1장 Purpose
2장 Principle
1. Abbe 굴절계의 원리
2. 복사선의 투과와 굴절
3. 굴절률과 밀도 사이의 관계
3장 Apparatus ＆ Reagents
4장 procedure
1.subject : refractive index
purpose
굴절률(index of refraction)의 측정은 용액의 농도측정, 순도시험, 유기화합물의 구조 판정이나 결정혼합물중의 성분의 검출등에 넓게 이용된다.이번 실험에서는 각종 농도의 염화칼륨 수용액의 굴절률을 abbe 굴절계를 이용하여 측정하여 농도와 굴절률과의 관계를 조사한다.
principle
(1) abbe 굴절계의 원리
시료는 두 개의 프리즘 사이에 얇은층 형태 (약 0.1mm)로 도입된다.위 프리즘은 측면의 팔 장치에 의해서 회전되도록 베어링 위에 단단히 고정되어 있다.아래 프리즘은 표면은 거칠게 갈아 놓았으므로 빛이 반사되어 프리즘에 들어오면 이 표면에서 산란되어 모든 방향에서 시료를 향해 지나갈 수 있게 되어 있다.이들 빛살은 시료의 표면과 곱게 갈려있는 위 프리즘의 표면사이에 굴절되어 고정 망원경으로 들어간다.서로 회전이 가능한 두 개의 amlcl 프리즘은 각종 파장의 빛살이 나타내는 여러 방향의 임계 빛살로 모아서 나트륨 d선의 빛살의 방향에 해당하는 단일 백색 빛살로 나타나게 한다.망원경 대안렌즈에는 십자선을 그어 놓았으므로 측정할 때 프리즘의 방향을 회전시켜 명암 경계선이 십자선과 일치되도록 한다.미리 고정사킨 눈금으로부터 프리즘의 회전 위치를 정한다.프리즘 둘레에 물을 순환시켜 온도를 일정하게 유지한다.abbe 술절계의 장점은 간편성, 넓은 측정 범위 (n 0~ 0.13～1.7
) 소량의 시료로도 측정되는 점 등이다.이 기기의 정확도는 ±0.2 정도이며 정밀도는 이 값의 반정도이다.abbe 굴절계에서 가장 심한 오차는 두 개의 프리즘을 사용함으로써 시료 표면을 스쳐가는 임계 빛살이 거의 흡수되어 버리므로 그 경계선의 선명도가 낮다는 것이다.단색 광원을 사용하면 선명한 임계 경계선을 얻을 수 있으며, 크고 정밀한 프리즘 장치를 쓰면 프리즘 위치를 더 정밀하게 측정할 수 있다.
(2) 복사선의 투과와 굴절
<굴절 법칙>
굴절 광선은 입사 평면에 놓여 있으며 다음의 관계식을 만족한다.
n 1 sin theta 1 ~~n 2 sin theta 2 여기서 n 1
은 차원이 없는 상수이며 첫 번째 매질의 굴절률이라 부르고 n 2
는 두 번째 매질의 굴절률이라 한다. 어떤 물질의 굴절률은 c/v이다
진공과 여러 물질들의 굴절률은 아래의 표에 나타나 있다. 진공을 제외한 모든 매질에서는 굴절률이 입사광의 파장에 따라 변한다
매 질 굴 절 률 매 질 굴 절 률 진 공
1.00
보통 유리
1.52
공 기
1.29
소 금
1.54
물 (20℃)
1.33
폴리스티렌
1.55
아세톤 (이하 생략)
