顏色化學(xué)第二章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與光學(xué)顏色教學(xué)課件

第二章物質(zhì)的構(gòu)造狀態(tài)與光學(xué)顏色光束通過(guò)物質(zhì)其傳播受到兩種影響:(1)強(qiáng)度減弱(2)光速變小強(qiáng)度減弱的原因是吸收和散射;光速變小那么產(chǎn)生色散。色散、散射、折射、衍射等許多物理效應(yīng)能產(chǎn)生顏色，除光本身的特性外，離不開(kāi)產(chǎn)生這些現(xiàn)象的物質(zhì)，或者說(shuō)顏色是物質(zhì)的特殊構(gòu)造引起的光學(xué)效果。第二章物質(zhì)的構(gòu)造狀態(tài)與光學(xué)顏色光束通過(guò)物質(zhì)其傳播受到兩種影12.1光的色散與相關(guān)的顏色1.正常色散與反常色散區(qū)別在于對(duì)光的吸收2.色散產(chǎn)生的原理白光通過(guò)棱鏡分為七色光,是因?yàn)椴煌l率的光在棱鏡中的光速不同,折射率不同,發(fā)生了色散,產(chǎn)生了光譜.2.1光的色散與相關(guān)的顏色23.影響色散程度的因素：(I)材料種類(lèi)一些材料的色散值(nB-nG)冕牌玻璃0.010石英0.013藍(lán)寶石,紅寶石0.018鋯石0.039金剛石0.0443.影響色散程度的因素：3(2)棱鏡頂角角度:對(duì)于FraunhoferB線和G線,nB=1.50,nG=1.51的冕牌玻璃,棱鏡頂角為400,光線分開(kāi)0.50;而頂角為600,光線分開(kāi)0.90.對(duì)于nB=1.75,nG=1.79的重火石玻璃,棱鏡頂角400,兩條光線分開(kāi)2.00,假設(shè)頂角為600,兩線別離角增加到4.90.(2)棱鏡頂角角度:4(3)色散與物質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系從色散的本質(zhì)看,不僅與物質(zhì)的種類(lèi)、密度有關(guān)，更與化學(xué)鍵的強(qiáng)度密切相關(guān),介質(zhì)內(nèi)粒子間的作用力越強(qiáng),色散越強(qiáng)。例：水中H-O-H間是共價(jià)鍵，水分子間是大量氫鍵，其折射率不大〔1.33)；紅寶石,藍(lán)寶石主要是Al-O之間的配位鍵,少量的Cr-O,Ti-O,Fe-O間的配位鍵,折射率較大(1.77);金剛石中的C-C間那么完全是共價(jià)鍵,雖密度并不大,但折射率最大(2.42),居常見(jiàn)物質(zhì)之冠.(3)色散與物質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系53.色散產(chǎn)生的顏色(1)鉆石的榮耀標(biāo)準(zhǔn)圓鉆:57個(gè)刻面,大局部光通過(guò)折射后從不同的刻面屢次被反射出來(lái),產(chǎn)生奪目的榮耀.3.色散產(chǎn)生的顏色6顏色化學(xué)第二章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與光學(xué)顏色教學(xué)課件7顏色化學(xué)第二章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與光學(xué)顏色教學(xué)課件8(2)露珠和彩虹水的折射產(chǎn)生色散,紫光偏折410,紅光偏折430.太陽(yáng)光照射球形水滴,晶瑩的露珠閃動(dòng)著多色的榮耀.一次彩虹,光線從水滴內(nèi)壁穿出,直接反射出來(lái),二次彩虹,光線射入水滴,經(jīng)兩次折射再發(fā)射出.