굴절률 측정

소개글

굴절률은 일정한 온도에서 각 화합물에 따라서 고유의 값을 갖기 때문에 굴절률을 조사함으로서 화학실험과정에서 생성된 액체상태의 순도 및 생성물의 종류를 구분할 수 있기 때문에 화학실험에서 굴절률 측정은 중요하다. 액체에 광선이 입사되어 굴절되는 정도를 굴절률(refractive index) 이라고 한다. 굴절률은 어느 온도에서 시료유지에 들어가는 광선의 입사각의 tan값과 굴절각의 tan값의 비를 말하는데 이 굴절률을 측정함으로서 그 물질의 순도나 농도 등을 알 수 있다. 우리는 굴절계 중 Abbe 굴절계를 이용하여

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 시약
4. 실험과정
5. 실험결과
6. 논의 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
굴절률은 일정한 온도에서 각 화합물에 따라서 고유의 값을 갖기 때문에 굴절률을 조사함으로서 화학실험과정에서 생성된 액체상태의 순도 및 생성물의 종류를 구분할 수 있기 때문에 화학실험에서 굴절률 측정은 중요하다. 액체에 광선이 입사되어 굴절되는 정도를 굴절률(refractive index) 이라고 한다. 굴절률은 어느 온도에서 시료유지에 들어가는 광선의 입사각의 tan값과 굴절각의 tan값의 비를 말하는데 이 굴절률을 측정함으로서 그 물질의 순도나 농도 등을 알 수 있다. 우리는 굴절계 중 Abbe 굴절계를 이용하여 증류수, C6H6, CH3OH, CCl4, CH3CH2OH, CH3COOH 원액의 굴절률과 benzene - CH3OH 을 섞은 혼합용액의 굴절률을 측정하여 농도비에 따른 굴절률 변화를 관찰할 수 있다.


2. 실험원리
1) 굴절률의 정의
빛이 등방성을 갖는 두 종류의 매질의 경계면을 통과할 때 굴절하게 된다. 이 때, 입사각 i와 굴절각 r 사이에 성립되는 스넬의 법칙(굴절의 법칙)에서 상수 n의 값을 말한다. 이 값은 그 매질 안에서의 빛의 속도와 관련이 있다. 이 굴절률을 제2매질의 제1매질에 대한 상대굴절률이라 하며, 제1매질이 진공인 경우의 n을 제2매질의 절대굴절률 또는 진공에 대한 굴절률이라 한다. 제1,2매질의 절대굴절률을 각각n1,n2라 하면, 제2매질의 제1매질에 대한 상대굴절률은 이다. 진공의 절대굴절률은 1이다
맥스웰방정식에 따르면, 투명한 매질의 절대굴절률은 그 매질의 유전율과 투자율을 각각 A, μ라 할 때 n=vA득 로 주어진다. 매질 중의 광속도와 굴절률과는 밀접한관계가 있으며, 진공 중의 광속도를 c라 하면 매질 중의 광속도는 로 주어진다. 절대굴절률은 일반적으로 빛의 파장의 함수이며, 파장이 짧을수록 굴절률이 크다. 그 때문에 빛을 프리즘에 통과시켰을 때 분산현상이 일어난다. 등방성 매질로부터 결정 등의 이방성 매질로 굴절할 경우에는 복굴절을 일으키므로 굴절률은 스넬의 법칙을 따르지 않는다. 그리고 파장이 짧아지면 오히려 굴절률이 작아지는 현상도 있다. 일반적으로 물질의 굴절률은 파장이 증가함에 따라 감소한다. 또 같은 파장이라도 온도에 따라 값이 다르며, 그 밖에 기체에서는 압력의 영향도 받는다.

참고 자료

● 물리화학실험 / 김성규외 22명 / 대한화학회 / 청문각 / 1999
● 최신일반화학실험 / 배준열외 6명 공저 / 동화문술 / 2001
● 일반화학실험 / 김기형외 2명 / 학문사 / 1999
● 두산 대 백과사전 / http://naver.com