굴절율 측정방법에 대하여 궁금합니다.
빛이 투과되지 읺는 재료도 글잘율 측장이 가능한가요?
금속도 박막이 되면 투과가 되는 범위가 있고
어떤 값이 바른자는 확인할 수 있나요?
안녕하세요. 과학전문가입니다.
표면이 매끄러워서 반사가 일어날 수 있는 재질이라면 빛이 투과되지 않아도 굴절률 측정이 가능합니다. 재료의 투과여부는 사실 재료의 두께 정보를 얻을 수 있는지 없는지 여부와 관련있습니다.
가장 많이 활용하는 엘립소미터라는 장비로 설명드리면, 편광된 빛을 특정각도(보통 6~70도)로 입사하여 반사되는 빛의 세기가 얼마나 감소되었는지, 그리고 편광 빛의 방위각이 얼마나 차이나는지를 가지고 확인합니다. 한파장의 빛만 사용하면, 간혹 특정 파장에서 같은 빛의 세기감소, 방위각의 차이가 보일수 있기때문에 365~1100 nm정도의 다 파장 모두에서의 빛의 세기 감소, 방위각 차이를 보게 됩니다. 이를 디텍터 측면에서 보게되면 파장에 따른 빛의 세기와 방위각이 타원형태로 나타나기 때문에 엘립소(ellipsoidal: 타원형의)미터라고 부르는 것입니다.
이때, 빛의 세기를 실수부, 방위각 부분을 허수부로 표현하여 '복소 굴절률'을 나타낼 수 있습니다. 그러면 x축을 파장, y축을 빛의 세기, 방위각 변화로 plot하여 볼 수 있고, 물질마다 특정한 패턴과 크기를 가지게 됩니다. 이를 복소함수로 fitting하여 굴절률을 계산할 수 있습니다.
재료가 투과가 가능하게 되면, 재료의 표면과 바닥면에 반사되는 빛이 위상차가 발생하기 때문에, 이로인하여 패턴에 보강, 상쇄로 인한 oscillation이 발생하게 됩니다. 이 oscillation을 통해 재료의 두께를 계산할 수 있습니다.
글쓴이가 말씀하신데로 금속도 매우 얇으면 (nm수준으로), 빛이 투과할 수 있으며 파장에 따라 투과정도가 달라집니다. 이를 optical penetration depth라고 부르는데 이 용어로 검색을 하시면, 사람들이 실험하여 계산한 값들이 나와있으니 가져다가 쓰시면 됩니다.
따라서, 금속도 충분히 얇으면 굴절률뿐만 아니라 두께도 측정가능하며, 두꺼워서 투과되지 않더라도 표면의 굴절률 정보는 얻을 수 있습니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
굴절이라는 것은 일단 빛이 물체를 투과할때 만들어집니다.
즉, 빛이 투과되지 않으면 굴절이 아니라 100% 반사나 흡수가 이루어집니다.
따라서 측정이 불가능합니다.
금속도 박막이 되어 원자 사이 간격 사이로 광자가 지나갈 수 있으면 투과가 됩니다.
감사합니다.빛이 투과가 되지 않는 경우는 반사율을 구해야 됩니다.
굴절은 말 그대로, 투과 후 얼마나 굴절을 했는지에 대한 비율 입니다.
동시에 투과가 되면서 반사가 되는 경우는 반사율, 굴절율 모두 구할 수 있습니다.