兩者不同之處是紫光與紅光的順序相反.雨后彩虹:大量水滴的組合,形成適宜的密度梯度,相當(dāng)于巨大的棱鏡,展現(xiàn)色散的效果(3)星光閃爍星星與地球之間有宇宙和大氣層,其組成、構(gòu)造的局部變化，影響密度、折射率的不斷變化，色散情況的改變，引起顏色、亮度和位置的不穩(wěn)定，即看到的“星星眨眼〞(2)露珠和彩虹92.2光的散射與相關(guān)的顏色現(xiàn)象介質(zhì)的均勻性受到破壞,光線會(huì)離開(kāi)原來(lái)的傳播方向,向其它方向傳播,稱(chēng)光的散射.光的散射與顆粒大小有關(guān),較大顆粒前向散射強(qiáng)于后向散射,而小顆粒的散射趨向于各向同性.2.2光的散射與相關(guān)的顏色10(1)瑞利散射1871年,瑞利(Rayleigh)研究了細(xì)微質(zhì)點(diǎn)的散射,第一個(gè)用定量的方法得出散射光強(qiáng)度與4成反比的定律.適用于折射率不同于其周?chē)橘|(zhì)的任何粒子,唯一限制是粒子直徑必須遠(yuǎn)小于波長(zhǎng).丁德?tīng)?JohnTyndall)效應(yīng):丁德?tīng)柕谝粋€(gè)研究了光束通過(guò)膠體溶液的乳光現(xiàn)象,膠粒與分散介質(zhì)產(chǎn)生的散射光振幅明顯不同,相互不能因干預(yù)完全抵消,我們能觀察到相干后的散射現(xiàn)象.(1)瑞利散射11(2)米(G.Mie)氏散射較大顆粒對(duì)光的散射不遵從瑞利散射定律.米(G.Mie)和德拜(P.Debye)以球形質(zhì)點(diǎn)為模型計(jì)算了電磁波的散射:只有直徑d<0.3/2時(shí),瑞利散射正確.當(dāng)粒子直徑大于波長(zhǎng)時(shí),散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的依賴(lài)關(guān)系不十清楚顯.瑞利散射微粒常呈現(xiàn)藍(lán)色,而米氏散射常產(chǎn)生白色.(2)米(G.Mie)氏散射121.蔚藍(lán)的天空可見(jiàn)光譜中波長(zhǎng)較短的藍(lán)紫光的散射比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光強(qiáng),大約是十倍的關(guān)系.晴朗的天空,陽(yáng)光普照,大氣對(duì)各種波長(zhǎng)的光散射的綜合結(jié)果,使天空呈現(xiàn)美麗的蔚藍(lán)色.小水滴的線度比可見(jiàn)光波長(zhǎng)大的多,各種波長(zhǎng)的光幾乎有一樣的散射,產(chǎn)生白色的云和霧.大氣污染,顆粒比空氣分子大,天空灰蒙蒙.藍(lán)脊山脈1.蔚藍(lán)的天空132.紅色的朝陽(yáng)、落日太陽(yáng)的顏色與散射程度有關(guān).早晨日出或夕陽(yáng)西下時(shí),光線穿過(guò)厚的多的大氣層,太陽(yáng)光中除了波長(zhǎng)最長(zhǎng)的紅光外,幾乎都被散射掉,所以朝陽(yáng)、落日格外紅.正午,陽(yáng)光通過(guò)大氣的路程較短,各色光的散射都不強(qiáng),觀看太陽(yáng)接近白色.下午，灰塵、煙霧增多，散射效應(yīng)增強(qiáng)，太陽(yáng)的顏色逐漸變黃?；鹕奖l(fā)時(shí),大量細(xì)小粒子進(jìn)入較高層大氣,散射效果明顯,出現(xiàn)異常深紅的落日.2.紅色的朝陽(yáng)、落日14霧滴尺寸為500nm左右，通過(guò)薄霧看到太陽(yáng)或月亮顯示出綠色或藍(lán)色(沙塵暴下的日光燈)沒(méi)有大氣,太陽(yáng)光得不到各種分子、微粒的散射天空一片黑暗，只看到奪目的太陽(yáng)懸掛在漆黑的背景中。