2022년도 제 1회 화학분석기사 필기_단색화 장치의 분산

안녕하세요. 밷쿠키에요 ;)

 

오늘은 단색화 장치의 역선형 분산에 대해서 정리해봤어요.

문제에 힌트가 있어서 그냥 풀어도 되지만, 기출 문제집에는 자세히 설명이 없어서 따로 정리해봤어요 ~

 

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[제 1과목 : 화학 분석 과정 정리]

 

문제] 1.6m의 초점거리와 지름이 2.0 cm인 평행한 거울로 되어 있고, 분산장치는 1300홈/mm의 회절발을 사용하고 있는 단색화 장치의 2차 역선형 분산(D^-1; nm/mm)은 ? (2022년 1회)

① 0.12       ② 0.24        ③ 0.36        ④ 0.48

 

 

풀이) 정답은 태그에 ;)

 

D^-1 = d / f ｜m｜= {(1mm / 1300 홈) × (10⁶ nm/mm)} / {(1.6m × 10³ mm/m) × 2} = 0.24 nm/mm

 

 

 

- 단색화장치 (Monochromator) : 단색화장치는 입사하는 연속 파장의 광원을 회절 격자를 사용하여 반사시켰을 때 브래그 법칙에 따라 회절광이 생성되고 그 1차 회절 광의 방향이 파장과 회절 격자의 간격에 따라 달라지는 원리를 이용하여 특정 파장의 빛을 추출하는 장치이다. 

 

- 에셀레트(Echellette) 회절발의 회절 메카니즘

mλ = d ( sin α + sin β ) m=0, ±1, ±2 (m=order)

여기서 m : 회절차수, λ : 회절되는 파장, d : 홈 사이 거리, α : 입사각, β : 반사각

 

- 분산 (Dispersion)

D_a = dβ / dλ = ｜m｜/ d cos β = ( sin α + sin β ) / λ cos β

 

- 선형 분산 (Linear Dispersion)

D_l = f D_a = dx / dλ = f ｜m｜/ d cos β     (f : focal length)

 

- 역선형 분산 (Reciprocal Linear Dispersion)

R_d = D_l^-1 = dλ / dx = d cos β / f ｜m｜     (단, β < 20° 작은 각에서는 cos β ~ 1 )

R_d = d / f ｜m｜