自然界中物体的颜色千变万化,人之所以能看见物体的颜色,是由于发光体的光线照射在物体上,光辐射在物体上,光的辐射能量作用于眼睛的结果。不发光物体的颜色只有受到光线的射时才被呈现出来,物体的颜色是由光线在物体上被反射和吸收的情况决定的。一个物体在日光下呈现绿色,是由于这个物体主要将白光中的绿色范围的波长反射出来,而光谱的其他部分则被它吸收,如果在钠光灯下观察这个物体就看不出是绿色,因为钠光的光线中没有绿光的成份可以被它反射,这里可以看出,物体的可见颜色是随光照光谱成份而变化的。一个物体如果完全反射射来的光线,那么这个物体我们看来是白色的,如果它完全吸收投射在它上面的光线,则这个物体看来是黑色的。
颜色分为非彩色和彩色,非彩色是指黑色、白色和这两者之间深浅不同的灰色,白黑系列上的非彩色的反射率代表物体的明度。反射率越高时,接近白色,越低时,接近黑色。彩色系列是指除了白黑系列以外的各种颜色。光谱不同波长在视觉上表现为各种颜色的色调,如红、橙、黄、绿、青、紫等。要确切地说清楚某一种颜色,必须考虑到颜色的三个基本属性,即色调、饱和度和明度,这三者在视觉中组成一个统一的总效果。色调是指在物体反。 自然界中物体的颜色千变万化,人之所以能看见物体的颜色,是由于发光体的光线照射在物体上,光辐射在物体上,光的辐射能量作用于眼睛的结果。不发光物体的颜色只有受到光线的射时才被呈现出来,物体的颜色是由光线在物体上被反射和吸收的情况决定的。一个物体在日光下呈现绿色,是由于这个物体主要将白光中的绿色范围的波长反射出来,而光谱的其他部分则被它吸收,如果在钠光灯下观察这个物体就看不出是绿色,因为钠光的光线中没有绿光的成份可以被它反射,这里可以看出,物体的可见颜色是随光照光谱成份而变化的。一个物体如果完全反射射来的光线,那么这个物体我们看来是白色的,如果它完全吸收投射在它上面的光线,则这个物体看来是黑色的。
颜色分为非彩色和彩色,非彩色是指黑色、白色和这两者之间深浅不同的灰色,白黑系列上的非彩色的反射率代表物体的明度。反射率越高时,接近白色,越低时,接近黑色。彩色系列是指除了白黑系列以外的各种颜色。光谱不同波长在视觉上表现为各种颜色的色调,如红、橙、黄、绿、青、紫等。要确切地说清楚某一种颜色,必须考虑到颜色的三个基本属性,即色调、饱和度和明度,这三者在视觉中组成一个统一的总效果。色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的,不同的波长产生不同的颜色感觉,色调是决定颜色本质的基本特征。颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。色调、明度和饱和度是颜色的三个基本属性,非彩色则只有明度的差别,而没有色调和饱和度这两个属性。
涂料的混合配色遵循一种减色法原理,其三原色是黄、青、紫,它们的互补色是兰、红、绿。所谓补色即两种色光按一定比例混合得到白色色光,红色的补色是青色,黄色的补色是兰色,绿色的补色是紫色。
黄色=白色-兰色
紫色=白色-绿色
青色=白色-红色
黄色+紫色=白色-兰色-绿色=红色
黄色+青色=白色-兰色-红色=绿色
紫色+青色=白色-绿色-红色=兰色
黄色+紫色+青色=白色-兰色-绿色-红色=黑色
这些关系式标明颜料依次相加的关系,混合后得出的颜色,其明度是减少的。
涂料调色技术主要有实色漆调色,透明漆调色等,通常在拟定调色配方以前,要根据颜色样板或按某一实物的颜色来进行分析,首先了解色相范围,由几种颜色组成,哪种是主色,哪种是副色,色与色之间关系如何,各占比例约多少,然后根据经验初步拟出调色配方,再经小样调试,调色时,先加入主色,再以着色力较强的颜色为副,慢慢间断地加入并不断搅拌,要随时观察颜色的变化,取样抹、刷、喷或沾在干净的样板上,待颜色稳定后与原始样板比色,在整个调色过程中必须掌握由浅入深的原则。从减色法的原理可以看出,若样品与标准板比较,过红可以采用减色法或加青,过绿可以采用减绿或加紫,过兰可以采用减兰或加黄的方法调整,反之亦然,因为黄、青、紫和兰、红、绿互为补色,但是颜料的这种混合将导致明度下降,可以用黑、白来调节混色的明度。
