自然界中物體的顏色千變?nèi)f化,人之所以能看見物體的顏色,是由于發(fā)光體的光線照射在物體上,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的射時才被呈現(xiàn)出來,物體的顏色是由光線在物體上被反射和吸收的情況決定的。一個物體在日光下呈現(xiàn)綠色,是由于這個物體主要將白光中的綠色范圍的波長反射出來,而光譜的其他部分則被它吸收,如果在鈉光燈下觀察這個物體就看不出是綠色,因為鈉光的光線中沒有綠光的成份可以被它反射,這里可以看出,物體的可見顏色是隨光照光譜成份而變化的。一個物體如果完全反射射來的光線,那么這個物體我們看來是白色的,如果它完全吸收投射在它上面的光線,則這個物體看來是黑色的。
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,接近白色,越低時,接近黑色。彩色系列是指除了白黑系列以外的各種顏色。光譜不同波長在視覺上表現(xiàn)為各種顏色的色調(diào),如紅、橙、黃、綠、青、紫等。要確切地說清楚某一種顏色,必須考慮到顏色的三個基本屬性,即色調(diào)、飽和度和明度,這三者在視覺中組成一個統(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,人之所以能看見物體的顏色,是由于發(fā)光體的光線照射在物體上,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的射時才被呈現(xiàn)出來,物體的顏色是由光線在物體上被反射和吸收的情況決定的。一個物體在日光下呈現(xiàn)綠色,是由于這個物體主要將白光中的綠色范圍的波長反射出來,而光譜的其他部分則被它吸收,如果在鈉光燈下觀察這個物體就看不出是綠色,因為鈉光的光線中沒有綠光的成份可以被它反射,這里可以看出,物體的可見顏色是隨光照光譜成份而變化的。一個物體如果完全反射射來的光線,那么這個物體我們看來是白色的,如果它完全吸收投射在它上面的光線,則這個物體看來是黑色的。
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,接近白色,越低時,接近黑色。彩色系列是指除了白黑系列以外的各種顏色。光譜不同波長在視覺上表現(xiàn)為各種顏色的色調(diào),如紅、橙、黃、綠、青、紫等。要確切地說清楚某一種顏色,必須考慮到顏色的三個基本屬性,即色調(diào)、飽和度和明度,這三者在視覺中組成一個統(tǒng)一的總效果。色調(diào)是指在物體反射的光線中以哪種波長占優(yōu)勢來決定的,不同的波長產(chǎn)生不同的顏色感覺,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顏色的鮮明程度。色調(diào)、明度和飽和度是顏色的三個基本屬性,非彩色則只有明度的差別,而沒有色調(diào)和飽和度這兩個屬性。
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(diào)色技術(shù)主要有實色漆調(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物的顏色來進行分析,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)驗初步擬出調(diào)色配方,再經(jīng)小樣調(diào)試,調(diào)色時,先加入主色,再以著色力較強的顏色為副,慢慢間斷地加入并不斷攪拌,要隨時觀察顏色的變化,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,在整個調(diào)色過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,過紅可以采用減色法或加青,過綠可以采用減綠或加紫,過蘭可以采用減蘭或加黃的方法調(diào)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、白來調(diào)節(jié)混色的明度。
目前涂料生產(chǎn)廠家一般備有黑、白、紅、綠、蘭、黃、青、紫等色漿用于調(diào)色,在進行實色漆調(diào)色時,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,在實際調(diào)色比色時應(yīng)該在規(guī)定的厚度及底材上進行比較。了解了這些涂料調(diào)色的基本知識,在工作中勤學多練,會很快掌握這門技術(shù)的。
不透明物體的顏色由它反射的色光決定,比如樹葉反射綠光,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,比如用紅光照射樹葉,樹葉不能反射紅光,而將其吸收,這樣我們看到的就不是綠葉,而是黑色的樹葉了。 陽光是包含所有色光的白光,在陽光的照射下,顯示出五彩繽紛的世界。
過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,與陽光的光譜不同,即使照在同一個物體上,物體反射出來的光也與陽光下反射出來的光不同,所以有夜不觀色的說法。 現(xiàn)在我們都用日光燈,它發(fā)出的是基本接近陽光光譜的白光,在這樣的燈下,已經(jīng)可以觀色了 透明物體的顏色由它能夠透過的色光決定,比如紅色的玻璃,就是能夠透過紅光的玻璃,藍玻璃是能透過藍光的玻璃。
能透過所有色光的物體是無色透明的物體,比如水。
所有色光都不能透過的物體是不透明體。
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: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為原色。原色能合成出其它色,而其他色不能還原出本來的顏色。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,同時相加得白色光。顏料三原色從理論上來講可以調(diào)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成分,所以兩種以上的顏料相調(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),有些彩色攝影書上稱為“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(gòu)成了色光、顏料與色彩視覺的復(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:顏料的兩個間色或一種原色和其對應(yīng)的間色(紅與綠、黃與紫、藍與橙)相混合得復(fù)色,亦稱第三次色。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)生兩個后果:
