ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Спектрофотометрия из "Цвет в науке и технике" Основной источник энергии — это солнце. Исходные мате риалы (сырье) мы получаем из земли — в шахтах и на полях Наше благосостояние обусловлено использованием энергии солнца для превраш ения этих материалов в промышленные товары, которые мы можем использовать пиш у, питье, одежду, кров, лекарства, косметические товары, автомобили, поезда, самолеты, телефонные аппараты, радиоприемники, газеты, книги, кинофильмы, телевизоры и т. д. Почти каждый шаг переработки сырья в потребительские товары и доведения их до покупателя в какой-то степени определяется цветом исходных материалов или изделий. Поэтому неудивительно, что почти каждый деловой человек рано или поздно сталкивается с той или иной проблемой цвета. Она может возникнуть при контроле материалов, которые он приобретает, при контроле цвета собственной продукции, а также при отделке или упаковке изделий для продажи. В большинстве случаев проблему можно легко и экономично решить без применения цветовых стандартов или измерений. Однако при решении многих цветовых проблем целесообразно дополнить опытный глаз контролера специальными средствами и методами цветовых измерений. В последующем обсуждении основной упор будет сделан не на технических деталях колориметрии, а на возможностях этих методов и средств. Поскольку постоянно разрабатывается новая аппаратура и совершенствуется старая, важно выявить простые методы цветовых измерений и использовать для этого простые средства важно также знать, когда окупятся значительные затраты на колориметрическое оборудование и проведение измерений. [c.120] Спектрорадиометр, градуированный для непосредственного отсчета в абсолютных единицах таких величин, как спектральная плотность лучистого потока или связанные с ним спектральная и энергетическая яркость и спектральная плотность излучения, является ценным инструментом как для фотометрических, так и для колориметрических исследований самосветящихся объектов, к которым относятся лампы накаливания, люминесцентные лампы, телевизионные кинескопы и люмииесцирующие материалы [229, 568]. Спектрорадиометр можно использовать для измерений несамосветящихся объектов, однако это делается редко, так как есть более простой способ таких измерений. [c.121] Основными характеристиками объекта, обусловливающииги его цвет, являются спектральный коэффициент пропускания у прозрачных предметов и спектральный апертурный коэффициент отражения у непрозрачных. [c.121] Целесообразно оценить отражающие свойства непрозрачного объекта в сравнении с совершенным отражающим рассеивателем при тех же условиях освещения и наблюдения в этом случае строгое определение спектрального апертурного коэффициента отражения может быть дано в следующем виде. [c.122] Спектральный апертурный коэффициент отражения р (X) объекта представляет собой отношение спектрального лучистого потока, отраженного в направлениях, ограниченных данным конусом с вершиной в данной точке поверхности объекта, к спектральному лучистому потоку, отраженному в тех же направлениях идентично освещенным совершенным отражающим рассеивателем. [c.122] Прибор, который применяется для измерений спектральных-коэффициентов пропускания и отражения, называется спектрофотометром. Очевидно, что спектрофотометр не требует градуировки для считывания величины спектрального распределения лучистого потока в абсолютных единицах, поскольку его цель заключается в обычном измерении отношения лучистых потоков в каждой длине волны спектра. [c.124] Спектрофотометры обычно имеют встроенный осветитель, включающий в себя источник света, излучающий достаточный лучистый поток во всех длинах воли интересующей части спектра. Фактическое спектральное распределение лучистого потока источника не имеет значения, поскольку прибор измеряет лишь отношения потоков в различных длинах волн. Важно отметить, что измеряемые спектрофотометром величины зависят от условий освещения и наблюдения. При измерениях спектральных коэффициентов пропускания падающий поток берется обычно вдоль перпендикуляра к поверхности образца при углах наблюдения, ограниченных углами вблизи продолжения того же самого перпендикуляра. При измерениях спектральных апертурных коэффициентов отражения непрозрачных образцов падающий поток обычно берется вдоль направления, несколько отклоняющегося от перпендикуляра к поверхности. Иногда весь отраженный поток для измерения собирается интегрирующей сферой