3.丁德?tīng)査{(lán)動(dòng)物中的藍(lán)色、大多數(shù)綠色以及紫色中的藍(lán)色成分，都是由散射產(chǎn)生的。根本的生物散射單元由小散射粒子組成，包括覆蓋黑色素的組織氣囊、脂肪、蛋白質(zhì)、角質(zhì)微?；蝤B(niǎo)嘌呤晶體 。霧滴尺寸為500nm左右，通過(guò)薄霧看到太陽(yáng)或月亮顯示出綠色或15不為粒子散射的光被黑色素吸收，產(chǎn)生藍(lán)色；假設(shè)黃色被黑色素層反射，產(chǎn)生綠色；弱紅色反射，產(chǎn)生紫色。較低級(jí)動(dòng)物中，丁德?tīng)査{(lán)較少，但海蟄、章魚(yú)、昆蟲(chóng)〔蜻蜓和某些蝴蝶〕，某些魚(yú)類(lèi)、爬行動(dòng)物、變色龍、蜥蜴、蛇等存在。鳥(niǎo)羽的藍(lán)色和綠色，火雞的藍(lán)色頸皮。不為粒子散射的光被黑色素吸收，產(chǎn)生藍(lán)色；16例：藍(lán)鵲羽毛的構(gòu)造與散射10m外層是無(wú)色透明的角質(zhì)；下面是一層箱狀細(xì)胞或蜂窩狀組織〔氣囊，30~50nm大小〕，是活性散射組織；含有黑色素細(xì)胞的黑色層。完整的散射構(gòu)造使藍(lán)鵲的羽毛呈現(xiàn)藍(lán)色。假設(shè)用酒精浸泡：氣囊空間充滿(mǎn)液體，失去散射作用，只能看到黑色。蒸干，顯出藍(lán)色。假設(shè)用錘敲打破壞氣囊，散射消失，只顯黑色。假設(shè)用H2O2漂白黑色素，藍(lán)色消失，在羽支反面涂上黑色，藍(lán)色恢復(fù)。例：藍(lán)鵲羽毛的構(gòu)造與散射17綠色鳥(niǎo)羽是由于含有葉紅素，假設(shè)萃取出葉紅素，羽毛依然顯藍(lán)色。哺乳類(lèi)動(dòng)物中的丁德?tīng)査{(lán)：猴子的面部、臀部有藍(lán)色和紫色，藍(lán)色由散射形成，紫色是皮膚下血管中的血紅蛋白的紅色反射與藍(lán)色散射結(jié)合的結(jié)果。天冷，血管收縮，膚色發(fā)青。死亡后失去血紅蛋白的作用，紫色變成藍(lán)色。溺水人皮膚經(jīng)浸泡，散射構(gòu)造破壞，變白。靜脈藍(lán)色，因?yàn)樗鼈儗?duì)外表散射提供了深色的背景；白皮膚的人刮完落腮胡子出現(xiàn)青藍(lán)色，是表層下的黑色須毛的背景提供了散射的條件。綠色鳥(niǎo)羽是由于含有葉紅素，假設(shè)萃取出葉紅素，羽毛依然顯藍(lán)色。18貓或人眼中的淡藍(lán)色是發(fā)生在白眼球中的散射所致，隨著年齡增大，散射粒子長(zhǎng)大，由于米氏散射產(chǎn)生白色，藍(lán)色消失。年老時(shí)那么出現(xiàn)昏黃。黑色素為散射提供背景，假設(shè)缺少，眼睛會(huì)由于血管中血紅蛋白的反襯〔掩蓋了藍(lán)色〕呈現(xiàn)粉紅色。香煙吸入即吐出，在光下是丁德?tīng)査{(lán)色，假設(shè)在肺中停留幾秒在吐出，顯灰白色。因有水汽凝結(jié)，變?yōu)槊资仙⑸?。貓或人眼中的淡藍(lán)色是發(fā)生在白眼球中的散射所致，隨著年齡增大，194.寶石中的散射效應(yīng)(1)月長(zhǎng)石正長(zhǎng)石與鈉長(zhǎng)石混熔,內(nèi)含小粒子,散射.仿制品:富鋁尖晶石晶體MgAl10O16,熱處理時(shí)過(guò)量的Al2O3作為一種很精細(xì)的能給出強(qiáng)烈閃光的粒子析出.(2)星狀剛玉Al2O3中(純潔或含著色雜質(zhì))含有精細(xì)的金紅石TiO2針狀物,以1200互相分開(kāi)、排列,當(dāng)以圓形或橢圓形拱凸小室的形式切割成半弧面形，三種針狀物的反射產(chǎn)生一種六向輻射的星，反射光在小室外穿插，星狀圖形在外表上漂浮。4.寶石中的散射效應(yīng)20

