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染料的颜色和染料分子本身与光线性质的关系

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2012-08-13 17:23:00

  染料的知识你又知多少?其实染料与光是有一种特别的关系!染料的颜色染料分子本身结构有关,也和照射在染料上的光线性质有关,因此要正确了解颜色与染料结构之间关系,首先要了解光的物理性质。

1.光的性质
可见光、γ线、紫外线、红外线、X线等都是波长不同的电磁波。在整个电磁辐射波谱中只有很窄的一部分射线照射到眼睛中才能引起视觉。可见光范围的界限大约为400~760nm。

在波动理论中,光的特性可用波长λ和频率?表示,两者关系为:

 

不同波长的可见光作用于人眼的视网膜后,视觉反映的颜色感觉也不同。可见光中各种不同波长的光线反映的颜色称为光谱色。微粒理论中,单色光以每个光子能量来表示其特性。光子能量(E)和频率的关系:

h是Planck常数,等于6.625×10-34 J?s 。

从上式可计算出各种不同的频率光波的能量。光子的能量和波长成反比,所以紫外线的能量较可见光的能量高,红外线的能量较可见光的能量低。同理,在可见光中,波长不同的光线能量也不同,波长短的光线能量高,波长长的光线能量低。

2.光和色的关系
视觉反映的颜色感觉及产生分四种情况:
a.可见光全部通过透明的物体,则该物体是无色;
b.若全部被反射,则物体呈白色;
c.若全部被吸收,则物体呈黑色;
d.只有当物体选择吸收可见光中某一波段的光线,反射其余各波段的光线,物体才是有色的。

所谓物体的颜色就是对可见光选择吸收的结果。不过我们感觉到的颜色,不是吸收光波长的光谱色,是反射光的颜色,反射光的光谱色,是反射光作用于人眼视觉而造成的。就是被吸收光的补色。

例如若某一物体吸收波长为500~550nm的光线(光谱色为绿),   我们肉眼感觉到的颜色为紫红,紫红色是光谱色为绿色的补色。

光谱色与补色之间关系可用颜色环的形式来描述,如下图所示。

  上图中颜色环周围所注的波长标度并无物理意义,但从图中可看出沿着直径方向,每块扇形的对顶处,都有另一块扇形,它们互为补色。例如蓝色(435~480nm的扇形)的补色是黄色(580~595nm),即蓝光和黄光混合得到的是白光。若某一物质的吸收波长小于400nm或大于760nm则该物质在紫外光及红外光部分有吸收,物体呈无色。
最大吸收波长λmax的增长或减短,染料的色调就改变。一般黄、橙、红称浅色;绿、青、蓝称深色。
所以 染料最大吸收波长增大,色调就加深;
  染料最大吸收波长减短,色调就变浅。
颜色的纯度
  颜色的纯度和染料吸收可见光的范围有关。光吸收接近于一种波长,颜色纯度较高。
颜色的亮度
染料吸收可见光后,没有被吸收而被反射出来的反射光量表现为染料亮度。反射光越多,亮度越大。

 

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