自然界中物體的顏色千變?nèi)f化,人之所以能看見(jiàn)物體的顏色,是由于發(fā)光體的光線(xiàn)照射在物體上,光輻射在物體上,光的輻射能量作用于眼睛的結(jié)果。不發(fā)光物體的顏色只有受到光線(xiàn)的射時(shí)才被呈現(xiàn)出來(lái),物體的顏色是由光線(xiàn)在物體上被反射和吸收的情況決定的。一個(gè)物體在日光下呈現(xiàn)綠色,是由于這個(gè)物體主要將白光中的綠色范圍的波長(zhǎng)反射出來(lái),而光譜的其他部分則被它吸收,如果在鈉光燈下觀(guān)察這個(gè)物體就看不出是綠色,因?yàn)殁c光的光線(xiàn)中沒(méi)有綠光的成份可以被它反射,這里可以看出,物體的可見(jiàn)顏色是隨光照光譜成份而變化的。一個(gè)物體如果完全反射射來(lái)的光線(xiàn),那么這個(gè)物體我們看來(lái)是白色的,如果它完全吸收投射在它上面的光線(xiàn),則這個(gè)物體看來(lái)是黑色的。
顏色分為非彩色和彩色,非彩色是指黑色、白色和這兩者之間深淺不同的灰色,白黑系列上的非彩色的反射率代表物體的明度。反射率越高時(shí),接近白色,越低時(shí),接近黑色。彩色系列是指除了白黑系列以外的各種顏色。光譜不同波長(zhǎng)在視覺(jué)上表現(xiàn)為各種顏色的色調(diào),如紅、橙、黃、綠、青、紫等。要確切地說(shuō)清楚某一種顏色,必須考慮到顏色的三個(gè)基本屬性,即色調(diào)、飽和度和明度,這三者在視覺(jué)中組成一個(gè)統(tǒng)一的總效果。色調(diào)是指在物體反。 自然界中物體的顏色千變?nèi)f化,人之所以能看見(jiàn)物體的顏色,是由于發(fā)光體的光線(xiàn)照射在物體上,光輻射在物體上,光的輻射能量作用于眼睛的結(jié)果。不發(fā)光物體的顏色只有受到光線(xiàn)的射時(shí)才被呈現(xiàn)出來(lái),物體的顏色是由光線(xiàn)在物體上被反射和吸收的情況決定的。一個(gè)物體在日光下呈現(xiàn)綠色,是由于這個(gè)物體主要將白光中的綠色范圍的波長(zhǎng)反射出來(lái),而光譜的其他部分則被它吸收,如果在鈉光燈下觀(guān)察這個(gè)物體就看不出是綠色,因?yàn)殁c光的光線(xiàn)中沒(méi)有綠光的成份可以被它反射,這里可以看出,物體的可見(jiàn)顏色是隨光照光譜成份而變化的。一個(gè)物體如果完全反射射來(lái)的光線(xiàn),那么這個(gè)物體我們看來(lái)是白色的,如果它完全吸收投射在它上面的光線(xiàn),則這個(gè)物體看來(lái)是黑色的。
顏色分為非彩色和彩色,非彩色是指黑色、白色和這兩者之間深淺不同的灰色,白黑系列上的非彩色的反射率代表物體的明度。反射率越高時(shí),接近白色,越低時(shí),接近黑色。彩色系列是指除了白黑系列以外的各種顏色。光譜不同波長(zhǎng)在視覺(jué)上表現(xiàn)為各種顏色的色調(diào),如紅、橙、黃、綠、青、紫等。要確切地說(shuō)清楚某一種顏色,必須考慮到顏色的三個(gè)基本屬性,即色調(diào)、飽和度和明度,這三者在視覺(jué)中組成一個(gè)統(tǒng)一的總效果。色調(diào)是指在物體反射的光線(xiàn)中以哪種波長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)來(lái)決定的,不同的波長(zhǎng)產(chǎn)生不同的顏色感覺(jué),色調(diào)是決定顏色本質(zhì)的基本特征。顏色的飽和度是指一個(gè)顏色的鮮明程度。色調(diào)、明度和飽和度是顏色的三個(gè)基本屬性,非彩色則只有明度的差別,而沒(méi)有色調(diào)和飽和度這兩個(gè)屬性。
