다음 그림은 무엇을 측정하기 위한 장치의 개요도인가? | [화학분석기사 필기] 14년 1회차 기출문제 상세 페이지

그림은 인광 측정용 인광계(phosphoroscope)의 개요도이다. 가운데 시료용기가 액체 질소를 담는 Dewar 플라스크 속에 들어 있고, 왼쪽 흡광 단색화 장치에서 들어온 빛은 흡광 셔터·필터를 거쳐 시료에 닿으며, 시료에서 나온 빛은 방출 셔터·필터를 지나 오른쪽 방출 단색화 장치로 간다. 시료 앞뒤의 같은 축에는 회전 원통형 초퍼 두 개가 달려 여기광과 방출광을 번갈아 통과시킨다.
인광은 삼중항 상태에서 바닥 상태로 돌아오는 스핀 금지 전이라 수명이 10-4초에서 수 초에 이를 만큼 길다. 대신 상온 용액에서는 충돌에 의한 비복사 소광이 심해 거의 관측되지 않으므로 액체 질소(77 K)로 얼려 강직한 매질을 만들어야 신호를 얻을 수 있다. 그림에 Dewar 플라스크와 액체 질소가 등장하는 것이 결정적 단서다.
회전 초퍼는 여기광을 차단한 뒤 잠깐 기다렸다가 방출광만 검출하도록 시간 분리를 만들어 준다. 수명이 나노초대인 형광과, 조사와 동시에만 나타나는 산란광(라만 포함)은 이 지연 시간 동안 모두 사라지고 수명이 긴 발광만 남는다. 형광이나 라만 산란 측정에는 저온 Dewar도 회전 초퍼도 필요 없으며, 화학발광은 시약의 화학반응 자체로 빛이 나므로 애초에 여기 광원도 여기 단색화 장치도 쓰지 않는다.