과학 탐구 실험 · 중학교

간이 분광기를 활용한
스펙트럼 관찰

빛을 분산시켜 나타나는 색의 띠, 스펙트럼을 직접 관찰해 봅시다.

  1. STEP 1학습 목표
  2. STEP 3실험 방법
  3. STEP 4확인 퀴즈
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LEARNING GOALS

학습 목표

  • 빛이 여러 색의 빛으로 이루어져 있음을 설명할 수 있다.
  • 연속 스펙트럼과 선 스펙트럼의 차이를 구별할 수 있다.
  • 간이 분광기를 직접 만들어 다양한 광원의 스펙트럼을 관찰할 수 있다.
2
KEY CONCEPTS

핵심 개념

개념 1💡 빛

우리가 보는 흰빛(백색광)은 사실 여러 색의 빛이 섞여 있는 것입니다.

프리즘이나 CD 같은 도구를 이용하면 이 빛을 색깔별로 나눌(분산시킬) 수 있습니다.

햇빛, 전구 빛 모두
여러 색이 섞인 빛이에요.

개념 2🌈 스펙트럼

빛을 파장에 따라 분산시켰을 때 나타나는 색의 띠를 스펙트럼이라고 합니다.

오른쪽 막대는 빨강부터 보라까지 색이 끊김 없이 이어지는 모습을 보여줍니다.

← 파장이 긴 빛파장이 짧은 빛 →

개념 3📊 연속 스펙트럼과 선 스펙트럼

스펙트럼은 나타나는 모양에 따라 두 가지로 구분할 수 있습니다.

① 연속 스펙트럼 — 모든 색이 끊김 없이 무지개처럼 이어져 나타남

② 선 스펙트럼 — 특정 파장(색)에서만 밝은 선이 나타남

① 연속 스펙트럼 예: 태양빛, 백열전구 빛
② 선 스펙트럼 예: 형광등, 기체 방전등 빛

개념 4🧪 원소마다 다른 선 스펙트럼

선 스펙트럼은 원소마다 선의 위치와 색이 다릅니다.

이 고유한 무늬는 마치 원소의 '지문'과 같아서, 스펙트럼만 보고도 어떤 원소인지 알아낼 수 있습니다.

※ 실제 원소들은 훨씬 더 많은 선을 가지고 있으며, 그림은 대표적인 선 일부만 나타낸 것입니다.

수소 (H)
헬륨 (He)
네온 (Ne)
아르곤 (Ar)

개념 5☀️ 태양 스펙트럼에서 원소 찾기

태양빛을 분광기로 관찰하면 무지개색 연속 스펙트럼 위에 검은 선(흡수선)이 나타납니다.

이 검은 선의 위치를 원소들의 선 스펙트럼과 비교하면, 태양에 어떤 원소가 있는지 알아낼 수 있습니다.

💡 실제로 헬륨(He)은 지구가 아니라 태양 스펙트럼에서 먼저 발견되어, 태양을 뜻하는 그리스어 '헬리오스(Helios)'에서 이름을 따왔답니다.

☀️ 태양빛
수소 (H)
헬륨 (He)
네온 (Ne)
아르곤 (Ar)

🖱️ 마우스를 올리면 노란 세로 기준선이 따라다녀요. 클릭하면 기준선이 고정됩니다. 검은 선 위치를 원소들과 비교한 뒤, 확인 퀴즈에서 정답을 맞혀 봅시다!

3
EXPERIMENT

실험 방법

🧰준비물

💿 CD 또는 DVD 📦 두꺼운 종이 상자 ⬛ 검은색 도화지 🔪 커터칼 📏 자 🩹 셀로판테이프 ✂️ 가위

⚠️안전 수칙 실험 전에 꼭 함께 읽기

  1. 🔪확인커터칼 사용 시 손을 다치지 않도록 조심하고, 사용 후 바로 정리합니다.
  2. 😎확인태양광을 슬릿을 통하지 않고 눈으로 직접 바라보지 않습니다.
  3. 🔥확인뜨거운 광원(백열등 등)에 직접 손이나 얼굴이 닿지 않도록 주의합니다.

👆 한 가지씩 함께 읽고 카드를 눌러 ‘확인’ 표시를 하세요.

🔬분광기 만들고 관찰하기

🛠️ 만들기
  1. 1상자의 한쪽 면에 폭 1mm 정도의 좁은 틈(슬릿)을 만듭니다.⚠️ 커터칼 사용 주의!
  2. 2반대쪽 면 안쪽에 CD 조각을 30~60° 정도 기울여 붙입니다.
  3. 3상자 옆면(위쪽)에 눈으로 관찰할 수 있는 작은 구멍을 뚫습니다.⚠️ 커터칼 사용 주의!
👀 관찰하기
  1. 4슬릿을 광원(형광등, 백열등 등) 쪽으로 향하게 합니다.⚠️ 뜨거운 광원에 닿지 않게!
  2. 5관찰 구멍으로 CD 반사면을 들여다보며 나타나는 색의 띠를 관찰합니다.⚠️ 태양을 직접 바라보지 않기!
종이 상자 (옆에서 본 모습) ④ 광원 형광등·백열등 ⑤ 색의 띠 관찰 ① 슬릿 (폭 1mm 틈) ② CD 조각 30~60° 기울이기 ③ 관찰 구멍
전체 보기

📝관찰할 점

  1. 광원의 종류에 따라 나타나는 색의 배열과 형태(연속/선)가 어떻게 다른가요?
  2. 색이 나타나는 순서(빨-주-노-초-파-남-보)는 항상 같은가요?
  3. 선 스펙트럼이 보인다면, 선의 위치와 색이 광원마다 다른가요?
4
QUIZ

확인 퀴즈

맞힌 문제 0 / 4 (푼 문제 0개)
Q1'연속 스펙트럼'에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?
Q2간이 분광기에서 빛을 여러 색으로 분산시키는 역할을 하는 것은?
Q3다음 중 '선 스펙트럼'이 나타나는 빛은 무엇일까요?
Q4 태양 스펙트럼에 나타난 검은 흡수선의 위치를, 앞에서 살펴본 수소·헬륨·네온·아르곤의 선 스펙트럼과 비교해 보세요. 위치가 가장 일치하는 원소는 무엇일까요?
▲ 비교 그림 다시 보기