光與顏料的關(guān)系和相互作用
顏料與光的相互作用和關(guān)系
顏料光學外觀的決定性因素是它與人眼可見光譜范圍(約400-750nm)內(nèi)的光的相互作用。對于最重要的顏料類別,應考慮以下相互作用。
顏料類別及其所依據(jù)的光學效應:
| 顏料類別 | 光學效應 |
| 白色顏料 | 顏料顆粒對可見光的非選擇性散射 |
| 彩色顏料 | 顏料顆粒對可見光的選擇性吸收與光散射相結(jié)合 |
| 黑色顏料 | 顏料顆粒對可見光的非選擇性吸收 |
| 效果顏料 | 主要是二維和排列的金屬(金屬效果顏料)或高折射率的透明顏料顆粒(珠光顏料)對可見光的定向反射,或干涉現(xiàn)象(干涉顏料) |
| 發(fā)光顏料 |
這些顏料吸收輻射并將其作為具有時間延遲(磷光)或無時間延遲(熒光)的較長波長的光發(fā)射的能力
|
下圖提供了使用嵌入在應用介質(zhì)中的顏料顆粒的這種相互作用的比較說明,有色顏料中由于光的吸收而產(chǎn)生的顏色源于可見光與顏料的價電子的相互作用,這些價電子被視為固體,所涉及的元素(陽離子和陰離子)、它們的氧化態(tài)或電子構(gòu)型以及各自的晶體結(jié)構(gòu)對特定的吸收具有決定性作用,由此衍生的顏料的特殊電子結(jié)構(gòu)是不同能態(tài)之間電子躍遷的基礎(chǔ),因此也是吸收某些波長光和形成顏色的基礎(chǔ)。


顏料光學特性之間的基本關(guān)系可以在四個理論考慮的基礎(chǔ)上進行綜合討論:
●洛倫茨-米理論
●多重散射理論
●庫貝爾卡-蒙克理論
●比色法
米氏散射(Mie)或洛倫茲-米氏散射(Lorenz-Mie)是指電磁波在球形物體上的彈性散射,例如應用介質(zhì)中的顏料顆粒,其直徑近似于輻射的波長。這種散射可以用洛倫茲-米理論進行物理描述。米氏散射(Mie)產(chǎn)生廷德爾效應[5,6]。
多重散射理論是一種數(shù)學形式,用于描述波通過散射體集合的傳播,例如應用系統(tǒng)中的各種顏料顆粒。
庫貝爾卡-蒙克(Kubelka-Munk)理論描述了著色體系(如漆膜或涂料)的光吸收和散射特性。
比色法關(guān)注的是人類顏色感知的量化和物理描述。它類似于分光光度法,但其具體目的是將光譜降低到色彩感知的物理相關(guān)性,主要是CIE 1931 XYZ色彩空間的三刺激值和相關(guān)參數(shù)。
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