푸리에 변환에 의한 가시광선 스펙트럼 분광기 제작
Development of Visible Spectrometer Using Fourier Transform
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초록
푸리에 변환 분광기는 간섭계로부터 얻은 간섭무늬를 푸리에 분석하여 빛의 분광분포를 측정하는 장치이다. 본 연구에서는 마이컬슨 간섭계를 이용하여 간섭무늬를 측정하고 이를 분석하여 분광분포를 얻는 푸리에 변환에 의한 가시광선 스펙트럼 분광기를 제작하였다. 특히 MBL장치를 이용하여 빛의간섭무늬 정보를 획득하였고, Excel 스프레드시트를 이용하여 푸리에 변환 분석함으로써 교육 현장에서 사용하기 용이하게 개발하였다. 우선 개발된시스템의 정밀성을 확인하였고, He-Ne 레이저를 이용하여 움직일 수 있는 거울(movable mirror)의 변위를 측정하였다. 이를 기반으로 잉크 용액에의해 선택 흡수된 빛의 파장에 따른 분광분포 측정 결과를 측정하였다. 본 연구는 과학영재학생 및 대학생들이 가시광선에 의한 간섭무늬를 육안으로확인하고 빛의 중첩 및 간섭 등의 파동 개념을 발달시키는데 활용될 수 있을 것이다.
Abstract
Fourier transform spectrometer is an apparatus measuring the spectral distribution of light from the interference fringe obtained from the interferometer through Fourier analysis. We measured and analyzed interference patterns by using the Michelson interferometer and made the visible light spectrometer which obtains spectral distribution through Fourier transform and processed the data by Excel spreadsheet. We calibrated the precision of the movable mirror by weights and also calibrated the moving distance by the He-Ne laser interferometry. And based on this instrumentation, we measured the spectral distribution of the light which was selectively absorbed by ink solution. This study will give science-gifted students and undergraduate students an opportunity to observe the interference fringe of the visible light and develop the concepts of the wave property of light such as superposition and interference.
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