21(3)星紅寶石(氧化鉻,配位場(chǎng)效應(yīng))星藍(lán)寶石(鐵鈦元素,電荷轉(zhuǎn)移)紅寶石玻璃(膠體金,直徑10nm,米氏散射)2.3干涉、衍射與相關(guān)顏色1.干涉滿(mǎn)足一定條件的兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波,在它們相交的區(qū)域,各點(diǎn)光的強(qiáng)度有的加強(qiáng),有的減弱(甚至抵消為零)這種現(xiàn)象稱(chēng)為光的干涉.(3)星紅寶石(氧化鉻,配位場(chǎng)效應(yīng))2.3干涉、衍射與相關(guān)顏222.薄膜干預(yù)產(chǎn)生的顏色牛頓研究了不同光程差間干預(yù)產(chǎn)生的顏色,程差低于100nm時(shí),所有顏色都被刪除,呈現(xiàn)黑色;隨著光程差的增大,出現(xiàn)一系列色彩.560nm的程差為一序列,序末為帶淺紅的顏色.顏色都不是光譜純的.2.薄膜干預(yù)產(chǎn)生的顏色23大多數(shù)虹彩色來(lái)自薄膜干預(yù)。單層薄膜干預(yù):水面油膜，蜻蜓、蠅類(lèi)、甲蟲(chóng)透明的薄翼；多層薄膜干預(yù)：貝殼、魚(yú)鱗、蛇皮、眼睛、毛發(fā)、指甲。反面通常為黑色素層，能吸收非反射光而增強(qiáng)了顏色。大多數(shù)非虹彩色來(lái)自散射。大多數(shù)虹彩色來(lái)自薄膜干預(yù)。241.衍射由于圓孔、狹縫等限制光波的波陣面，使點(diǎn)〔線〕光源發(fā)出的光波不能按幾何光學(xué)呈現(xiàn)明晰的影象，光強(qiáng)分布不均勻，出現(xiàn)邊緣的彌散現(xiàn)象，稱(chēng)為光的衍射。2.衍射產(chǎn)生的顏色(1)甲蟲(chóng)絨金龜顯微鏡觀察,鞘翅上有一些深約100nm,間隔約1000nm的平行鉤紋,光垂直照射時(shí),在360處看到第一級(jí)紅色光譜.1.衍射25(2)蛇光照在烏黑發(fā)亮的蛇皮上,可看到強(qiáng)烈的彩虹色反射.覆蓋表皮的每一鱗片上有稍微凸起的波紋線,平行于中心,凸起之間相距2500nm,垂直方向?yàn)?00nm.光垂直照射時(shí),第一級(jí)紅色光譜的角度分別為160和510,相當(dāng)于在兩個(gè)方向上間距不同的二維光柵.(3)寶石蛋白石蛋白石是一種大小相等的球體的三維規(guī)那么排列,球體的活性成分是含有少量水的無(wú)定形SiO2,粘和在一起,球體與粘接劑之間存在小的折射率差,固定的排列產(chǎn)生衍射效應(yīng)——顏色晃動(dòng).(2)蛇26干預(yù)與衍射產(chǎn)生的顏色主要有兩點(diǎn)不同，其一是衍射顏色象衍射光柵那樣，決定于層間距離，而干預(yù)的顏色決定于膜的厚度；其二是衍射發(fā)生的色彩隨方向變化而強(qiáng)烈地變化，色彩僅在直射光中看到，表現(xiàn)為虹彩色，而干預(yù)產(chǎn)生的顏色其色彩隨方向變化適度地變化，一般也表現(xiàn)為虹彩色，但變化不劇烈。大多數(shù)非虹彩色來(lái)自散射。3.彩色珍珠參加氮化鈮，可以使珍珠呈黑色；加氮化鈦可呈金黃色，加氧化鉻可呈綠色。干預(yù)與衍射產(chǎn)生的顏色主要有兩點(diǎn)不同，其一是衍射顏色象衍射光柵27制作彩色珍珠不正當(dāng)?shù)姆椒?