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ある溶液に光をあてた場合を考えています。
光速は√(1/εμ)ですから、(μは一定と考えて)
屈折の法則より、屈折率は誘電率εの1/2乗に比例しますよね?
ここで、誘電率と濃度の間の関係式は何かあるのでしょうか?
屈折率が濃度の何乗に比例するのかを知りたいのですが、この
誘電率と濃度の間の関係式がわかりません。

恐縮ですが、参考文献等もあれば、おねがいします。

A 回答 (3件)

光を吸収する原子間の相互作用などがなく、独立した双極子モーメントと考えられ、更に分極の量が十分小さい原子密度分布では、屈折率は濃度に比例します。


関係式を求めるには双極子モーメントによる振動方程式を立てれば求まります。

今、複素屈折率を N=n+iκ とすると、

n = 1 + N*e^2/(2*m*ε0)*(振動数の関数:面倒なので省略)

という式が得られます。N:単位体積当たりの吸収に有効な原子数、e:電荷、m:質量、ε0:真空誘電率

n - 1 という量を見ると、Nに比例していることはわかりますね。

単純な場合を考えると、Nという数字は単位体積当たりの原子数に比例している数値と考えてかまいません。

参考書としては、大抵の光学の本(Maxwell方程式、物質による屈折、吸収について触れている本)には載っていると思います。
今私の手元にあるのは、

共立物理学講座11 光物理学 共立出版
レーザ物理入門 霜田光一著 岩波書店
光学の原理 M・ボルン、E・フォルフ

どれでも載っていました。
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解答がつかないようなので、アドバイスを。



「リゾチームに光をあてる」「屈折率の濃度依存性」のキーワードから、
おそらく、moroqueさんのなさりたい実験は、静的光散乱実験もしくは
GPC(SFC)測定による分子量および慣性半径の評価ではないでしょうか?
もし私の推測が正しいのならば、これらの測定で用いる濃度領域では、
屈折率の増分は濃度に対して線型であるとみなしてもよいかと思います。
屈折率が濃度に対して線型ではないので、ご注意を。
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濃度って、何の濃度でしょうか?

この回答への補足

その溶液の濃度です。
今、リゾチームの溶液で実験をした場合を考えています。

補足日時:2002/06/17 13:28
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