涂料的混合配色遵循一種減色法原理,其三原色是黃、青、紫,它們的互補(bǔ)色是蘭、紅、綠。所謂補(bǔ)色即兩種色光按一定比例混合得到白色色光,紅色的補(bǔ)色是青色,黃色的補(bǔ)色是蘭色,綠色的補(bǔ)色是紫色。
黃色=白色-蘭色
紫色=白色-綠色
青色=白色-紅色
黃色+紫色=白色-蘭色-綠色=紅色
黃色+青色=白色-蘭色-紅色=綠色
紫色+青色=白色-綠色-紅色=蘭色
黃色+紫色+青色=白色-蘭色-綠色-紅色=黑色
這些關(guān)系式標(biāo)明顏料依次相加的關(guān)系,混合后得出的顏色,其明度是減少的。
涂料調(diào)色技術(shù)主要有實(shí)色漆調(diào)色,透明漆調(diào)色等,通常在擬定調(diào)色配方以前,要根據(jù)顏色樣板或按某一實(shí)物的顏色來(lái)進(jìn)行分析,首先了解色相范圍,由幾種顏色組成,哪種是主色,哪種是副色,色與色之間關(guān)系如何,各占比例約多少,然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步擬出調(diào)色配方,再經(jīng)小樣調(diào)試,調(diào)色時(shí),先加入主色,再以著色力較強(qiáng)的顏色為副,慢慢間斷地加入并不斷攪拌,要隨時(shí)觀(guān)察顏色的變化,取樣抹、刷、噴或沾在干凈的樣板上,待顏色穩(wěn)定后與原始樣板比色,在整個(gè)調(diào)色過(guò)程中必須掌握由淺入深的原則。從減色法的原理可以看出,若樣品與標(biāo)準(zhǔn)板比較,過(guò)紅可以采用減色法或加青,過(guò)綠可以采用減綠或加紫,過(guò)蘭可以采用減蘭或加黃的方法調(diào)整,反之亦然,因?yàn)辄S、青、紫和蘭、紅、綠互為補(bǔ)色,但是顏料的這種混合將導(dǎo)致明度下降,可以用黑、白來(lái)調(diào)節(jié)混色的明度。
目前涂料生產(chǎn)廠(chǎng)家一般備有黑、白、紅、綠、蘭、黃、青、紫等色漿用于調(diào)色,在進(jìn)行實(shí)色漆調(diào)色時(shí),多采用淺色域在白基礎(chǔ)漆中加小于5%的高濃度色漿調(diào)色,深色域使用清漆加固定量色漿的調(diào)色方法。而透明色的調(diào)色則選用的是一些透明顏料漿或染料液,透明色的顏色變化還受到涂層的厚度及底材的影響,在實(shí)際調(diào)色比色時(shí)應(yīng)該在規(guī)定的厚度及底材上進(jìn)行比較。了解了這些涂料調(diào)色的基本知識(shí),在工作中勤學(xué)多練,會(huì)很快掌握這門(mén)技術(shù)的。
不透明物體的顏色由它反射的色光決定,比如樹(shù)葉反射綠光,就顯示綠色。
如果物體反射所有的色光,就顯示白色色。物體吸收所有的色光,就顯示黑色。
物體顯示的顏色與照在它上面的光也有很大的關(guān)系,比如用紅光照射樹(shù)葉,樹(shù)葉不能反射紅光,而將其吸收,這樣我們看到的就不是綠葉,而是黑色的樹(shù)葉了。 陽(yáng)光是包含所有色光的白光,在陽(yáng)光的照射下,顯示出五彩繽紛的世界。
過(guò)去我們晚上用的燈是油燈、蠟燭、白熾燈,這些光源發(fā)出的光是偏黃的光,與陽(yáng)光的光譜不同,即使照在同一個(gè)物體上,物體反射出來(lái)的光也與陽(yáng)光下反射出來(lái)的光不同,所以有夜不觀(guān)色的說(shuō)法。 現(xiàn)在我們都用日光燈,它發(fā)出的是基本接近陽(yáng)光光譜的白光,在這樣的燈下,已經(jīng)可以觀(guān)色了 透明物體的顏色由它能夠透過(guò)的色光決定,比如紅色的玻璃,就是能夠透過(guò)紅光的玻璃,藍(lán)玻璃是能透過(guò)藍(lán)光的玻璃。