иногда этот поток собирается лишь в некоторых направлениях, например составляющих угол 45°. Поскольку спектральный апертурный коэффициент отражения в значительной степени зависит от условий освещения и наблюдения образца, некоторые из них были стандартизованы. Об этом речь ниже. [c.124] Необходимо кратко упомянуть об одной технической трудности, связанной с измерением спектрального апертурного коэффициента отражения. Так как не существует материала со свойствами совершенного отражающего рассеивателя, непосредственная реализация требуемого эталона такого рассеивателя невозможна. Тем не менее свойства некоторых материалов достаточно близки к свойствам совершенного отражающего рассеивателя, и они могут быть с помощью специальных методов прокалиброваны в качестве эталонов. Эти материалы используются в качестве рабочих стандартов при измерениях спектрального апертурного коэффициента отражения. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен позже. [c.124] В задачу настоящей книгп не входит даже попытка описать все серийно выпускаемые в настоящее время спектрофотометры, применяемые в промышленности и исследовательских лабораториях вместо этого предлагаются некоторые важные сведения, которые должен знать потенциальный заказчик, прежде чем он решится приобрести предлагаемый ему спектрофотометр. Спектрофотометр — дорогостоящий аппарат, и поэтому имеет смысл еще до приобретения оценить его потенциальные возможности. [c.126] В продаже нет таких универсальных спектрофотометров, которые были бы пригодны для решения любой задачи цветового контроля. Чтобы выбрать самый лучший и экономичный прибор для данной конкретной проблемы, необходимо четко сформулировать свои требования к нему. [c.126] Характер измеряемых образцов. Сперва следует составить перечень всех видов образцов, подлежащих измерению. Их можно разделить на три основные категории прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные. Затем следует перейти к перечислению ряда свойств измеряемых образцов, которые являются очень важными при спектрофотометрированвп. [c.126] Во-первых, образцы имеют физические размеры. Любой спектрофотометр приспособлен для измерения образцов лишь определенных габаритов следовательно, либо размеры образцов не должны превышать заданных, либо должна иметься возможность доведения их до нормы перед измерением. [c.126] важна устойчивость образцов к воздействию светового и теплового излучений, так как в процессе измерений образцы подвергаются действию лучистой энергии в течение определенного, причем иногда довольно длительного периода времени. В зависимости от конструкции спектрофотометра или метода проведения измерений лучистый поток, падающий на образец, может быть либо ограничен узким спектральным интервалом, либо содержать все длины волн в спектре излучения встроенного источника света. Последний случай может оказаться неблагоприятным для образца, так как сфокусированный на нем пучок обычно обеспечивает высокую интенсивность облученности поверхности (как в видимом, так и инфракрасном диапазонах спектра), что вызывает нагрев образца и, возможно, изменение его спектральной характеристики до завершения измерений. Помимо нагрева падающий поток может также вызвать в процессе измерений обесцвечивание образца с последующим изменением спектральной характеристики. [c.126] Поляризующие образцы (такие, как слюда, целлофан, атласные ткани) представляют собой другой вид образцов, которые вызывают трудности при спектрофотометрировапии. Некоторые регистрирующие спектрофотометры, в которых образцы освещаются плоскополяризоваппым светом с постоянно меняющейся ориентацией, могут оказаться полностью непригодными для измерения поляризующих образцов. Только специальная модификация прибора дает возможность обойти эти трудности. [c.127] Некоторые промышленные изделия обнаруживают неоднородность цвета от точки к точке либо с правильным распределением пеодпородности (текстильные изделия, полутоновая печать), либо с неправильным распределением неоднородности (окрашенные кистью изделия, обработанное дерево, крапчатая облицовочная плитка). Если структура пеодпородности существенна в сравнении с размером освещенного пятна, единственная кривая спектрального отражения (пропускания) не может быть надеж-ньш средством для определения среднего цвета неоднородного образца. Однако эту трудность можно обычно преодолеть повторными измерениями нескольких участков образца и усреднением результатов. [c.127] Вернуться к основной статье