浸泡添加方法：浸入高錳酸中形成棕色；浸入堿與鈷鹽混合液中形成紅色；浸入紅染料的酒精溶液中形成玫瑰色；化學(xué)反響法TiCl4+CH4→TiC〔碳化鈦，金黃色〕化學(xué)鍍色法Cu2〔OH〕2CO3〔堿式碳酸銅，淺綠色〕白珍珠浸入稀硝酸銀和氨水溶液中，然后在硫化氫氣體中使之變黑。輻射法用Co60放射的γ射線照射20分鐘，變?yōu)樗{(lán)灰色。制作彩色珍珠不正當(dāng)?shù)姆椒?28成色不好的珍珠也可以通過(guò)化學(xué)方法漂白，常用的漂白劑有過(guò)氧化氫〔H2O2〕，將珍珠浸泡在過(guò)氧化氫液中幾天到十幾天，維持400C，同時(shí)暴露在陽(yáng)光下經(jīng)紫外線照射，會(huì)變成銀白色。4.多彩的歐泊歐泊的主要成分是含水的二氧化硅〔SiO2〕集合體，歐泊內(nèi)部存在著球狀的SiO2，它們的直徑大約150nm~400nm之間。能觀察到變彩效應(yīng)的歐泊，其直徑在175~300nm。SiO2采用密堆積構(gòu)造,孔隙中是水分子的棲居場(chǎng)所，歐泊的含水量可由3%到18%成色不好的珍珠也可以通過(guò)化學(xué)方法漂白，常用的漂白劑有過(guò)氧化氫29顏色化學(xué)第二章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與光學(xué)顏色教學(xué)課件305.寶石的貓眼效應(yīng)礦物內(nèi)部存在大量細(xì)小、密集、平行排列的絲狀金紅石礦物包裹體，絲狀物的排列方向平行于金紅石寶石礦物晶胞C軸方向,類(lèi)似衍射光柵的作用,產(chǎn)生特殊的衍射效果。5.寶石的貓眼效應(yīng)31第二章物質(zhì)的構(gòu)造狀態(tài)與光學(xué)顏色光束通過(guò)物質(zhì)其傳播受到兩種影響:(1)強(qiáng)度減弱(2)光速變小強(qiáng)度減弱的原因是吸收和散射;光速變小那么產(chǎn)生色散。色散、散射、折射、衍射等許多物理效應(yīng)能產(chǎn)生顏色，除光本身的特性外，離不開(kāi)產(chǎn)生這些現(xiàn)象的物質(zhì)，或者說(shuō)顏色是物質(zhì)的特殊構(gòu)造引起的光學(xué)效果。第二章物質(zhì)的構(gòu)造狀態(tài)與光學(xué)顏色光束通過(guò)物質(zhì)其傳播受到兩種影322.1光的色散與相關(guān)的顏色1.正常色散與反常色散區(qū)別在于對(duì)光的吸收2.色散產(chǎn)生的原理白光通過(guò)棱鏡分為七色光,是因?yàn)椴煌l率的光在棱鏡中的光速不同,折射率不同,發(fā)生了色散,產(chǎn)生了光譜.2.1光的色散與相關(guān)的顏色333.影響色散程度的因素：(I)材料種類(lèi)一些材料的色散值(nB-nG)冕牌玻璃0.010石英0.013藍(lán)寶石,紅寶石0.018鋯石0.039金剛石0.0443.影響色散程度的因素：34(2)棱鏡頂角角度:對(duì)于FraunhoferB線和G線,nB=1.50,nG=1.51的冕牌玻璃,棱鏡頂角為400,光線分開(kāi)0.50;而頂角為600,光線分開(kāi)0.90.對(duì)于nB=1.75,nG=1.79的重火石玻璃,棱鏡頂角400,兩條光線分開(kāi)2.00,假設(shè)頂角為600,兩線別離角增加到4.90.(2)棱鏡頂角角度:35(3)色散與物質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系從色散的本質(zhì)看,不僅與物質(zhì)的種類(lèi)、密度有關(guān)，更與化學(xué)鍵的強(qiáng)度密切相關(guān),介質(zhì)內(nèi)粒子間的作用力越強(qiáng),色散越強(qiáng)。