能透過(guò)所有色光的物體是無(wú)色透明的物體,比如水。
所有色光都不能透過(guò)的物體是不透明體。
色料三原色和色彩調(diào)配如下:
青:100%C 品:100%M 黃:100%Y 綠:100%C+100%Y 藍(lán):100%C+100%M 紅:100%M+100%Y 紅紫:100%M+50%C 紅橙:100%M+50%Y 黃橙:100%Y+50%M 黃綠:100%Y+50%C 藍(lán)綠:100%M+50%Y
1. 原色:色彩中不能再分解的基本色稱(chēng)為原色。原色能合成出其它色,而其他色不能還原出本來(lái)的顏色。原色只有三種,色光三原色為紅、綠、藍(lán),顏料三原色為品紅(明亮的玫紅)、黃、青(湖藍(lán))。色光三原色可以合成出所有色彩,同時(shí)相加得白色光。顏料三原色從理論上來(lái)講可以調(diào)配出其他任何色彩,同色相加得黑色,因?yàn)槌S玫念伭现谐松赝膺€含有其它化學(xué)成分,所以?xún)煞N以上的顏料相調(diào)和,純度就受影響,調(diào)和的色種越多就越不純,也越不鮮明,顏料三元色相加只能得到一種黑濁色,而不是純黑色。
2. 間色:由兩個(gè)原色混合得間色。間色也只有三種:色光三間為品紅、黃、青(湖藍(lán)),有些彩色攝影書(shū)上稱(chēng)為“補(bǔ)色”,是指色環(huán)上的互補(bǔ)關(guān)系。顏料三原色即橙、綠、紫,也稱(chēng)第二次色。必須指出的是色光三間色恰好是顏料的三原色。這種交錯(cuò)關(guān)系構(gòu)成了色光、顏料與色彩視覺(jué)的復(fù)雜聯(lián)系,也構(gòu)成了色彩原理與規(guī)律的豐富內(nèi)容。
3. 復(fù)色:顏料的兩個(gè)間色或一種原色和其對(duì)應(yīng)的間色(紅與綠、黃與紫、藍(lán)與橙)相混合得復(fù)色,亦稱(chēng)第三次色。復(fù)色中包含了所有的原色成分,只是各原色間的比例不等,從而形成了不同的紅灰、黃灰、綠灰等(此處表示列舉省略)灰調(diào)色。
4. 由于色光三原色相加得白色光,這樣便產(chǎn)生兩個(gè)后果:
1. 一是色光中沒(méi)有復(fù)色
2. 二是色光中沒(méi)有灰調(diào)色,如兩色光間色相加,只會(huì)產(chǎn)生一種淡的原色光。
以黃色光加青色光為例: 黃色光+青色光=紅色光+綠色光+綠色光+藍(lán)色光=綠色光+白色光=亮綠色光 藍(lán)紫:100%C+50%M
第二節(jié) 比色分析測(cè)量?jī)x器和測(cè)量方法 比色分析法通過(guò)比較溶液對(duì)光的吸收程度以測(cè)定物質(zhì)的含量。
一、比色測(cè)量?jī)x器(一)比色測(cè)量?jī)x器的基本部件比色測(cè)量?jī)x器一般包括以下五大部件(圖8-4)。 圖8-4 比色測(cè)量?jī)x器部件示意圖1.光源在光電比色計(jì)和可見(jiàn)光分光光度計(jì)中,采用6~12v的鎢燈,其最適宜的波長(zhǎng)范圍是360~1000nm,為使光的強(qiáng)度穩(wěn)定,須用穩(wěn)壓裝置來(lái)穩(wěn)定電壓。
2.波長(zhǎng)控制器在光電比色計(jì)中采用濾光片作為波長(zhǎng)控制器。濾光片是有色玻璃片,其作用是從光源發(fā)出的連續(xù)光譜中分出實(shí)驗(yàn)所需的某一特定波長(zhǎng)范圍的光,即獲得適當(dāng)波長(zhǎng)的近似單色光。