目前涂料生产厂家一般备有黑、白、红、绿、兰、黄、青、紫等色浆用于调色,在进行实色漆调色时,多采用浅色域在白基础漆中加小于5%的高浓度色浆调色,深色域使用清漆加固定量色浆的调色方法。而透明色的调色则选用的是一些透明颜料浆或染料液,透明色的颜色变化还受到涂层的厚度及底材的影响,在实际调色比色时应该在规定的厚度及底材上进行比较。了解了这些涂料调色的基本知识,在工作中勤学多练,会很快掌握这门技术的。
不透明物体的颜色由它反射的色光决定,比如树叶反射绿光,就显示绿色。
如果物体反射所有的色光,就显示白色色。物体吸收所有的色光,就显示黑色。
物体显示的颜色与照在它上面的光也有很大的关系,比如用红光照射树叶,树叶不能反射红光,而将其吸收,这样我们看到的就不是绿叶,而是黑色的树叶了。 阳光是包含所有色光的白光,在阳光的照射下,显示出五彩缤纷的世界。
过去我们晚上用的灯是油灯、蜡烛、白炽灯,这些光源发出的光是偏黄的光,与阳光的光谱不同,即使照在同一个物体上,物体反射出来的光也与阳光下反射出来的光不同,所以有夜不观色的说法。 现在我们都用日光灯,它发出的是基本接近阳光光谱的白光,在这样的灯下,已经可以观色了 透明物体的颜色由它能够透过的色光决定,比如红色的玻璃,就是能够透过红光的玻璃,蓝玻璃是能透过蓝光的玻璃。
能透过所有色光的物体是无色透明的物体,比如水。
所有色光都不能透过的物体是不透明体。
色料三原色和色彩调配如下:
青:100%C 品:100%M 黄:100%Y 绿:100%C+100%Y 蓝:100%C+100%M 红:100%M+100%Y 红紫:100%M+50%C 红橙:100%M+50%Y 黄橙:100%Y+50%M 黄绿:100%Y+50%C 蓝绿:100%M+50%Y
1. 原色:色彩中不能再分解的基本色称为原色。原色能合成出其它色,而其他色不能还原出本来的颜色。原色只有三种,色光三原色为红、绿、蓝,颜料三原色为品红(明亮的玫红)、黄、青(湖蓝)。色光三原色可以合成出所有色彩,同时相加得白色光。颜料三原色从理论上来讲可以调配出其他任何色彩,同色相加得黑色,因为常用的颜料中除了色素外还含有其它化学成分,所以两种以上的颜料相调和,纯度就受影响,调和的色种越多就越不纯,也越不鲜明,颜料三元色相加只能得到一种黑浊色,而不是纯黑色。
2. 间色:由两个原色混合得间色。间色也只有三种:色光三间为品红、黄、青(湖蓝),有些彩色摄影书上称为“补色”,是指色环上的互补关系。颜料三原色即橙、绿、紫,也称第二次色。必须指出的是色光三间色恰好是颜料的三原色。这种交错关系构成了色光、颜料与色彩视觉的复杂联系,也构成了色彩原理与规律的丰富内容。
3. 复色:颜料的两个间色或一种原色和其对应的间色(红与绿、黄与紫、蓝与橙)相混合得复色,亦称第三次色。复色中包含了所有的原色成分,只是各原色间的比例不等,从而形成了不同的红灰、黄灰、绿灰等(此处表示列举省略)灰调色。
4. 由于色光三原色相加得白色光,这样便产生两个后果:
1. 一是色光中没有复色
2. 二是色光中没有灰调色,如两色光间色相加,只会产生一种淡的原色光。
以黄色光加青色光为例: 黄色光+青色光=红色光+绿色光+绿色光+蓝色光=绿色光+白色光=亮绿色光 蓝紫:100%C+50%M
第二节 比色分析测量仪器和测量方法 比色分析法通过比较溶液对光的吸收程度以测定物质的含量。
一、比色测量仪器(一)比色测量仪器的基本部件比色测量仪器一般包括以下五大部件(图8-4)。 图8-4 比色测量仪器部件示意图1.光源在光电比色计和可见光分光光度计中,采用6~12v的钨灯,其最适宜的波长范围是360~1000nm,为使光的强度稳定,须用稳压装置来稳定电压。
