npsm 새물리 New Physics : Sae Mulli

pISSN 0374-4914 eISSN 2289-0041
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Article

Research Paper

New Physics: Sae Mulli 2010; 60: 424-428

Published online April 30, 2010 https://doi.org/10.3938/NPSM.60.424

Copyright © New Physics: Sae Mulli.

Refractive Index Measurement of Optical Glasses Using Total Internal Reflection in Prism

프리즘에서의 내부 전반사를 이용한 광학 유리의 굴절률 측정

Jaeran LEE, Yumi LEE, Sok Won KIM*

Department of Physics, University of Ulsan, Ulsan 680-749

Correspondence to:sokkim@ulsan.ac.kr

Abstract

The refractive index measurement using prism of a prism-shaped medium is a frequently used method subject in university laboratory, which can obtain the refractive index of optical glass utilizing the process of reflection and refraction of incident light into at the faces of prism. In this study, when the 532 nm Nd:YVO4 and 633 nm He-Ne laser beams are incident to 60o apex prisms on equilateral prisms made by of optical glasses such as BK7, F2, SF10, and SF11, the refractive indices of the materials were calculated using the critical angle in first face of prism obtained by the measurement of transmittance variation in third face of prism. The result shows that, the obtained refractive indices are agree with the literature values within 10?5 ~ 10?4 and the uncertainties are ±7.3 × 10?5 ~ ±9.9 × 10?5 and ±7.9 × 10?5 ~ ±1 × 10?4 at 532 nm and 633 nm, respectively.

Keywords: Optical glass, Refractive index, Prism, Total internal reflection

프리즘을 이용한 굴절률 측정은 대학 실험실에서 흔하게 사용될 수 있는 방법으로, 매질에 입사하는 빛이 경계면에서 반사와 굴절되는 과정을 이용하여 광학 유리의 굴절률을 구하는 방법이다. 본 연구에서는 파장이 532 nm인 Nd:YVO4 레이저광과 파장이 633 nm인 He-Ne 레이저광을 각각, BK7, F2, SF10, SF11으로 만들어진 정각이 60˚인 프리즘에 입사시키고 세 번째 면에서의 투과광의 세기변화를 광 검출기로 측정하는 방법으로 첫 번째 면에서의 임계각을 구하고 이를 이용하여 매질의 굴절률을 측정하였다. 그 결과 굴절률 불확정도가 532 nm 에서는 ±7.3 × 10?5 ~ ±9.9 × 10?5 로 633 nm에서는±7.9 × 10?5 ~ ±1 × 10?4로 각각 나타났으며 문헌값과10?5 ~ 10?4의 범위에서 일치함을 나타내었다.

Keywords: 광학 유리, 굴절률, 내부전반사, 프리즘

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