例：水中H-O-H間是共價(jià)鍵，水分子間是大量氫鍵，其折射率不大〔1.33)；紅寶石,藍(lán)寶石主要是Al-O之間的配位鍵,少量的Cr-O,Ti-O,Fe-O間的配位鍵,折射率較大(1.77);金剛石中的C-C間那么完全是共價(jià)鍵,雖密度并不大,但折射率最大(2.42),居常見(jiàn)物質(zhì)之冠.(3)色散與物質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系363.色散產(chǎn)生的顏色(1)鉆石的榮耀標(biāo)準(zhǔn)圓鉆:57個(gè)刻面,大局部光通過(guò)折射后從不同的刻面屢次被反射出來(lái),產(chǎn)生奪目的榮耀.3.色散產(chǎn)生的顏色37顏色化學(xué)第二章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與光學(xué)顏色教學(xué)課件38顏色化學(xué)第二章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與光學(xué)顏色教學(xué)課件39(2)露珠和彩虹水的折射產(chǎn)生色散,紫光偏折410,紅光偏折430.太陽(yáng)光照射球形水滴,晶瑩的露珠閃動(dòng)著多色的榮耀.一次彩虹,光線從水滴內(nèi)壁穿出,直接反射出來(lái),二次彩虹,光線射入水滴,經(jīng)兩次折射再發(fā)射出.兩者不同之處是紫光與紅光的順序相反.雨后彩虹:大量水滴的組合,形成適宜的密度梯度,相當(dāng)于巨大的棱鏡,展現(xiàn)色散的效果(3)星光閃爍星星與地球之間有宇宙和大氣層,其組成、構(gòu)造的局部變化，影響密度、折射率的不斷變化，色散情況的改變，引起顏色、亮度和位置的不穩(wěn)定，即看到的“星星眨眼〞(2)露珠和彩虹402.2光的散射與相關(guān)的顏色現(xiàn)象介質(zhì)的均勻性受到破壞,光線會(huì)離開(kāi)原來(lái)的傳播方向,向其它方向傳播,稱(chēng)光的散射.光的散射與顆粒大小有關(guān),較大顆粒前向散射強(qiáng)于后向散射,而小顆粒的散射趨向于各向同性.2.2光的散射與相關(guān)的顏色41(1)瑞利散射1871年,瑞利(Rayleigh)研究了細(xì)微質(zhì)點(diǎn)的散射,第一個(gè)用定量的方法得出散射光強(qiáng)度與4成反比的定律.適用于折射率不同于其周?chē)橘|(zhì)的任何粒子,唯一限制是粒子直徑必須遠(yuǎn)小于波長(zhǎng).丁德?tīng)?JohnTyndall)效應(yīng):丁德?tīng)柕谝粋€(gè)研究了光束通過(guò)膠體溶液的乳光現(xiàn)象,膠粒與分散介質(zhì)產(chǎn)生的散射光振幅明顯不同,相互不能因干預(yù)完全抵消,我們能觀察到相干后的散射現(xiàn)象.(1)瑞利散射42(2)米(G.Mie)氏散射較大顆粒對(duì)光的散射不遵從瑞利散射定律.米(G.Mie)和德拜(P.Debye)以球形質(zhì)點(diǎn)為模型計(jì)算了電磁波的散射:只有直徑d<0.3/2時(shí),瑞利散射正確.當(dāng)粒子直徑大于波長(zhǎng)時(shí),散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的依賴(lài)關(guān)系不十清楚顯.瑞利散射微粒常呈現(xiàn)藍(lán)色,而米氏散射常產(chǎn)生白色.(2)米(G.Mie)氏散射431.蔚藍(lán)的天空可見(jiàn)光譜中波長(zhǎng)較短的藍(lán)紫光的散射比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光強(qiáng),大約是十倍的關(guān)系.