自然界中物體的顏色千變萬(wàn)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)物體在日光下呈現綠色,是由于這個(gè)物體主要將白光中的綠色范圍的波長(cháng)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,因為鈉光的光線(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(cháng)在視覺(jué)上表現為各種顏色的色調,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、飽和度和明度,這三者在視覺(jué)中組成一個(gè)統一的總效果。色調是指在物體反。 自然界中物體的顏色千變萬(wàn)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)物體在日光下呈現綠色,是由于這個(gè)物體主要將白光中的綠色范圍的波長(cháng)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,因為鈉光的光線(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(cháng)在視覺(jué)上表現為各種顏色的色調,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、飽和度和明度,這三者在視覺(jué)中組成一個(gè)統一的總效果。色調是指在物體反射的光線(xiàn)中以哪種波長(cháng)占優(yōu)勢來(lái)決定的,不同的波長(cháng)產(chǎn)生不同的顏色感覺(jué),色調是決定顏色本質(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、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,它們的互補色是蘭、紅、綠。所謂補色即兩種色光按一定比例混合得到白色色光,紅色的補色是青色,黃色的補色是蘭色,綠色的補色是紫色。
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。
涂料調色技術(shù)主要有實(shí)色漆調色,透明漆調色等,通常在擬定調色配方以前,要根據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,然后根據經(jīng)驗初步擬出調色配方,再經(jīng)小樣調試,調色時(shí),先加入主色,再以著(zhù)色力較強的顏色為副,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,待顏色穩定后與原始樣板比色,在整個(gè)調色過(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,若樣品與標準板比較,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整,反之亦然,因為黃、青、紫和蘭、紅、綠互為補色,但是顏料的這種混合將導致明度下降,可以用黑、白來(lái)調節混色的明度。
目前涂料生產(chǎn)廠(chǎng)家一般備有黑、白、紅、綠、蘭、黃、青、紫等色漿用于調色,在進(jìn)行實(shí)色漆調色時(shí),多采用淺色域在白基礎漆中加小于5%的高濃度色漿調色,深色域使用清漆加固定量色漿的調色方法。而透明色的調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)際調色比色時(shí)應該在規定的厚度及底材上進(jìn)行比較。了解了這些涂料調色的基本知識,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,藍玻璃是能透過(guò)藍光的玻璃。
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配如下:
青:100%C 品:100%M 黃:100%Y 綠:100%C+100%Y 藍: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,顏料三原色為品紅(明亮的玫紅)、黃、青(湖藍)。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)講可以調配出其他任何色彩,同色相加得黑色,因為常用的顏料中除了色素外還含有其它化學(xué)成分,所以?xún)煞N以上的顏料相調和,純度就受影響,調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),有些彩色攝影書(shū)上稱(chēng)為“補色”,是指色環(huán)上的互補關(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。這種交錯關(guān)系構成了色光、顏料與色彩視覺(jué)的復雜聯(lián)系,也構成了色彩原理與規律的豐富內容。
3. 復色:顏料的兩個(gè)間色或一種原色和其對應的間色(紅與綠、黃與紫、藍與橙)相混合得復色,亦稱(chēng)第三次色。復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)有復色
2. 二是色光中沒(méi)有灰調色,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+藍色光=綠色光+白色光=亮綠色光 藍紫:100%C+50%M
第二節 比色分析測量?jì)x器和測量方法 比色分析法通過(guò)比較溶液對光的吸收程度以測定物質(zhì)的含量。
一、比色測量?jì)x器(一)比色測量?jì)x器的基本部件比色測量?jì)x器一般包括以下五大部件(圖8-4)。 圖8-4 比色測量?jì)x器部件示意圖1.光源在光電比色計和可見(jiàn)光分光光度計中,采用6~12v的鎢燈,其最適宜的波長(cháng)范圍是360~1000nm,為使光的強度穩定,須用穩壓裝置來(lái)穩定電壓。
2.波長(cháng)控制器在光電比色計中采用濾光片作為波長(cháng)控制器。濾光片是有色玻璃片,其作用是從光源發(fā)出的連續光譜中分出實(shí)驗所需的某一特定波長(cháng)范圍的光,即獲得適當波長(cháng)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互為補色,這是因為有色溶液對它的互補色光有最大的吸收。
581-g型光電比色計通常只有紅、綠和藍三塊濾光片。例如,要測定kmno4溶液,就應選用綠色濾光片。
分光光度計采用單色器來(lái)控制波長(cháng)。它可以把連續波長(cháng)的光分解,從中得出任一所需波長(cháng)的更純的單色光。
單色器包含有狹縫調節、透鏡系統以及色散元件。圖8-5為自準式單色光器。
