[물리화학실험] Time-Resolved ThermaI Lens Calorimetry (열적렌즈효과)

등록일 2002.04.03 한글 (hwp) | 7페이지 | 가격 1,000원

소개글

빛에너지(레이저)가 열에너지로 전환된건 레이저의 붉은빛을 시료에서 흡수하면서 HOMO에서 LUMO상태로 전자가 들뜨기 때문입니다

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험방법
4. 참고문헌
5. 실험결과
6. 주의사항

본문내용

실험목적 : 레이저빔이 시료를 통과할 때 일어나는 열적렌즈효과 현상을 이해하고, 빛의 세기가 시간에 따라 변하는 정도를 측정하여, 용매의 열전도도를 결정한다.

실험원리 :
일반적으로 열적랜즈효과는 세기가 강한 빛이 시료를 통과할 때 빔의 경로를 따라 시료가 가열되며 일어난다. 시료가 가열되면 굴절률, 즉 매질을 통과하는 빛의 속도가 변하기 때문 에 레이저 빔의 투과율이 변화한다. 레이저 빔의 세기는 중앙에서 최대이고 가장자리로 갈수록 작아지는 가우스 함수형태를 갖기 때문에 시료 전체가 동일하게 가열되지 않고 빔의 단면을 따라 중심에서 방사방향으로 온도 기울기를 보인다. 이 실험에서 사용된 용매를 포함한 대부분의 물질의 굴절률은 온도가 증가함에 따라 감소하기 때문에, 중심부를 통과한 빛의 속도가, 주위를 통과하는 속도보다 빠르게 되어 시료는 레이저 빔에 대하여 오목렌즈 와 같은 역할을 하게 되는데 이를 열적렌즈효과라고 한다. 열적렌즈효과가 나타나면 빛은 시료를 통과한 후 분산되기 때문에 빛의 반경은 증가하고, 단위 면적당 빛의 세기는 감소한 다. 또 시간이 경과할수록 시료는 더 많이 가열되기 때문에 단위 면적당의 빛의 세기는 시간이 경과함에 따라 더 크게 감소한다. 이 감소하는 정도의 시간 의존성은 레이저의 출력과 시료의 열적성질 (열용량, 열전도도등) 에 좌우되기 때문에 이 성질을 이용하면 용매의 열전도도를 측정할 수 있다. 열적렌즈효과는 액체, 고체, 기체시료에서 모두 관찰할 수 있으며 또한 모든 종류의 레이저를 다 이용할 수 있다.

참고 자료

1. Salcido J.E., Pilgrim J.S., and Duncan M. A., "Time-Resolved Therma I Lens Calorimetryl laser"; Physical Chemistry, Developing' a Dynamic Curriculum, Experiment 14 Ed. by Schwenz, R W. and Moore, R. J. ACS Washington, DC 1993.
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