'분광기'와 '분광 이론'이란?

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키르히호프와 분젠의 분광(分光) 이론

 

 

화학실험실에서는 실험재료를 고온으로 가열하거나 살균할 때 분젠 버너를 잘 사용한다. 독일의 화학자 로베르트 분젠(Robert Bunsen 1811-1899)이 1855년에 개발한 조그마한 버너는 연료가 되는 가스(당시에는 석탄가스 사용)와 공기가 적절히 혼합하여, 불꽃이 작으면서 고온으로 연소하도록 만든 것이다.

 

분젠은 하이델베르크 대학의 동료이자 친구인 물리학자 구스타프 키르히호프(Gustav Kirchhoff 1824-1887, '키르히호프의 회로법칙' 참조)와 함께 프리즘을 이용하여 빛을 분산시키는 최초의 분광기(分光器 spectroscopy)를 만들었다. 이때 그들은 분젠 버너를 사용하여 각 원소의 온도를 빛이 날 정도로 높여주어, 그 빛을 분광기로 관찰했을 때, 각 원소마다 독특한 검은 선을 가진 스펙트럼이 나타난다 ‘분광 이론’ (Kirchhoff-Bunsen Spectroscopy Theory)을 발표했다. (분광기의 원리 참조)

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“모든 원소는 빛이 나도록 열을 주면, 원소마다 각기 다른 독특한 스펙트럼선의 빛을 낸다.”

 

두 사람은 분젠 버너와 분광기를 사용하여 새로운 원소인 세슘(1860년)과 루비듐(1861년)을 발견하는데 성공했다. 또한 그들은 태양의 빛을 분광기로 조사하여, 태양에 나트륨이 존재한다는 것도 밝혀냈다. 오늘날 많은 과학자들은 분광기로 별빛을 분석하여 별의 성분을 조사하기도 한다.

 

키르히호프를 잘 알던 한 은행가는 “태양에 금이 있다는 것을 안다고 해서 그게 무슨 소용이냐!”고 했다. 그러나 키르히호프는 연구 업적으로 금메달을 수여받게 되자, “태양에서 가져온 금이 여기 있잖소!” 했다고 전한다.  

 

 

 

분젠 버너의 공기 공급량을 잘 조정하면 연한 푸른빛의 불꽃에서 고온을 얻을 수 있다.

 

 

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