KCI등재
SCOPUS
중적외선 영역에서 CO2 분자의 회전-진동운동의 흡수 스펙트럼 = Rotational-vibrational Absorption Spectra of CO2 Molecule in Mid-infrared Region
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2022
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Korean
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KCI등재,SCOPUS
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학술저널
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675-682(8쪽)
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The energy levels of a molecule depend on the arrangement of consisting atoms, which can be linear, nonlinear, or complex. When atoms in the molecule oscillate and the molecule rotates, the molecule develops fine characteristic energy levels. In this study, we investigated the fine characteristic energy levels of gaseous carbon dioxides using a Fourier transform infrared spectroscopy-type and vacuum-type spectrometer, Vertex 80v (Bruker, Germany). We measured the power spectra of the air in the spectrometer at various vacuum levels. From the measured spectra, we obtained the vibrational and rotational absorption spectra of carbon dioxide. The theoretical and experimental rotation constant (B) values were consistent when the vibrational quantum number of carbon oxides (v) was 0. From the rotation constant obtained at v=1, we obtained the C-O bonding length. Furthermore, we determined the molar attenuation coefficients of carbon dioxides using Lambert–Beer’s law.
더보기분자의 에너지 준위는 선형 구조, 비선형 구조 등 구성 원자의 결합구조에 따라 달라지며, 분자의 회전이나 진동 방식에 따라 미세한 고유한 에너지 준위를 보인다. 본 연구에서는 선형 구조를 갖는 이산화탄소의 회전-진동 흡수 스펙트럼을 FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy)방식의 진공형 분광기인 Bruker Vertex 80v 장비를 사용하여 분석하였다. 대기 중의 공기를 장비에 주입 시켜 압력에 변화를 주며, 여러 압력에서 옅은 공기의 파워 스펙트럼을 얻어, 특정 주파수 영역에서 나타나는 이산화탄소의 회전-진동 흡수 스펙트럼을 얻어 분석하였다. 이산화탄소의 진동 에너지 양자수가 v=0일 때 회전 상수를 이론적으로 계산하고 실험과 일치하는지 확인하였고, 진동 에너지 양자수가 v=1일 때 회전 상수를 얻었다. 회전 상수로부터 들뜬 상태인 v=1일 때의 결합길이를 도출하였다. 이 과정에서 이산화탄소의 진동 방식에 따른 회전 상수의 변화 및 스펙트럼 사이의 간격 변화를 조사하였다. 더 나아가, 램버트-비어 법칙(Lambert-Beer's law)을 이용하여, 이산화탄소의 몰흡광계수(molar attenuation coefficient)를 얻었다.
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