晴朗的天空,陽(yáng)光普照,大氣對(duì)各種波長(zhǎng)的光散射的綜合結(jié)果,使天空呈現(xiàn)美麗的蔚藍(lán)色.小水滴的線度比可見(jiàn)光波長(zhǎng)大的多,各種波長(zhǎng)的光幾乎有一樣的散射,產(chǎn)生白色的云和霧.大氣污染,顆粒比空氣分子大,天空灰蒙蒙.藍(lán)脊山脈1.蔚藍(lán)的天空442.紅色的朝陽(yáng)、落日太陽(yáng)的顏色與散射程度有關(guān).早晨日出或夕陽(yáng)西下時(shí),光線穿過(guò)厚的多的大氣層,太陽(yáng)光中除了波長(zhǎng)最長(zhǎng)的紅光外,幾乎都被散射掉,所以朝陽(yáng)、落日格外紅.正午,陽(yáng)光通過(guò)大氣的路程較短,各色光的散射都不強(qiáng),觀看太陽(yáng)接近白色.下午，灰塵、煙霧增多，散射效應(yīng)增強(qiáng)，太陽(yáng)的顏色逐漸變黃?；鹕奖l(fā)時(shí),大量細(xì)小粒子進(jìn)入較高層大氣,散射效果明顯,出現(xiàn)異常深紅的落日.2.紅色的朝陽(yáng)、落日45霧滴尺寸為500nm左右，通過(guò)薄霧看到太陽(yáng)或月亮顯示出綠色或藍(lán)色(沙塵暴下的日光燈)沒(méi)有大氣,太陽(yáng)光得不到各種分子、微粒的散射天空一片黑暗，只看到奪目的太陽(yáng)懸掛在漆黑的背景中。3.丁德?tīng)査{(lán)動(dòng)物中的藍(lán)色、大多數(shù)綠色以及紫色中的藍(lán)色成分，都是由散射產(chǎn)生的。根本的生物散射單元由小散射粒子組成，包括覆蓋黑色素的組織氣囊、脂肪、蛋白質(zhì)、角質(zhì)微粒或鳥(niǎo)嘌呤晶體 。霧滴尺寸為500nm左右，通過(guò)薄霧看到太陽(yáng)或月亮顯示出綠色或46不為粒子散射的光被黑色素吸收，產(chǎn)生藍(lán)色；假設(shè)黃色被黑色素層反射，產(chǎn)生綠色；弱紅色反射，產(chǎn)生紫色。較低級(jí)動(dòng)物中，丁德?tīng)査{(lán)較少，但海蟄、章魚(yú)、昆蟲(chóng)〔蜻蜓和某些蝴蝶〕，某些魚(yú)類(lèi)、爬行動(dòng)物、變色龍、蜥蜴、蛇等存在。鳥(niǎo)羽的藍(lán)色和綠色，火雞的藍(lán)色頸皮。不為粒子散射的光被黑色素吸收，產(chǎn)生藍(lán)色；47例：藍(lán)鵲羽毛的構(gòu)造與散射10m外層是無(wú)色透明的角質(zhì)；下面是一層箱狀細(xì)胞或蜂窩狀組織〔氣囊，30~50nm大小〕，是活性散射組織；含有黑色素細(xì)胞的黑色層。完整的散射構(gòu)造使藍(lán)鵲的羽毛呈現(xiàn)藍(lán)色。假設(shè)用酒精浸泡：氣囊空間充滿(mǎn)液體，失去散射作用，只能看到黑色。蒸干，顯出藍(lán)色。假設(shè)用錘敲打破壞氣囊，散射消失，只顯黑色。假設(shè)用H2O2漂白黑色素，藍(lán)色消失，在羽支反面涂上黑色，藍(lán)色恢復(fù)。例：藍(lán)鵲羽毛的構(gòu)造與散射48綠色鳥(niǎo)羽是由于含有葉紅素，假設(shè)萃取出葉紅素，羽毛依然顯藍(lán)色。哺乳類(lèi)動(dòng)物中的丁德?tīng)査{(lán)：猴子的面部、臀部有藍(lán)色和紫色，藍(lán)色由散射形成，紫色是皮膚下血管中的血紅蛋白的紅色反射與藍(lán)色散射結(jié)合的結(jié)果。天冷，血管收縮，膚色發(fā)青。死亡后失去血紅蛋白的作用，紫色變成藍(lán)色。溺水人皮膚經(jīng)浸泡，散射構(gòu)造破壞，變白。