颜色化学第一章绪论

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1、绪论颜色的5类15种起因1、振动与简单激发（1）白炽：火焰，灯，碳弧，石灰光（2）气体激发：蒸气灯，电闪，极光（3）振动与转动：水，冰，碘2、配位场效应中的d-d跃迁（4）过渡元素化合物：多种颜料，某些荧光、激光、磷光体（5）过渡金属杂质：红宝石，祖母绿3、分子轨道间的跃迁（6）有机化合物：染料，生物颜色，某些激光与荧光（7）电荷转移：蓝宝石，磁铁矿，颜料4、能带理论涉及的跃迁（8）金属：铜，银，金，铁等（9）纯半导体：硅，方铅矿，金刚石（10）含杂质的半导体：有色金刚石（11）色心：紫晶，烟晶，某些荧光与激光5、几何光学与物理光学（1

2、2）色散、折射：虹、晕、幻日、宝石光辉（13）散射：蓝天、红日，某些生物颜色（14）干涉：水面油膜，肥皂泡，某些生物颜色（15）衍射：光栅，蛋白石，液晶，某些生物颜色第一章颜色的基本理论1.1光与颜色1.1.1、可见光的特性1、颜色的三种意义第一：描述物体的性质第二：描述光线的特征第三：描述一种感觉2、可见光的特性光是具有电磁波本质的物质，是由光源发出的一种辐射能。光既有波动性又有微粒性。白光能分解为七种彩色光，是因为棱镜对复色光中不同的单色光具有不同的折射率。折射率=真空中光速/介质中光速3、光见度函数（）人眼对不同波长的光，具有

3、不同的灵敏度，不同人的眼睛对各种波长的光灵敏度也有差别，通过对许多正常人眼的研究，求出对各种波长的平均相对灵敏度。表征平均相对灵敏度的函数称为光见度函数。在光照充分条件下得到的人眼的光见度函数曲线，称为明亮光光见度曲线，也称明视觉曲线。在光照较弱条件下得到的光见度曲线称为暗弱光光见度曲线，也称暗视觉曲线。暗视觉曲线的峰所对应的波长，比明视觉曲线的峰对应的波长短约50nm，即曲线的峰值向短波方向移动50nm。产生这种现象的基本原因在于人眼视网膜上有两种感光元：一种呈圆锥形，称锥细胞，人眼的锥细胞长度为28~58nm，直径为2.5~7.5n

4、m。在光亮条件下，能够分辨颜色和物体细节。另一种呈圆柱形，称杆细胞，其长度为40~60nm,平均直径只有2nm。适宜于微光视觉，一般不能分辨颜色和细节。4、光度学的计量单位光度学是对可见光能量的研究。对X光、紫外光、红外光以及其它电磁波能量的计量研究称为辐射量度学。（1）发光强度I发光强度是光度学基本单位。1967年在法国巴黎的第13次国际度量衡会议上，规定在铂的凝固点（约2042K或17690C）和气压为101.325N/m2的绝对黑体，其面积等于10-5/6m2，沿法线方向发出的光的发光强度为1个发光强度单位，称坎德拉（Candel

5、a），简称坎。同时规定：发光强度I与光通量F和立体角的关系为I=F/（2）光通量F光通量不仅与光的辐射功率有关，也与人眼对该波长光的感觉灵敏度有关。为表示光源表面的客观辐射量通过人眼所引起的视觉视觉强度，引入物理量光通量，以F表示。国际上通用的光通量单位为流明（lm），简称流。数值上等于光见度函数与辐射通量的乘积：即F=（）•E（）无单位，E具有功率单位，所以F有与功率相同的单位。一个40瓦的钨丝灯泡输出的光通量为468流明，发光效率为11.7流明/瓦;一个40瓦的日光灯输出的光通量可达2100流明,发光效率52.5流明

6、/瓦;人工光源的发光效率已达100流明/瓦。（3）亮度L每平方米的发光强度。太阳的亮度:L=1.6109cd/m2月亮的亮度:L=2500cd/m2一盏荧光灯的亮度:L=1000cd/m21.1.2视觉特性1、视觉器官—眼睛角膜、巩膜虹膜、脉络膜视网膜：光敏细胞（650万锥状细胞、1.1~1.25亿杆状细胞）晶状体前室透明水状液体,后室胶质透明结构体2、彩色视觉锥细胞与杆细胞的不同功能；人眼视网膜上的三组锥体细胞对红、绿、蓝有最大灵敏度；色弱与色盲先天后天3、视觉干扰效应亮度反衬疲劳效应文化背景、感情、生理察觉效应、幻觉1.1.3视觉

7、的有机化学分子水平共轭多烯的光吸收和顺反异构体的互相转化1、11-顺-视黄醛的醛基和视蛋白表面的氨基之间反应,失一分子水生成视紫红质;2、视紫红质在可见光范围内吸收光子,引发导致视神经脉冲传递到大脑的化学作用,产生视觉伴随光子吸收产生的两种现象：（1）11-顺-视黄醛异构化成间视紫红质II的全反式视黄醛；（2）产生神经脉冲，亚胺键失去保护而水解，间视紫红质II水解生成视蛋白和全反式视黄醛。酶催化全反式视黄醛全反式维生素A还原视网膜漂白成无色3.视紫红质在498nm处有一个最大吸收,呈紫红色,全反式视黄醛在387nm处有一个最大吸收,呈黄

8、色。全反式视黄醛受酶催化还原成全反式维生素A,视网膜漂白成无色形式。4.视紫红质再生（1）光作用下：在视网膜中再生；（2）黑暗中：肝脏中酶催化再生。1.1.4光与物体的相互作用1、光与大块物体的作用表面十分