選擇濾光片的原則是濾光片最易透過(guò)的光,也就是溶液最易吸收的光。即濾光片的顏色與溶液的顏色應(yīng)互為補(bǔ)色,這是因?yàn)橛猩芤簩?duì)它的互補(bǔ)色光有最大的吸收。
581-g型光電比色計(jì)通常只有紅、綠和藍(lán)三塊濾光片。例如,要測(cè)定kmno4溶液,就應(yīng)選用綠色濾光片。
分光光度計(jì)采用單色器來(lái)控制波長(zhǎng)。它可以把連續(xù)波長(zhǎng)的光分解,從中得出任一所需波長(zhǎng)的更純的單色光。
單色器包含有狹縫調(diào)節(jié)、透鏡系統(tǒng)以及色散元件。圖8-5為自準(zhǔn)式單色光器。
光源發(fā)出的光經(jīng)入射狹縫由凹 面準(zhǔn)直鏡反射后的平行光投在棱鏡上,經(jīng)棱鏡色散后的光又經(jīng)準(zhǔn)直鏡反射到出射 狹縫,轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡便可在出射狹縫得到所需波長(zhǎng)的單色光。圖8-5 自準(zhǔn)式單色光器示意圖 圖8-6 硒光電效應(yīng)示意圖 3.吸收池吸收池供比色時(shí)盛溶液用,它是用無(wú)色透明、厚度均勻的玻璃制成的。
其透光的兩面嚴(yán)格平行。同一系列的測(cè)定中,所用的比色皿必須配套,即同一配套比色皿盛有同一溶液在同一波長(zhǎng)時(shí)測(cè)得的透光率誤差不得越過(guò)0.5%。
實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)溶液的濃度不同選擇。0.5,1.0,2.0,3.0cm不同規(guī)格的比色皿。
比色皿要保持清潔,透光面要注意保護(hù),不得用手直接接觸或用粗糙的濾紙擦拭,以免劃傷表面,影響吸收程度。若外壁有液珠,應(yīng)用濾紙吸干后再用擦鏡紙擦凈。
4.光電轉(zhuǎn)換器它是將光能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件,常用的有光電池和光電管。光電池 常用的硒光電池如圖8-6,適用 于380~750nm波長(zhǎng)范圍。
當(dāng)光線(xiàn)照射到光電池時(shí),電子從半導(dǎo)體表面逸出。由于硒的半導(dǎo)體特性而在電路中產(chǎn)生光電流。
將光電池與一個(gè)靈敏檢流計(jì)相聯(lián),在照射光強(qiáng)度不太大且外電路電陰很小時(shí),光電流大小與照射光的強(qiáng)度成正比。因此可根據(jù)光電流的大小測(cè)量透過(guò)溶液的光強(qiáng)度。
硒光電池的優(yōu)點(diǎn)是光電流較大,可不必經(jīng)過(guò)放大而直接用靈敏檢流計(jì)測(cè)量。有時(shí)當(dāng)光電池受強(qiáng)光照射或連續(xù)使用時(shí)間太長(zhǎng)時(shí),容易產(chǎn)生“疲勞”,這時(shí)需使其在暗的狀態(tài)下暫作恢復(fù),方可繼續(xù)使用。
光電管 由封裝在真空透明管中的一個(gè)半圓柱型陰極和一個(gè)絲狀陽(yáng)極組成(圖8-7)。陰極凹面有光電發(fā)射材料層,被光照射可發(fā)電子。
當(dāng)兩極間加有電壓時(shí),發(fā)射出來(lái)的電子就流向陽(yáng)極產(chǎn)生光電流。發(fā)射出的電子數(shù)目與射在該表面上光束的強(qiáng)度成正比。
光電管產(chǎn)生的電流啼弱,經(jīng)放大器放大后可由微安電表直接指示出吸光度或透光率。圖8-7 光電管線(xiàn)路示意圖 圖8-8 吸光度和透光率標(biāo)尺 5.檢流計(jì)用光電池作光電轉(zhuǎn)換器的比色測(cè)量?jī)x器中,檢流計(jì)一般采用懸鏡式光電反射檢流計(jì),其靈敏度較高,能測(cè)量10-9a(安培)的電流。
