물리화학실험 | 굴절율 측정

 

 

 

TIP

 

 

굴절계의 원리를 이해하여 특정 용액의 굴절률을 측정할 수 있다.

 

 

 

빛의 굴절

빛은 일종의 전자기파 복사선이므로 빛이 물질속을 통과하여 진행할때에는 빛의 전자기장과 물질을 구성하는 입자(전자, 이온, 원자, 분자 등)들이 서로 상호작용을 하기 때문에 빛의 진행 속도가 영향을 받게 된다. 따라서 빛이 물질속을 통과할 때 상호작용의 영향이 클 경우는 속도가 감소될 것이다.

 

공기(또는 진공)속을 진행하던 빛이 응축상의 물질(액체, 고체)속으로 들어갈 경우에는 <그림>에서 보는 바와 같이 경계면에서 진로가 꺾이는데, 이러한 현상을 굴절(Refraction)이라고 한다. 입사 광선의 방향이 법선(경계면에 수직인 축)과 이루는 각(θ)을 입사각이라고 하고 굴절한 후의 진행 방향이 법선과 이루는 각(φ)을 굴절각이라고 한다.

 

굴절 광선의 진행 방향은 용액속에서 빛의 속도에 의존하고, 빛의 속도는 용액의 구성입자들과의 상호작용의 정도에 의존하기 때문에 용액을 구성하고 있는 입자들이 빛의 광자(photon)와 상호 작용을 잘할 수 있을 경우에는 굴절각(φ)이 작아진다. 용액의 굴절률(n_D^t)은 입사각(θ)와 굴절각(φ)에 의하여 다음과 같이 정의 된다.

 

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 굴절계의 코드를 연결하고 전원을 킨 후, 호수로 연결하여 물을 틀어준다.

 

2) 온도를 일정하게 맞춰준다.

 

3) 굴절계의 프리즘을 알코올류 로 깨끗이 닦는다.

 

4) 프리즘 사이로 측정하고자 하는 용액을 1～2방울 정도 떨어트리고 두 프리즘이 서로 밀착 되도록 한다.

 

5) 광원이 프리즘으로 들어오도록 한다.

 

6) 굴절 시야(렌즈)를 보아 눈금판의 명암의 경계선이 선명하여 질 때 까지 분산 조절 나사를 회전 시킨다. 경계선이 선명해 지면 Read 버튼을 누른다. 이때 나온 값이 굴절도 값이다.

 

7) 시료를 달리 하여 위의 방법을 반복하여 측정한다.

 

8) 측정이 끝나면 프리즘을 알코올로 깨끗이 닦아 놓는다.

 

 

 

[물리화학실험]굴절율 측정 레포트