light scattering

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목차

▣ 실 험 제 목 :
▣ 실 험 일 자 :
▣ 실 험 목 적 :
▣ 실 험 원 리
Ⅰ . 광산란 (Light Scattering)
1. Fraunhofer 회절
2. 광산란 Data
3. Zimm-Plot
4. 공중합체의 광산란
5. 광산란법의 종류
6. 실험장치
▣ 참 고 문 헌

본문내용

▣ 실 험 목 적 : 광산란법의 원리를 이해하고, 이를 응용하여 동적 광산란으로부터 입자의 Size및 Size 분포를 구해본다.

▣ 실 험 원 리

Ⅰ . 광산란 (Light Scattering)

- 정의 : 투명한 매질에 불순물이 있거나 부분적인 굴절률의 변화가 있을 때 일어나는 산란 현상으로 광손실의 원인이 된다. 초음파로 굴절률의 주기적인 변화를 일으켜서 그에 따른 산란을 이용하여 광변조, 광편향 등을 행하기도 한다.
- 고분자에서의 적용 : 고분자 용액에서도 고분자 사슬에 의하여 광산란이 일어난다. 이는 고분자 코일의 크기가 광의 파장보다 작거나 비슷하기 때문이며 또한 고분자 사슬들이 입사되는 광의 전기장에 의하여 분극 되기 때문이다.
-광산란의 측정 : Fraunhofer 회절(diffraction) 현상을 이용하여 시행된다. Fraunhofer 회절은 빛의 파장(λ)이 액적의 직경(d)보다 작은 경우(λ<<d) 액적의 가장자리에서 발생하는 회절현상으로 그 회절 무늬는 입자의 크기에 따라 일정한 형태를 유지하며 변화한다.
따라서 입자의 크기에 따라 다르게 나타나는 회절 무늬를 측정하면 입자의 크기를 알 수 있다. 일반적으로 여기에 이용되는 광원은 He-Ne 레이저이며 산란광은 링 디텍터로 감지한다. 링 디텍터로 받아들인 산란광 신호를 컴퓨터로 변환시키고 이를 처리하여 입경을 측정한다.



1. Fraunhofer 회절
- Fraunhofer 회절은 빛의 파장(λ)이 액적의 직경(d)보다 작은 경우(λ<<d)
액적의 가장자리에서 발생하는 회절현상을 의미한다.
그 회절 무늬는 아래의 식과 같이 입자의 크기(d)의 함수이다.

위의 그림은 Fraunhofer 회절 무늬의 예를 보여 주며 그림에서 알 수 있듯이
입자의 크기가 작을수록 산랑광은 넓은 각도로 퍼진다.

아래의 그림은 광산란 기법을 이용하는 대표적인 측정 장비인 Malvern Particle Sizer 의 개략도이다.

참고 자료

-『분석화학(2000)』, Daniel C. Harris , 자유아카데미
-『기기분석(1998)』, G. D. Christian, J. E. O`Reilly , 형설출판사
-『기기분석의 원리(1991)』, 박기채 편저 , 자유아카데미
- 2007학년도 2학기 기기분석 강의록 ppt file (권용구 교수님 강의 내용 첨부)
- http://multiphase.kaist.ac.kr/research_sprays.htm ; 광산란 기법(Light Scattering Method)
- http://www.brookhaveninstruments.com/BI-MwAmw.html