檢流計(jì)有吸光度a和百分透光率t(%)兩種刻度標(biāo)尺,可直接讀數(shù)(圖8-8)。標(biāo)尺上透光率t是等分的而吸光度a的刻度是不均勻的。
透光率t可用小數(shù)或百分率表示。a與t的關(guān)系可推導(dǎo)為:例如,已知某溶液對(duì)某一波長(zhǎng)的光吸光度為0.04,其透光率可由下面方法求得。
0.04=-lgtlgt=-0.40t=0.398=39.8%又如,已知某溶液對(duì)某一波長(zhǎng)光的透光率為65%,吸光度為:對(duì)于用光電管作光電 轉(zhuǎn)換器的儀器,由于加了放大器,可方便地連接微安電表、記錄儀,數(shù)字顯示器等指示器,也可以調(diào)節(jié)電橋平衡的方式讀數(shù)取數(shù)據(jù)。(二)比色測(cè)量?jī)x器1.光電比色計(jì)光電比色計(jì)用光電池和檢流計(jì)測(cè)量透射光的強(qiáng)度并直接可讀出百分透光率t(%)或吸光度a。
圖8-9是581-g型光電比色計(jì)的示意圖。它是利用濾光片把鎢燈產(chǎn)生的白光中與測(cè)定無(wú)關(guān)的光除去,使入射光盡可能是接近溶液補(bǔ)色的單色光,從而提高了比色分析的準(zhǔn)確度。
圖8-9 581-g型光電比色計(jì)光學(xué)線(xiàn)路示意圖圖8-10 721型分光光度計(jì)光學(xué)系統(tǒng)示意圖1.光源 2.,8.聚光透鏡 3.棱鏡 4.準(zhǔn)直鏡 5.,11.保護(hù)玻璃 6.入射狹縫 7.平面鏡 9.吸收池 10.光門(mén) 12.光電管 13.光柵2.721型分光光度計(jì)721型分光光度計(jì)的工作波長(zhǎng)范圍為360-800nm。采用真空光電管作為光電能量 轉(zhuǎn)換元件,在整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)都比較靈敏。
同時(shí)采用晶體管放大電路和電表直讀結(jié)構(gòu),儀器的靈敏度和穩(wěn)定性都比較好。圖8-10為721型分光光度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
由光源發(fā)出的連續(xù)輻射于聚光鏡上,經(jīng)平面鏡轉(zhuǎn)角90度反射到入射狹縫,射入單色器。入射光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡反身射在出射狹縫上,再經(jīng)過(guò)聚光透鏡后進(jìn)入比色皿。
經(jīng)溶液吸收后的透射光通過(guò)光門(mén)照射在光電管上轉(zhuǎn)換為光電流信號(hào),經(jīng)過(guò)入大后輸入檢流計(jì),由電表直接顯示吸光度。二、比色分析的測(cè)量方法無(wú)論是光電比色計(jì)還是分光光度計(jì),最常用的測(cè)量方法有如下兩種。
(一)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)先配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,用選定的顯色劑顯色。
正常情況下紅黃藍(lán)三原色,用水粉很難調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)的其他的顏色。
