2013-01-11
org.kosen.entty.User@1f98a182
임완희(masicdoll)
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안녕하세요
굴절률은 물질 고유의 값으로 알고 있었는데요...
혹시 두께에 따라서 굴절률이 바뀐다는 문헌을 알고 계시면 답변 부탁드립니다..
* 모든 물질은 아니고 TEOS나 sio2 계열의 물질의 두께와 굴절률의 상관관계를
찾고 있습니다.
- 굴절률
- 두께
- si
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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이응신님의 답변
2013-01-13- 4
굴절률은 진공에서 광속과 물질 내에서 광속의 비라고 정의합니다. 따라서 등방성 물질일 경우 굴절률은 빛의 파장(주파수)과 관계있습니다. 또 온도에 따라 물질의 물성 자체가 변할 때도 굴절률이 변합니다. 굴절률은 물질의 고유값으로 물질의 물성을 나타내는 지표로 사용할 때는 파장과 굴절률, 온도와 굴절률로 주어집니다. 굴절률이 두께와 어떤 관계가 있는 말은 처음 들어봅니다. 아마 산화규소와 같이 코팅을 하는 물질인 경우 빛의 반사나 투과를 위한 두께를 조절할 때 두께와 파장, 굴절률이 어떤 관계를 가집니다. 예를 들어, 반사방지 코팅을 위한 이산화규소의 두께는 d/(4L*n) 등과 같은 관계식을 만들었다면 이때 코팅막의 두께와 굴절률이 어떤 상관관계를 가지겠지요. 이런 경우는 물성 자체에 따른 굴절률의 관계가 아니라 외부의 모양 변화에 따른 상관관계만 가지게 됩니다. 관련 논문은 미국의 물리학 학회의 저널(Appl. Phys. Lett.나 다른 학회논문 )이나 광학 관련 논문을 찾아보세요. 아마 물질의 물성에 따른 관계가 아니라 물질의 외형에 따른 관계식만 있을 것입니다. *요즈음 나오는 최신 광학 논문에 나올 수도 있으니 속단은 못합니다만... -
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김영국님의 답변
2013-02-06- 3
첨부파일
아마도 앞의 분 말씀대로 굴절률 자체는 두께에 따라 변하지 않을 것입니다. 질문자께서 언급하신 TEOS 등은 alkoxide로 solgel합성 등에 사용되고 있습니다. 예를들어 박막으로 제조하는 경우 열처리나 수분함량 등 다양한 변수로 인해 박막 자체의 밀도나 기공도가 변화할 수 있습니다. 두께에 따라서도 박막의 밀도가 변화할 수 있습니다. 예를 들어 1회 coating할 때에 비하여 여러번 coating을 반복하는 경우 밀도 변화가 있는 경우가 있습니다. 막의 밀도가 낮으면 SiO2의 경우 당연히 굴절률이 낮은 것으로 측정될 것이며 막이 치밀하여 기공도가 적으면 굴절률이 SiO2 bulk값에 근접하는 것으로 나타날 것입니다. 따라서 실제 측정되는 겉보기의 굴절률은 마치 변화하는 것처럼 보일 수 있고, 오래 전에 본 논문이라 출전은 잊었습니다만 굴절률의 변화를 막의 치밀도와 연관시키는 논문을 본 것 같습니다. Sol-gel법에 의한 박막 coating관련 논문을 찾아보시면 되겠습니다.
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김채형님의 답변
2013-01-12- 0
ㅇ 굴절이란? 공기(또는 진공)속을 진행하던 빛이 응축상의 물질(액체, 고체)속으로 들어갈 경우에는 경계면에서 진로가 꺽이는데 이러한 현상을 굴절이라고 한다. 이는 매질이 다르면 그 속에서 빛의 속도가 다르기 때문에 일어난다. 그럼 왜 빛의 속력이 다르게 되는가? 그건 밀도의 차이 때문이다. 밀도는 일정한 공간 안에 들어있는 입자수로 평가를 하는데 물은 공기보다 밀도가 더 크다. 즉, 똑같은 공간 안에 많은 분자가 있다는 뜻이므로 빛이 헤져나가는데 더 많은 어려움이 있어 속도가 변하게 된다. ㅇ 굴절률 빛이 등방성의 두 매질의 경계면에서 굴절할 때 입사각i와 굴절각 r 사이에 성립되는 스넬의 법칙(굴절의 법칙)에서 상수 n의 값 (매질 속에서 진동수가 변하지 않으므로 파장이 짧아진다) ㅇ 빛의 굴절률에 영향을 주는 요소 1) 온도 : 매질의 온도변화는 밀도의 변화를 가져옴으로써 굴절률에 영향을 준다. (주로 20℃에서 측정한다.) 온도가 올라갈수록 분자의 움직임이 활발해 지고, 부피가 커지에 된다. 질량은 동일하지만 부피가 커지게 되므로 밀도는 작아지게 된다. 이러한 이유로 인해 밀도가 낮아질수록 굴절률은 작아지게. 하지만 물의 경우는 약간 다르다. 수소결합 때문에 4℃일때 가장 밀도가 크므로 이때 굴절률이 가장 작게 된다. 2) 파장 : 투명한 매질의 굴절률은 복사선의 파장이 증가함에 따라 점점 감소한다. 이러한 효과를 정상적인 분산이라고 하는데 이것을 고려해서 굴절률을 인용할 때 반드시 사용한 빛의 파장을 명시해야 한다. sodium lamp의 D 선(598㎚)이 가장 흔하게 굴절률 측정에 광원으로 쓰인다. 이때 굴절률 nD로 표시하고 매질의 온도를 쓴다.
답변 감사드립니다.