2.波长控制器在光电比色计中采用滤光片作为波长控制器。滤光片是有色玻璃片,其作用是从光源发出的连续光谱中分出实验所需的某一特定波长范围的光,即获得适当波长的近似单色光。
选择滤光片的原则是滤光片最易透过的光,也就是溶液最易吸收的光。即滤光片的颜色与溶液的颜色应互为补色,这是因为有色溶液对它的互补色光有最大的吸收。
581-g型光电比色计通常只有红、绿和蓝三块滤光片。例如,要测定kmno4溶液,就应选用绿色滤光片。
分光光度计采用单色器来控制波长。它可以把连续波长的光分解,从中得出任一所需波长的更纯的单色光。
单色器包含有狭缝调节、透镜系统以及色散元件。图8-5为自准式单色光器。
光源发出的光经入射狭缝由凹 面准直镜反射后的平行光投在棱镜上,经棱镜色散后的光又经准直镜反射到出射 狭缝,转动棱镜便可在出射狭缝得到所需波长的单色光。图8-5 自准式单色光器示意图 图8-6 硒光电效应示意图 3.吸收池吸收池供比色时盛溶液用,它是用无色透明、厚度均匀的玻璃制成的。
其透光的两面严格平行。同一系列的测定中,所用的比色皿必须配套,即同一配套比色皿盛有同一溶液在同一波长时测得的透光率误差不得越过0.5%。
实验时可根据溶液的浓度不同选择。0.5,1.0,2.0,3.0cm不同规格的比色皿。
比色皿要保持清洁,透光面要注意保护,不得用手直接接触或用粗糙的滤纸擦拭,以免划伤表面,影响吸收程度。若外壁有液珠,应用滤纸吸干后再用擦镜纸擦净。
4.光电转换器它是将光能转换成电信号的器件,常用的有光电池和光电管。光电池 常用的硒光电池如图8-6,适用 于380~750nm波长范围。
当光线照射到光电池时,电子从半导体表面逸出。由于硒的半导体特性而在电路中产生光电流。
将光电池与一个灵敏检流计相联,在照射光强度不太大且外电路电阴很小时,光电流大小与照射光的强度成正比。因此可根据光电流的大小测量透过溶液的光强度。
硒光电池的优点是光电流较大,可不必经过放大而直接用灵敏检流计测量。有时当光电池受强光照射或连续使用时间太长时,容易产生“疲劳”,这时需使其在暗的状态下暂作恢复,方可继续使用。
光电管 由封装在真空透明管中的一个半圆柱型阴极和一个丝状阳极组成(图8-7)。阴极凹面有光电发射材料层,被光照射可发电子。
当两极间加有电压时,发射出来的电子就流向阳极产生光电流。发射出的电子数目与射在该表面上光束的强度成正比。
光电管产生的电流啼弱,经放大器放大后可由微安电表直接指示出吸光度或透光率。图8-7 光电管线路示意图 图8-8 吸光度和透光率标尺 5.检流计用光电池作光电转换器的比色测量仪器中,检流计一般采用悬镜式光电反射检流计,其灵敏度较高,能测量10-9a(安培)的电流。
检流计有吸光度a和百分透光率t(%)两种刻度标尺,可直接读数(图8-8)。标尺上透光率t是等分的而吸光度a的刻度是不均匀的。
透光率t可用小数或百分率表示。a与t的关系可推导为:例如,已知某溶液对某一波长的光吸光度为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,已知某溶液对某一波长光的透光率为65%,吸光度为:对于用光电管作光电 转换器的仪器,由于加了放大器,可方便地连接微安电表、记录仪,数字显示器等指示器,也可以调节电桥平衡的方式读数取数据。(二)比色测量仪器1.光电比色计光电比色计用光电池和检流计测量透射光的强度并直接可读出百分透光率t(%)或吸光度a。
图8-9是581-g型光电比色计的示意图。它是利用滤光片把钨灯产生的白光中与测定无关的光除去,使入射光尽可能是接近溶液补色的单色光,从而提高了比色分析的准确度。
