ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические основы цветности из "Введение в химию и технологию органических красителей Изд 2" Исследование видимой части спектра производится с помощью спектральных приборов со стеклянными или кварцевыми призмами. [c.20] К видимой части спектра со стороны спектральных фиолетовых лучей примыкает невидимая ультрафиолетовая (УФ) область, простирающаяся в коротковолновую часть спектра приблизительно до % 10 м (100 нм). Эта часть сп тра подразделяется на ближнюю ультрафиолетовую (I 200—400 нм, V 5-104—2,5-10 см-, Е 10-10-22—5-10-22 кДж), исследуемую с помощью спектральных приборов с кварцевыми призмами, и дальнюю ультрафиолетовую (Л 100—200 нм, V 10 —5-10 см-, Е 20-10-22—10-10-22 кДж), исследуемую с помощью специальной вакуумной аппаратуры. [c.20] Со стороны спектральных красных лучей к видимой части спектра примыкает невидимая инфракрасная (ИК) область, простирающаяся в длинноволновую часть приблизительно до X 10- м (V 102 м-, Е 2-10-28 кДж). Участок этой области, непосредственно примыкающий к видимой части спектра и исследуемый с помощью спектральных приборов с кварцевыми призмами, называется ближней инфракрасной областью (к 760— 1100 нм, V 1,3 -10 —9 -103 см-, 2,5 -10-22—18.10-22 кДж). [c.20] Избирательное поглощение света. В естественных условиях мы, как правило, не имеем дела со спектральными цветами. При взаимодействии белого света с различными телами могут наблюдаться следующие явления. [c.20] ощущение которых возникает в результате воздействия на зрительный аппарат всех световых лучей видимой части спектра за вычетом поглощенных лучей (т. е. тех, что вызывают ощущение спектрального цвета), называются дополнительными к спектральным (см. с. 20), так как совместное действие тех и других производит ощущение белого цвета (они дополняют спектральный цвет до белого). [c.21] например, тело избирательно поглощает лучи с длинами воли от 500 до 560 нм (которые при действии на зрительный аппарат вызывают ощущение спектрального зеленого цвета), то воздействие оставшихся лучей видимой части спектра, т. е. лучей с длинами волн от 400 до 500 и от 560 до 760 нм, вызовет ощущение дополнительного пурпурного цвета. [c.21] Как и все дополнительные цвета, он представляет собой смешанный цвет, так как ощущение его вызывается совместным действием монохроматических лучей, порознь производящих ощущение фиолетового, синего, голубого, оранжевого и др. [c.21] Цвета тел, с которыми мы имеем дело в естественных условиях, как правило, являются дополнительными цветами. Отсюда следует, что причиной окраски (цвета) тела является избирательное поглощение им части световых лучей из общего светового потока в видимой области электромагнитного спектра. [c.21] Если Ямакс 400 нм, т. е. поглощение происходит в УФ-части спектра, тело кажется нам бесцветным. При Лмакс 760 нм поглощение происходит в ИК-части спектра, и тело также представляется нам бесцветным. Это справедливо, однако, лишь в тех случаях, когда Ямакс полосы поглощения лежит далеко от границ видимой части спектра, а сама полоса является узкой, характеризующейся кривой с острым пиком и круто падающими склонами в противном случае участки кривой могут распространиться в видимую часть спектра и обусловить более или менее интенсивную окраску. [c.22] Положение максимума спектральной кривой поглощения на оси ординат (бмакс) характеризует интенсивность поглощения (интенсивность окраски). Увеличение интенсивности поглощения (т. е. увеличение е — коэффициента экстинкции или мольного коэффициента поглощения) называется гиперхромным эффектом (по-гречески гипёр -—над, возвышение), уменьшение — гипохромным эффектом (по-гречески ги-п6 — под, снижение). [c.22] Если цвет вещества определяется величиной Ямакс, Т. е. положением максимума поглощения на оси длин волн (оси абсцисс), то оттенки этого цвета зависят от общего характера кривой поглощения. Красители, отличающиеся чистым, ярким оттенком, например ярко-фиолетовый краситель, имеют узкую полосу поглощения, которая изображается кривой с четко выраженным максимумом и круто падающими склонами (рис. 3). Чем более пологи склоны кривой (т. е. чем шире полоса поглощения), тем менее чист и ярок оттенок красителя (больше примесь серого) желтый, оранжевый и красный цвета приобретают коричневый оттенок, синий — черноватый, зеленый переходит в оливковый и т. д. Отсутствие четкого максимума характерно для красителей нечистых тонов — коричневых, оливковых, серых, черных (рис. 4). [c.22] Энергия возбуждения молекул. Причиной избирательного поглощения световых лучей определенных длин волн, или, что то же, фотонов определенной энергии, является квантованность внутренней энергии молекул. Поскольку каждому виду молекул свойственны строго определенные значения (уровни) внутренней энергии, переход от одного значения (уровня) к другому совершается скачкообразно, путем поглощения или выделения только такого кванта (порции) энергии, который сразу переводит молекулу с одного присущего ей энергетического уровня на другой. Вследствие этого молекула способна поглотить из светового потока только такие фотоны, энергия которых соответствует разности характерных для нее уровней энергии. Все остальные фотоны меньшей и большей энергии не будут поглощаться данным веществом. [c.23] По этой формуле легко подсчитать, что длинам волн на границах видимой части спектра (Я 400 и 760 нм) соответствуют энергии возбуждения АЕ 300 и 158 кДж/моль. Отсюда следует, что способностью избирательного поглощения в видимой части спектра (и окраской) обладают лищь те вещества, молекулы которых переходят в возбужденное состояние от порций энергии в пределах от 158 до 300 кДж/моль. Если энергия возбуждения Л 300 кДж/моль, вещество поглощает в УФ-части спектра (в ближней —при 300—600 кДж/моль, в дальней —при АЕ 600—1200 кДж/моль). Если энергия возбуждения Д 158 кДж/моль, вещество поглощает в ИК-части спектра (в ближней — при Д 110— 158 кДж/моль). В обоих случаях вещество кажется нам бесцветным. [c.24] В свете сказанного величина Хмакс характеризующая цвет (окраску) вещества, является мерой энергии возбуждения его молекул, а величина бмакс, характеризующая интенсивность окраски (интенсивность поглощения), является мерой вероятности того, что при взаимодействии со светом длины волны Ямако молекула вещества поглотит соответствующий фотон и перейдет в возбужденное состояние. [c.24] Вернуться к основной статье