 초, 중, 고등학생들을 지도하시는 선생님들을 위한 뉴턴 분광기 활용 수업 교안을 제작중에 있습니다. 종이모형왕국(http://paperepmire.com)에 오시면 받으실 수 있습니다.
(지금은 초등학교용만 올라가 있어요.)

오늘은 휴대폰 카메라를 이용해서 스펙트럼을 찍어봤습니다.
형광등과 태양 흡수선을 관찰해봤습니다.

전에 쓰던 분광기는 불꽃 반응 실험을 하느라 거의 태워먹어서 새롭게 분광기를 만들었습니다.
(http://paperempire.tistory.com/10)

좀더 조밀한 스펙트럼 관찰을 위해서 기존의 절연 테이프 슬릿 대신 칼날로 슬릿을 만들었습니다.
그 간격을 측정할 수 없을 정도로 아주아주 좁습니다.

관찰결과 기존 절연 테이프 슬릿보다 정확한 스펙트럼을 얻을 수 있었습니다.
다음번에 시간이 난다면 DSLR로 찍어서 보여드릴게요.

오늘은 DSLR이 없는 분들을 위해 휴대폰 카메라로만 촬영을 해봤습니다.
(DSLR로 찍은 태양 흡수선 : http://paperempire.tistory.com/9)

이렇게 새로 만든 분광기를 제 휴대폰(갤럭시S) 카메라에 붙여 보았습니다.
칼날 슬릿 뿐만 아니라 다른 슬릿 간격도 시험해볼겸 광량조절부를 잘라서 사용해봤습니다.
관찰 결과가 어떨지 궁금하시죠?

1. 형광등
우선 형광등 부터 관찰해봤습니다.
① 슬릿 2mm(기본 슬릿)
슬릿 간격이 2mm 이라서 선 스펙트럼의 간격도 2mm 정도로 나왔네요.

② 슬릿 0.5mm
545nm 부근 녹색선을 보세요.
슬릿 간격이 2mm였을때는 한줄로 보였는데, 슬릿 간격이 0.5mm로 줄어드니, 2줄로 보이네요.
선 간격이 전체적으로 줄었습니다.

③ 슬릿 0.3mm
선 두께가 좀 더 줄었습니다.

④ 칼날 슬릿(0.1mm 이하)
좀더 세밀한 스펙트럼이 보입니다.
실제로 보면 더 선명하답니다!

2. 태양 흡수선
휴대폰 카메라의 한계로 인해 멋진 흡수선을 촬영할 수는 없었지만, 일부 부분에서 흡수선의 존재를 인식할 만한 검은 선들이 나왔습니다. 모두 칼날 슬릿을 사용했습니다.

① 태양이 얕은 구름뒤로 숨었을때
태양빛이 점 형태로 슬릿으로 들어오기 때문에 스펙트럼 세로 길이가 그렇게 길지가 않은데요.
태양이 구름뒤로 숨었을때는 구름이 태양빛을 넓게 퍼트려줘서 좀더 많은 양의 빛이 슬릿으로 골고루 들어오게 됩니다. 그래서 관찰이 더 잘되기도 합니다.

400nm이하 부분에 검은 색 2줄이 보이시죠?

(출처:http://www.harmsy.freeuk.com/fraunhofer.html)
제가 인터넷에서 찾은 태양 흡수선 자료인데요.
400nm아래에 H와 K가 보이는데, 이것이 찍혀 나왔네요.

590nm 부근에 약간 어두운 줄이 보이시나요?
자료상으로 D선이 검출된것 같습니다.

486nm 부군에 희미하게 검은 흔적이 보입니다.
자료상으로 보면 F선 정도 일것 같네요.

② 태양을 직접 또는 약간 틀어서 촬영
잘 안보이시죠?;
485nm 부근의 F선과 518nm 부분의 b선이 검출된것 같습니다. 잘보세요!

저에게는 485nm F선, 518nm b선, 590nm D선이 보입니다.

485nm F선, 518nm b선 찾으셨나요?

태양빛의 거의 똑바로 슬릿으로 들어왔을때입니다.
왼쪽 자색 부근에서 검은선이 나타나길래 바로 찍어봤습니다.
자색 부분에 굵은 선 3개와 얇은 선 2개가 보이시나요?
400nm 이하에서 H,K선
다음 순으로 h, g, G선이 검출된것 같습니다.
신기하네요.

K, H, h, g, G선이 보입니다. 찾으셨나요?

역시 K, H, h, g, G선이 보이네요.

485nm 부근의 F선이 보입니다.

정리
슬릿 간격이 좁으면 좀더 정확한 태양 흡수선을 관찰할 수 있었습니다.
휴대폰 카메라 성능이 아무래도 떨어지다 보니 미세한 선들까지 포착해내지는 못했네요.

맨눈으로 그냥 보시면 수십개의 흡수선을 관찰하실 수 있을겁니다.
슬릿을 좁게 만들어서 관찰해보세요!

태양 흡수선 관찰에 사용한 뉴턴 분광기는 아래 왕국 쇼핑몰에서 구입하실 수 있습니다.
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안녕하세요.
왕국 디자이너 입니다.
 
오늘은 뉴턴 분광기로 태양 흡수선을 관측해봤습니다.
태양 흡수선은 태양 스펙트럼에서 보이는 검은 선을 말하는데요.
프라운호퍼라는 사람이 발견하여 프라운호퍼 선이라고도 한답니다.
http://en.wikipedia.org/wiki/Fraunhofer_lines
 
연속인 태양 스펙트럼에서 이러한 검은 선이 나타나는 이유는 태양과 지구 대기에서 흡수된 영역이 있어서 보이지 않는 거라고 하네요.
신기하죠?
 
자, 그러면 태양 흡수선을 관측해보도록 하겠습니다.
 

태양 흡수선을 잘 관측하기 위해서는 빛이 들어오는 슬릿을 아주아주 가늘게 해야합니다.
종이가 통과하지 못할 정도로 한번 만들어 보세요.
저는 절연 테이프를 이용해서 몇번의 시도 끝에 아주 좁은 슬릿을 만들었답니다.

제가 찍은 태양 스펙트럼 입니다. 중간중간 검은 선들이 보이죠? 이것이 흡수선입니다.
지구와 태양 대기가 해당 영역의 빛을 흡수했기 때문에 우리 눈에 도달하지 못하는 것이라고 할 수 있습니다.
전 시간에 셀로판지로 실험했던 것과 같이 일부 빛들이 대기로 흡수된것이죠.

위 사진은 인터넷(http://www.harmsy.freeuk.com/fraunhofer.html)에서 찾은 태양 흡수선 모습입니다.
그 밑에 제가 찍은 사진을 정렬 시켜 보았습니다.
검은 선들이 비슷하게 위치하고 있죠?
 
아주 정밀한 분광기를 통해 본다면 이런 검은 선들이 324개나 된다고 합니다.
제가 찍은 사진에는 7개 정도가 선명히 보이고 있습니다. 희미한 선들도 몇개 보이고요.
 
태양 흡수선을 관측하는 실험을 통해서 태양에서 나온 가시광선 영역 중에 우리 눈에 도달하지 못하고 지구 대기에서 흡수되는 영역이 있다는 것을 알 수 있었습니다. 여러분들도 태양 흡수선을 관찰해보고 검은 흡수선이 몇개나 나오는지 한번 세어 보세요!

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