[물리화학실험]Abbe 굴절계를 이용한 굴절률 측정

소개글

Abbe 굴절계를 이용하여, 굴절률을 측정하는 방법을 습득하고, 그를 이용하여 미지시료의 농도를 예측하는 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

(1) 굴절률
물질의 굴절률은 기준 물질을 설정함으로써 비교하여 정의되는 값이다. 기준 매질로 정한 물질 A를 지나는 파동의 속력이 vRef 이고, 동일한 파동이 매질B를 통과하는 경우에 진행 속력이 vB이면 매질 B의 굴절률(n)은 n= vRef/vB으로 정의된다. 정의에 따라서 기준 매질의 굴절률은 1이다. 이렇게 정의된 굴절률은 스넬의 법칙에서 다른 매질의 경계면을 지나는 파동의 경로가 휘어지는 정도를 나타낸다.

(2) 빛의 굴절
1) 페르마의 원리
빛이 다른 매질로 들어갈 때 굴절하는 현상은 ‘페르마의 원리’로 설명한다. ‘페르마의 원리’란 한 점에서 나온 빛이 몇 번의 반사와 굴절을 거쳐 다른 한점에 도달할 때 통과하는 경로는 통과하는데 걸리는 시간이 최소가 되는 경로로 된다는 원리이다. 예를들어 아래 그림1에서 모래사장에서 출발하여 바다속 도착지점으로 갈 때 A, B, C의 세 경로중 B가 가장 시간이 적게 걸린다고 생각하기 쉽다. 하지만 물속에서 뛰는 것이 땅 위에서 뛰는 것보다 느리기 때문에 물속에서의 이동거리는 물 밖보다 짧은 것이 좋으며 따라서 시간이 최소가 되는 경로는 C 가 된다. 이 경로가 바로 빛이 굴절할 때 지나가는 경로인 것이다. 따라서 매질의 종류에 따른 밀도, 결정형, 분자의 배열 등에 따라 빛이 진행하는 속력이 달려져서 그 결과 빛의 굴절 현상이 생기게 된다.

<중 략>

1) 프리즘을 알코올에 적신 솜으로 가볍게 닦아서 깨끗하게 한다. 이때 프리즘 표면이 긁히지 않도록 조심해야 한다.
2) 물을 순화시킬 수 있도록 항온조와 프림즘 덮개를 연결한다.
3) 프리즘을 들어서 바닥에 시료 용액을 2~3방울 떨어뜨린 다음 프리즘을 덮어서 고정 시킨다.
4) 망원경의 시야가 어둔운 부분과 밝은 부분이 정확하게 1/2씩 될 때까지 조절 나사를 돌려서 프리즘을 이동시킨다.
5) 시야를 반으로 나누는 선이 정확하게 교차선이 만나는 점에 오도록 조정한다.
6) 눈금을 읽는다

참고 자료

물리화학실험, 서울산업대학교 출판부, 이진휘, 1987, p.70∼77
Physical Chemistry 3rd Ed. by Castellan『Chapter 26 26.6 LAWS OF INTERACTION』p.673
Physical Chemistry 8th Ed. by Atkins『Chapter 18 Molecular interactions』
Physical Chemistry 3rd Ed. by Mortimer『Chapter 23 Optical Spectroscopy and Photochemistry』2008