화학공학실험 | 굴절율 측정

 

 

 

TIP

 

 

Abbe 굴절기를 사용하여 메탄올의 농도에 따른 굴절률을 측정하고 그래프를 그려 판독하며, Abbe 굴절기의 사용법을 익힌다.

 

 

 

굴절율

빛은 전기장과 자기장으로 되어 있으며 이들은 상호 직교하고 또한 빛의 진행 방향에 직교한다. 어느 매질에서나 빛의 장과 매질 본자에 수반된 장간의 작용이 있기 때문에 매질에서의 빛의 속도는 진공에서의 것보다 작다. 빛살이 밀도가 작은 매질로부터 큰 매질 쪽으로 지나가면 속도가 줄어든다.

 

그에 따라서 빛의 방향이 바뀐다. 즉, 표면의 법선 방향에 더가깝게 굴절한다(이 효과는 움직이는 자동차의 한 쪽 브레이크만을 밟았을 때 자동차의 방향이 바뀌는 것과 비슷하다). 빛살이 공기로부터 액체나 고체로 들어가면 입사각 ⅰ가 굴절각 r 보다 크다. 입사각 정현의 굴절각 정현에 대한 비를 굴절율이라고 하며 기호 n 로서 나타낸다(정확히 말하자면, 이 정의는 빛이 진공으로부터 보다 밀도가 큰 매질로 들어가는 경우에만 적용된다.

 

그러나 굴절 매질이 기체가 아닌한 진공 대신 보통 압력하의 공기로 대치할 수 있다). 굴절율은 빛의 파장과 빛 경로의 장에 의존된다. 실험에 의하면 n는 뱇의 파장이 감소함에 따라서 증가하고 매질의 밀도가 증가함에 따라서(즉, 압력이 증가하고 온도가 내려감에 따라서) 증가한다. 굴절율은 다음식으로 정의된다.

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 먼저 실험에 필요하나 Abbe굴절계, 증류수, 메탄올, 주사기 6개, 비커 6개를 준비한다.

 

2) 6개의 비커에 증류수와 메탄올을 이용한 6가지 시료를 준비한다.

 

3) 준비한 시료중 0 wt%을 주사기에 넣고 한두방울 정도 굴절계의 낮은 표면에 떨어뜨려 닫고서 프리즘을 고정한다. (매 실험때 마다 시료를 떨어뜨리기 전에 프리즘을 킴와이프스로 깨끗이 닦아 준다.

 

4) 망원경으로 볼 때 색의 경계가 선명해 질때까지 조절 손잡이를 잡고서 프리즘을 앞뒤로 이동시킨다.

 

5) 색의 경계선이 대각선이 교차되는 점에 오도록 아이피스를 위아래 움직여 맞춘다.

 

6) 눈금으로 굴절율을 읽는다. (오차를 줄이기 위해 한사람이 계속 굴절율을 읽도록 한다.)

 

7) 나머지 5개의 시료도 위와 같이 실험한다.

 

8) 실험의 정확성을 위해 위와 같은 실험을 5번 반복한다.

 

 

 

[화학공학실험]굴절율 측정 레포트