紅+黃=橙色 紅+藍(lán)=紫色 藍(lán)+黃=綠色 紅+黃+藍(lán)=黑色. 粉檸檬黃 = 檸檬黃 + 純白色 藤 黃 色 = 檸檬黃 + 玫瑰紅 桔 黃 色 = 檸檬黃 + 玫瑰紅 土 黃 色 = 檸檬黃 + 純黑色 + 玫瑰紅 熟 褐 色 = 檸檬黃 + 純黑色 + 玫瑰紅 粉玫瑰紅 = 純白色 + 玫瑰紅 朱 紅 色 = 檸檬黃 + 玫瑰紅 暗 紅 色 = 玫瑰紅 + 純黑色 紫 紅 色 = 純紫色 + 玫瑰紅 褚 石 紅 = 玫瑰紅 + 檸檬黃 + 純黑色 粉 藍(lán) 色 = 純白色 + 天藍(lán)色 藍(lán) 綠 色 = 草綠色 + 天藍(lán)色 灰 藍(lán) 色 = 天藍(lán)色 + 純黑色 淺 灰 藍(lán) = 天藍(lán)色 + 純黑色 + 純紫色 粉 綠 色 = 純白色 + 草綠色 黃 綠 色 = 檸檬黃 + 草綠色 墨 綠 色 = 草綠色 + 純黑色 粉 紫 色 = 純白色 + 純紫色 啡 色 = 玫瑰紅 + 純黑色 大紅+檸檬黃+湖藍(lán)——熟褐(其實(shí)幾乎可以是黑色) 大紅+檸檬黃——桔黃 檸檬黃+湖藍(lán)——草綠,加多了湖藍(lán)就是粉綠 大紅+湖藍(lán)——紫羅蘭,加多了大紅就是玫瑰紅 大紅+桔黃——中黃 大紅+草綠——熟褐 大紅+紫羅蘭——玫瑰紅 檸檬黃+紫羅蘭——熟褐 檸檬黃+草綠——淺綠 湖藍(lán)+紫羅蘭——青蓮 要注意調(diào)色的比例.很難的。.我畫(huà)畫(huà)的時(shí)候最少要10來(lái)種顏色。
. 顏色的品種變化無(wú)盡、絢麗多彩,但各種顏色之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系,每一種 顏色都可用3個(gè)參數(shù)來(lái)確定,即色調(diào)、明度和飽和度。色調(diào)是彩色彼此相互區(qū)別的特 征,決定于光源的色譜組成和物體表面所發(fā)射的各波長(zhǎng)對(duì)人眼產(chǎn)生的感覺(jué),可區(qū)別 紅、黃、綠、藍(lán)、紫等特征。
明度,也稱(chēng)為亮度,是表示物體表面明暗程度變化的特 征值;通過(guò)比較各種顏色的明度,顏色就有了明這和深暗之分。飽和度,也稱(chēng)為彩 度,是表示物體表面顏色濃淡的特征值,使色彩有了鮮艷與陰晦之別。
色調(diào)、明度和 飽和度構(gòu)成了一個(gè)立體,用這三者建立標(biāo)度,我們就能用數(shù)字來(lái)測(cè)量顏色。 自然界的顏色千變?nèi)f化,但最基本的是紅、黃、、藍(lán)三種,稱(chēng)為原色。
以這三種 原色按不同比例調(diào)配混合而成的另一種顏色,稱(chēng)為復(fù)色,從圖4-1中可知顏色的拼色 關(guān)系。例如紅+黃=橙;藍(lán)+黃=綠;橙色和綠色稱(chēng)為復(fù)色。
圖4-2顯示了色彩拼色的顏 色圈,三原色拼成的復(fù)色,其在顏色圈中與其對(duì)應(yīng)的另一個(gè)色為補(bǔ)色。例如,黃與藍(lán) 拼成綠色,對(duì)應(yīng)的紅色是綠色的補(bǔ)色。
在配色中,加入白色將原色或復(fù)色沖淡,就可得到“飽和度”不同的顏色;加入 不同分量的黑色,可得到“明度”不同的各種色彩。補(bǔ)色加入復(fù)色中會(huì)使顏色變暗、甚至變?yōu)榛疑蚝谏?/p>
調(diào)色、成色與補(bǔ)色的關(guān)系,見(jiàn)表4-10。 表4-10 調(diào)色、成色與其補(bǔ)色關(guān)系 調(diào)色 成色 補(bǔ)色 紅與黃 藍(lán)與黃 黃與紅 紫與綠 綠與橙 橙與紫 紫 綠 橙 橄欖 檸檬 赤褐 黃 紅 藍(lán) 橙 紫、紅 綠。
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