Spectrum   스펙트럼, 분광

1. 스펙트럼 / 분광 (Spectrum)

  ㅇ 신호가 포함하는 주파수 성분별 크기의 도형적 표현
     - 신호를 주파수 또는 파장의 함수로써 주파수 영역에 표현한 것

  ㅇ (유사 명칭)
     - 통상, 스펙트럼을 주파수 영역 표현이라고 함
        . 각각의 주파수,파장별로 그 성질 크기(신호 세기 등)로 펼쳐보인 것
           .. 결국, 서로 다른 신호 파형은, 서로 다른 스펙트럼을 갖음
 
  ※ (용어 기원)  1672년 아이작 뉴턴이, 
     - 태양 빛이, 프리즘에 의해 생성되는, 연속적인 색(무지개 색)의 띠를 설명하기 위해,
        . (뉴턴의 분광 실험 : 빛의 본질과 색의 분리를 이해하는 데 중요한 역할을 한 실험)
     - 스펙트럼이라는 용어를 처음으로 사용
     - 한편, 1704년, 뉴턴은 `광학(Optiks)`을 집필하여 당시 빛 이론을 집대성 함

  ㅇ (용어 사용)  주파수에 만 국한하지 않고, 경제,수학,인문 등 여러 분야에서 널리 사용되는 용어
     - 통상, 범위(그 속에 여러 다양한 부류가 존재함)라는 개념으로 파악함이 적절
        . 例) 인구 인종 스펙트럼 등
     - 한편, 수학에서는 고유값의 집합을 스펙트럼이라고도 함


2. 주파수 스펙트럼 (또는, 파장 스펙트럼) 종류

  ㅇ 진폭 스펙트럼
     - 통상, 신호의 스펙트럼이라 말할 때는 주파수에 따른 진폭 스펙트럼을 주로 의미
        . 각각의 주파수별로 어떠한 성분이 얼마의 비중으로 있는지를 보여줌
     - 우대칭

  ㅇ 위상 스펙트럼
     - 각각의 주파수별로 시간지연(시간이동)이 얼마만큼 있는지를 보여줌
     - 기대칭

  ㅇ 에너지 및 전력 관련 스펙트럼
     - 에너지 스펙트럼 ☞ ESD (에너지스펙트럼밀도)
        . 신호 주파수에 따른 에너지 밀도 분포를 보여줌
     - 전력 스펙트럼   ☞ PSD (전력스펙트럼밀도)
        . 신호 주파수에 따른 전력 밀도 분포를 보여줌

  ㅇ 선 스펙트럼(Line Spectrum), 띠 스펙트럼(Band Spectrum)
     - 선 스펙트럼 : 다수의 가는 선 만으로 구성되는 모양
        . 스펙트럼 선들의 모양 및 세기는, 원소 및 농도에 관한 정보를 줌
        . 例) 주기신호의 주파수 스펙트럼은 가는 선 모양 (기본주파수의 정수배 만)
        . 例) 원자의 흡광,발광 등에 따라 나타나는 다수의 가는 선 
           .. 원자 스펙트럼 (흡수 스펙트럼, 방출 스펙트럼)
     - 띠 스펙트럼 : 다수의 선 스펙트럼이 근접하여 연속적인 모양 
        . 例) 분자 스펙트럼 등

  ㅇ 색분산 스펙트럼
     - 백색광이, 프리즘 매질을 통과하면, 각 파장(색)별로 진행방향이 달라져,
       연속된 색깔 무늬(띠 : 빨주노초파남보, 무지개 색)를 띄게 됨


3. 전자기파 스펙트럼의 대략적 구성

   

  ※ 한편, 위에서 가시광선(빛) 스펙트럼은, 전자기파 스펙트럼의 극히 일부임
     - 빛의 진동수로는 1015 Hz 정도, 파장대로는 약 380 ~ 780 nm 
        . ~ 적외선 [긴 파장] (빨주노초파남보) [짧은 파장] 자외선 ~

  ※ 스펙트럼은 한정된 천연 자원 임  ☞ 무선 자원 관리 참조
     - 참고 例) 국내 전자파 스펙트럼 배치 (주파수 분배) 현황  ☞ 전파누리


4. [참고사항]

  ㅇ 신호 주파수
     - 신호는 정현적인 기본 주파수의 조합으로 구성되어 있음  ☞  고조파/조화파

  ㅇ 소리 주파수
     - 소리에 대한 주파수대역은 수십 Hz에서 2만 Hz 정도  ☞ 가청주파수 

  ㅇ 무선 주파수
     - 무선 주파수대역 할당 현황                 ☞ 주파수할당현황 

  ㅇ 광 주파수
     - 광통신 주파수(파장) 현황                  ☞ 광통신 파장대역 

  ㅇ 주파수 측정
     - 주파수 스펙트럼에 대한 정밀 측정장비      ☞ 스펙트럼 분석기, 주파수 카운터

  ㅇ 스펙트럼 분석
     - 시간 영역의 신호를 주파수 영역으로 변환하여 신호의 주파수 성분을 특성화시켜 분석 도모
     - 주로, 시계열 데이터에 내재된 주기성을 찾아내는 분석 기법

  ㅇ 물질과의 상호작용
     - 전자기복사선과 물질과의 상호작용(흡광,발광,회절,간섭 등)에 의한 분광 특성을 이용하여,
       물질의 `성분`,`조성` 등을 알아냄            ☞ 분광학, 분광법, 원자 스펙트럼

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