1. 一是色光中沒有復(fù)色
2. 二是色光中沒有灰調(diào)色,如兩色光間色相加,只會產(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(jié) 比色分析測量儀器和測量方法 比色分析法通過比較溶液對光的吸收程度以測定物質(zhì)的含量。
一、比色測量儀器(一)比色測量儀器的基本部件比色測量儀器一般包括以下五大部件(圖8-4)。 圖8-4 比色測量儀器部件示意圖1.光源在光電比色計和可見光分光光度計中,采用6~12v的鎢燈,其最適宜的波長范圍是360~1000nm,為使光的強度穩(wěn)定,須用穩(wěn)壓裝置來穩(wěn)定電壓。
2.波長控制器在光電比色計中采用濾光片作為波長控制器。濾光片是有色玻璃片,其作用是從光源發(fā)出的連續(xù)光譜中分出實驗所需的某一特定波長范圍的光,即獲得適當波長的近似單色光。
選擇濾光片的原則是濾光片最易透過的光,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(yīng)選用綠色濾光片。
分光光度計采用單色器來控制波長。它可以把連續(xù)波長的光分解,從中得出任一所需波長的更純的單色光。
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(zhuǎn)動棱鏡便可在出射狹縫得到所需波長的單色光。圖8-5 自準式單色光器示意圖 圖8-6 硒光電效應(yīng)示意圖 3.吸收池吸收池供比色時盛溶液用,它是用無色透明、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時測得的透光率誤差不得越過0.5%。
實驗時可根據(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,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波長范圍。
當光線照射到光電池時,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,光電流大小與照射光的強度成正比。因此可根據(jù)光電流的大小測量透過溶液的光強度。
硒光電池的優(yōu)點是光電流較大,可不必經(jīng)過放大而直接用靈敏檢流計測量。有時當光電池受強光照射或連續(xù)使用時間太長時,容易產(chǎn)生“疲勞”,這時需使其在暗的狀態(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半圓柱型陰極和一個絲狀陽極組成(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,發(fā)射出來的電子就流向陽極產(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(zhuǎn)換器的比色測量儀器中,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(shù)(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(shù)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光的透光率為65%,吸光度為:對于用光電管作光電 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)比色測量儀器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型光電比色計光學線路示意圖圖8-10 721型分光光度計光學系統(tǒng)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 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,在整個可見光區(qū)都比較靈敏。
同時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型分光光度計的光學系統(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)過準直鏡反身射在出射狹縫上,再經(jīng)過聚光透鏡后進入比色皿。
經(jīng)溶液吸收后的透射光通過光門照射在光電管上轉(zhuǎn)換為光電流信號,經(jīng)過入大后輸入檢流計,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(diào)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(diào)色的比例.很難的。.我畫畫的時候最少要10來種顏色。
. 顏色的品種變化無盡、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個參數(shù)來確定,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)射的各波長對人眼產(chǎn)生的感覺,可區(qū)別 紅、黃、綠、藍、紫等特征。
明度,也稱為亮度,是表示物體表面明暗程度變化的特 征值;通過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)成了一個立體,用這三者建立標度,我們就能用數(shù)字來測量顏色。 自然界的顏色千變?nèi)f化,但最基本的是紅、黃、、藍三種,稱為原色。
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+黃=綠;橙色和綠色稱為復(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應(yīng)的另一個色為補色。例如,黃與藍 拼成綠色,對應(yīng)的紅色是綠色的補色。
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。補色加入復(fù)色中會使顏色變暗、甚至變?yōu)榛疑蚝谏?/p>
調(diào)色、成色與補色的關(guān)系,見表4-10。 表4-10 調(diào)色、成色與其補色關(guān)系 調(diào)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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