光源發(fā)出的光經(jīng)入射狹縫由凹 面準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)準直鏡反射到出射 狹縫,轉動(dòng)棱鏡便可在出射狹縫得到所需波長(cháng)的單色光。圖8-5 自準式單色光器示意圖 圖8-6 硒光電效應示意圖 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。
其透光的兩面嚴格平行。同一系列的測定中,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(cháng)時(shí)測得的透光率誤差不得越過(guò)0.5%。
實(shí)驗時(shí)可根據溶液的濃度不同選擇。0.5,1.0,2.0,3.0cm不同規格的比色皿。
比色皿要保持清潔,透光面要注意保護,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,應用濾紙吸干后再用擦鏡紙擦凈。
4.光電轉換器它是將光能轉換成電信號的器件,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(cháng)范圍。
當光線(xiàn)照射到光電池時(shí),電子從半導體表面逸出。由于硒的半導體特性而在電路中產(chǎn)生光電流。
將光電池與一個(gè)靈敏檢流計相聯(lián),在照射光強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度成正比。因此可根據光電流的大小測量透過(guò)溶液的光強度。
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測量。有時(shí)當光電池受強光照射或連續使用時(shí)間太長(cháng)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,方可繼續使用。
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)射出的電子數目與射在該表面上光束的強度成正比。
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 吸光度和透光率標尺 5.檢流計用光電池作光電轉換器的比色測量?jì)x器中,檢流計一般采用懸鏡式光電反射檢流計,其靈敏度較高,能測量10-9a(安培)的電流。
檢流計有吸光度a和百分透光率t(%)兩種刻度標尺,可直接讀數(圖8-8)。標尺上透光率t是等分的而吸光度a的刻度是不均勻的。
透光率t可用小數或百分率表示。a與t的關(guān)系可推導為:例如,已知某溶液對某一波長(cháng)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,已知某溶液對某一波長(cháng)光的透光率為65%,吸光度為:對于用光電管作光電 轉換器的儀器,由于加了放大器,可方便地連接微安電表、記錄儀,數字顯示器等指示器,也可以調節電橋平衡的方式讀數取數據。(二)比色測量?jì)x器1.光電比色計光電比色計用光電池和檢流計測量透射光的強度并直接可讀出百分透光率t(%)或吸光度a。
圖8-9是581-g型光電比色計的示意圖。它是利用濾光片把鎢燈產(chǎn)生的白光中與測定無(wú)關(guān)的光除去,使入射光盡可能是接近溶液補色的單色光,從而提高了比色分析的準確度。
圖8-9 581-g型光電比色計光學(xué)線(xiàn)路示意圖圖8-10 721型分光光度計光學(xué)系統示意圖1.光源 2.,8.聚光透鏡 3.棱鏡 4.準直鏡 5.,11.保護玻璃 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721型分光光度計的工作波長(cháng)范圍為360-800nm。采用真空光電管作為光電能量 轉換元件,在整個(gè)可見(jiàn)光區都比較靈敏。
同時(shí)采用晶體管放大電路和電表直讀結構,儀器的靈敏度和穩定性都比較好。圖8-10為721型分光光度計的光學(xué)系統示意圖。
由光源發(fā)出的連續輻射于聚光鏡上,經(jīng)平面鏡轉角90度反射到入射狹縫,射入單色器。入射光經(jīng)過(guò)準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)照射在光電管上轉換為光電流信號,經(jīng)過(guò)入大后輸入檢流計,由電表直接顯示吸光度。二、比色分析的測量方法無(wú)論是光電比色計還是分光光度計,最常用的測量方法有如下兩種。
(一)標準曲線(xiàn)計先配制一系列不同濃度的標準溶液,用選定的顯色劑顯色。
正常情況下紅黃藍三原色,用水粉很難調出標準的其他的顏色。
紅+黃=橙色 紅+藍=紫色 藍+黃=綠色 紅+黃+藍=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 色 = 純白色 + 天藍色 藍 綠 色 = 草綠色 + 天藍色 灰 藍 色 = 天藍色 + 純黑色 淺 灰 藍 = 天藍色 + 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——熟褐(其實(shí)幾乎可以是黑色) 大紅+檸檬黃——桔黃 檸檬黃+湖藍——草綠,加多了湖藍就是粉綠 大紅+湖藍——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+紫羅蘭——青蓮 要注意調色的比例.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在聯(lián)系,每一種 顏色都可用3個(gè)參數來(lái)確定,即色調、明度和飽和度。色調是彩色彼此相互區別的特 征,決定于光源的色譜組成和物體表面所發(fā)射的各波長(cháng)對人眼產(chǎn)生的感覺(jué),可區別 紅、黃、綠、藍、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、明度和 飽和度構成了一個(gè)立體,用這三者建立標度,我們就能用數字來(lái)測量顏色。 自然界的顏色千變萬(wàn)化,但最基本的是紅、黃、、藍三種,稱(chēng)為原色。
以這三種 原色按不同比例調配混合而成的另一種顏色,稱(chēng)為復色,從圖4-1中可知顏色的拼色 關(guān)系。例如紅+黃=橙;藍+黃=綠;橙色和綠色稱(chēng)為復色。
圖4-2顯示了色彩拼色的顏 色圈,三原色拼成的復色,其在顏色圈中與其對應的另一個(gè)色為補色。例如,黃與藍 拼成綠色,對應的紅色是綠色的補色。
在配色中,加入白色將原色或復色沖淡,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。補色加入復色中會(huì )使顏色變暗、甚至變?yōu)榛疑蚝谏?/p>
調色、成色與補色的關(guān)系,見(jiàn)表4-10。 表4-10 調色、成色與其補色關(guān)系 調色 成色 補色 紅與黃 藍與黃 黃與紅 紫與綠 綠與橙 橙與紫 紫 綠 橙 橄欖 檸檬 赤褐 黃 紅 藍 橙 紫、紅 綠。
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