图8-9 581-g型光电比色计光学线路示意图图8-10 721型分光光度计光学系统示意图1.光源 2.,8.聚光透镜 3.棱镜 4.准直镜 5.,11.保护玻璃 6.入射狭缝 7.平面镜 9.吸收池 10.光门 12.光电管 13.光栅2.721型分光光度计721型分光光度计的工作波长范围为360-800nm。采用真空光电管作为光电能量 转换元件,在整个可见光区都比较灵敏。
同时采用晶体管放大电路和电表直读结构,仪器的灵敏度和稳定性都比较好。图8-10为721型分光光度计的光学系统示意图。
由光源发出的连续辐射于聚光镜上,经平面镜转角90度反射到入射狭缝,射入单色器。入射光经过准直镜反身射在出射狭缝上,再经过聚光透镜后进入比色皿。
经溶液吸收后的透射光通过光门照射在光电管上转换为光电流信号,经过入大后输入检流计,由电表直接显示吸光度。二、比色分析的测量方法无论是光电比色计还是分光光度计,最常用的测量方法有如下两种。
(一)标准曲线计先配制一系列不同浓度的标准溶液,用选定的显色剂显色。
正常情况下红黄蓝三原色,用水粉很难调出标准的其他的颜色。
红+黄=橙色 红+蓝=紫色 蓝+黄=绿色 红+黄+蓝=黑色. 粉柠檬黄 = 柠檬黄 + 纯白色 藤 黄 色 = 柠檬黄 + 玫瑰红 桔 黄 色 = 柠檬黄 + 玫瑰红 土 黄 色 = 柠檬黄 + 纯黑色 + 玫瑰红 熟 褐 色 = 柠檬黄 + 纯黑色 + 玫瑰红 粉玫瑰红 = 纯白色 + 玫瑰红 朱 红 色 = 柠檬黄 + 玫瑰红 暗 红 色 = 玫瑰红 + 纯黑色 紫 红 色 = 纯紫色 + 玫瑰红 褚 石 红 = 玫瑰红 + 柠檬黄 + 纯黑色 粉 蓝 色 = 纯白色 + 天蓝色 蓝 绿 色 = 草绿色 + 天蓝色 灰 蓝 色 = 天蓝色 + 纯黑色 浅 灰 蓝 = 天蓝色 + 纯黑色 + 纯紫色 粉 绿 色 = 纯白色 + 草绿色 黄 绿 色 = 柠檬黄 + 草绿色 墨 绿 色 = 草绿色 + 纯黑色 粉 紫 色 = 纯白色 + 纯紫色 啡 色 = 玫瑰红 + 纯黑色 大红+柠檬黄+湖蓝——熟褐(其实几乎可以是黑色) 大红+柠檬黄——桔黄 柠檬黄+湖蓝——草绿,加多了湖蓝就是粉绿 大红+湖蓝——紫罗兰,加多了大红就是玫瑰红 大红+桔黄——中黄 大红+草绿——熟褐 大红+紫罗兰——玫瑰红 柠檬黄+紫罗兰——熟褐 柠檬黄+草绿——浅绿 湖蓝+紫罗兰——青莲 要注意调色的比例.很难的。.我画画的时候最少要10来种颜色。
. 颜色的品种变化无尽、绚丽多彩,但各种颜色之间存在一定的内在联系,每一种 颜色都可用3个参数来确定,即色调、明度和饱和度。色调是彩色彼此相互区别的特 征,决定于光源的色谱组成和物体表面所发射的各波长对人眼产生的感觉,可区别 红、黄、绿、蓝、紫等特征。
明度,也称为亮度,是表示物体表面明暗程度变化的特 征值;通过比较各种颜色的明度,颜色就有了明这和深暗之分。饱和度,也称为彩 度,是表示物体表面颜色浓淡的特征值,使色彩有了鲜艳与阴晦之别。
色调、明度和 饱和度构成了一个立体,用这三者建立标度,我们就能用数字来测量颜色。 自然界的颜色千变万化,但最基本的是红、黄、、蓝三种,称为原色。
以这三种 原色按不同比例调配混合而成的另一种颜色,称为复色,从图4-1中可知颜色的拼色 关系。例如红+黄=橙;蓝+黄=绿;橙色和绿色称为复色。
图4-2显示了色彩拼色的颜 色圈,三原色拼成的复色,其在颜色圈中与其对应的另一个色为补色。例如,黄与蓝 拼成绿色,对应的红色是绿色的补色。
在配色中,加入白色将原色或复色冲淡,就可得到“饱和度”不同的颜色;加入 不同分量的黑色,可得到“明度”不同的各种色彩。补色加入复色中会使颜色变暗、甚至变为灰色或黑色。
调色、成色与补色的关系,见表4-10。 表4-10 调色、成色与其补色关系 调色 成色 补色 红与黄 蓝与黄 黄与红 紫与绿 绿与橙 橙与紫 紫 绿 橙 橄榄 柠檬 赤褐 黄 红 蓝 橙 紫、红 绿。
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