Time-resolved Thermal Lens Calorimetry

목차

1. Abstract
2. introduction
3. Method
4. Results
5. Discussion
6. Conclusion
7. Reference

본문내용

1. Abstract
빛은 서로 다른 굴절률(n)을 가진 두 매질 사이의 경계를 지날 때에, 굴절하는 성질을 지닌다. 이번 실험에서는 Laser spectroscopy와 Thermal lens effect의 원리를 이해하고, 이를 이용해 용매의 열용량(Cp)과 dye material의 흡광계수(ε)를 구할 수 있다. 레이저 빔이 sample이 들어있는 cuvette를 통과하며 thermal lens effect가 발생하고 빛의 세기는 시간에 따라 감소한다. 감소하는 빛의 세기는 열용량과 열전도도의 영향을 받기 때문에 빛의 세기를 통해 열용량, 열전도도를 구할 수 있다. 또한 빛의 세기의 변화를 가지고 염료의 흡광계수까지 구할 수 있다.

2. introduction
분광학(Spectroscopy)은 물질과 radiative energy간의 상호작용에 대한 학문이다. 원자나 분자는 고유의 스펙트럼을 갖고 있기 때문에, 분자의 구조와 역학 관계를 파악하는 데에 있어서는 분광학적 측정이 중요하다. 특히 레이저를 광원으로 사용하는 laser spectroscopy는 단색성(monochromaticity)과 지향성(directionality)을 가지며 다른 광원에 비해 intensity가 높다는 장점이 있다.
일반적인 분광학적 기기는 광원, monochromator, photo detector, display로 구성된다. 주기적이고 반복적인 전압에서 time-oscillatory signal일때 즉각적으로 변화하는 시그널을 관찰하기 위해서는 oscilloscope가 사용된다. 연속적인 빔(beam)은 측정하기가 어려우므로, 이 실험에서는 chopper에 의해 input light가 square-wave pulse로 전환된다.
빛은 서로 다른 굴절률(n)을 가진 매질의 경계를 지날 때에 굴절된다. 이러한 다른 영역에서의 굴절률 차이에 의해 발생되는 현상이 Thermal lens effect이다.
샘플을 통과하여 흡수된 빛은 non-radiative relaxation에 의해 열로 전환되며 용매의 온도를 높여준다. 특히, 빔의 중앙은 빛의 세기가 가장 크기 때문에 가장 온도가 높게 데워진다.

참고 자료

Atkins, Physical chemistry 9th. Oxford
Physical Methods in Chemistry1(실험 메뉴얼) 13-17pg
https://www.wikipedia.org. Wikipedia 웹사이트
http://terms.naver.com. NAVER 지식백과