靜脈藍(lán)色，因?yàn)樗鼈儗?duì)外表散射提供了深色的背景；白皮膚的人刮完落腮胡子出現(xiàn)青藍(lán)色，是表層下的黑色須毛的背景提供了散射的條件。綠色鳥(niǎo)羽是由于含有葉紅素，假設(shè)萃取出葉紅素，羽毛依然顯藍(lán)色。49貓或人眼中的淡藍(lán)色是發(fā)生在白眼球中的散射所致，隨著年齡增大，散射粒子長(zhǎng)大，由于米氏散射產(chǎn)生白色，藍(lán)色消失。年老時(shí)那么出現(xiàn)昏黃。黑色素為散射提供背景，假設(shè)缺少，眼睛會(huì)由于血管中血紅蛋白的反襯〔掩蓋了藍(lán)色〕呈現(xiàn)粉紅色。香煙吸入即吐出，在光下是丁德?tīng)査{(lán)色，假設(shè)在肺中停留幾秒在吐出，顯灰白色。因有水汽凝結(jié)，變?yōu)槊资仙⑸洹Ｘ埢蛉搜壑械牡{(lán)色是發(fā)生在白眼球中的散射所致，隨著年齡增大，504.寶石中的散射效應(yīng)(1)月長(zhǎng)石正長(zhǎng)石與鈉長(zhǎng)石混熔,內(nèi)含小粒子,散射.仿制品:富鋁尖晶石晶體MgAl10O16,熱處理時(shí)過(guò)量的Al2O3作為一種很精細(xì)的能給出強(qiáng)烈閃光的粒子析出.(2)星狀剛玉Al2O3中(純潔或含著色雜質(zhì))含有精細(xì)的金紅石TiO2針狀物,以1200互相分開(kāi)、排列,當(dāng)以圓形或橢圓形拱凸小室的形式切割成半弧面形，三種針狀物的反射產(chǎn)生一種六向輻射的星，反射光在小室外穿插，星狀圖形在外表上漂浮。4.寶石中的散射效應(yīng)51

52(3)星紅寶石(氧化鉻,配位場(chǎng)效應(yīng))星藍(lán)寶石(鐵鈦元素,電荷轉(zhuǎn)移)紅寶石玻璃(膠體金,直徑10nm,米氏散射)2.3干涉、衍射與相關(guān)顏色1.干涉滿(mǎn)足一定條件的兩個(gè)或兩個(gè)以上的光波,在它們相交的區(qū)域,各點(diǎn)光的強(qiáng)度有的加強(qiáng),有的減弱(甚至抵消為零)這種現(xiàn)象稱(chēng)為光的干涉.(3)星紅寶石(氧化鉻,配位場(chǎng)效應(yīng))2.3干涉、衍射與相關(guān)顏532.薄膜干預(yù)產(chǎn)生的顏色牛頓研究了不同光程差間干預(yù)產(chǎn)生的顏色,程差低于100nm時(shí),所有顏色都被刪除,呈現(xiàn)黑色;隨著光程差的增大,出現(xiàn)一系列色彩.560nm的程差為一序列,序末為帶淺紅的顏色.顏色都不是光譜純的.2.薄膜干預(yù)產(chǎn)生的顏色54大多數(shù)虹彩色來(lái)自薄膜干預(yù)。單層薄膜干預(yù):水面油膜，蜻蜓、蠅類(lèi)、甲蟲(chóng)透明的薄翼；多層薄膜干預(yù)：貝殼、魚(yú)鱗、蛇皮、眼睛、毛發(fā)、指甲。反面通常為黑色素層，能吸收非反射光而增強(qiáng)了顏色。大多數(shù)非虹彩色來(lái)自散射。大多數(shù)虹彩色來(lái)自薄膜干預(yù)。551.衍射由于圓孔、狹縫等限制光波的波陣面，使點(diǎn)〔線〕光源發(fā)出的光波不能按幾何光學(xué)呈現(xiàn)明晰的影象，光強(qiáng)分布不均勻，出現(xiàn)邊緣的彌散現(xiàn)象，稱(chēng)為光的衍射。2.衍射產(chǎn)生的顏色(1)甲蟲(chóng)絨金龜顯微鏡觀察,鞘翅上有一些深約100nm,間隔約1000nm的平行鉤紋,光垂直照射時(shí),在360處看到第一級(jí)紅色光譜.1.衍射56(2)蛇光照在烏黑發(fā)亮的蛇皮上,可看到強(qiáng)烈的彩虹色反射.覆蓋表皮的每一鱗片上有稍微凸起的波紋線,平行于中心,凸起之間相距2500nm,垂直方向?yàn)?00