물리화학실험 | 액체의 굴절률

 

 

 

TIP

 

 

가. 실험을 통해서 abbe의 굴절계를 이용하여 액체의 굴절률을 구하는 방법을 이해할 수가 있다.
나. Abbe굴절계 를 이용하여 농도 변화에 따른 알코올의 굴절률을 측정하고, 농도와 굴절률과의 관계를 조사한다.
다. 굴절률은 일정한 온도에서 각 화합물에 따라서 고유한 값을 가지기 때문에 굴절률을 조사함으로써 화학 실험 과정에서 생성된 액체 상태의 순도 및 생성물의 종류를 구분 할 수 있기 때문에 굴절률 측정이 중요하다. 굴절률의 이론적 배경과 굴절률계의 사용법을 익혀보자.

 

 

 

굴절

하나의 매질 로부터 다른 매질로 진입하는 파동이 그 경계면에서 나가는 방향을 바꾸는 현상. 빛이나 소리 등 파동 일반에서 볼 수 있는 현상으로 아지랑이나 별의 반짝임 등의 자연현상을 비롯해서 일상에서는 물그릇 속의 수저가 굽어 보이는 등 수많은 예를 관찰할 수 있다. 또 렌즈나 프리즘은 빛의 굴절을 이용하는 것으로서 광학기계의 중요한 부분을 구성한다. 굴절이 2개의 등방성 매질의 경계면에서 일어날 경우, 그 방향에 관하여 스넬의 법칙(굴절의 법칙이라고도 한다)이 성립된다.

 

그러나 파동이 등방성 매질로부터 이방성 매질로 나아갈 때는 보통 이 법칙이 성립되지 않으며, 경계면에서 굴절파가 둘로 나뉘어 이른바 #복굴절 현상을 나타낸다. 방해석의 결정을 통해서 물체를 볼 때 2중으로 보이는 것은 이 때문이다. 그리고 굴절뿐만 아니라 등방성 물질에서도 어떤 방향으로 압력을 가하거나 물질을 전기장 안에 놓으면 복굴절 현상을 일으킨다.

 

 

굴절의 법칙

1) 빛이 진행하다가 다른 물질로 입사할 때, 입사광선과 굴절광선은 법선의 양쪽에 있고, 법선과 동일한 평면 내에 있다.

 

2) 입사각과 굴절각의 sin값의 비는 일정하며, 이 값은 각 물질에서의 빛의 속도 비와 같다.

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 항온조의 온도보다 펌프로 정온의 물을 보내어 측정부의 온도를 일정하게 유지한다. 항온조의 온도는 측정온도 보다 1～2℃ 높게 해 둔다.

 

2) 시료실의 clamp를 늦추어 보조 프리즘이 수평이 되도록 열고 시료 액체를 몇 방울 적하한다. 기기의 상부를 움직여 액이 흐르지 않게 하고 기초 프리즘을 움직여 clamp로 고정한다. 새어나온 액은 gaze로 닦는다.

 

3) 망원경을 보면서 처음에는 크게 움직여서 광원에서 빛이 입사되도록 반사경을 조절한다. 측정조절나사를 천천히 움직여 명암이 경계가 시야의 교차선의 교점에 맞도록 조절한다. 이때 눈금에 나타나는 것이 구하는 n_D이다.

 

4) 측정이 끝난 뒤에는 시료실을 열고 시료를 잘 닦아서 청결하게 해둔다.

 

 

 

[물리화학실험] 액체의 굴절률 레포트