光與顏料的關(guān)系和相互作用

作者：精顏化工日期： 2023-06-27 點(diǎn)擊量：文字大小：大中小

顏料與光的相互作用和關(guān)系

顏料光學(xué)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(duì)于最重要的顏料類別，應(yīng)考慮以下相互作用。

顏料類別及其所依據(jù)的光學(xué)效應(yīng)：

顏料類別	光學(xué)效應(yīng)
白色顏料	顏料顆粒對(duì)可見光的非選擇性散射
彩色顏料	顏料顆粒對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)間延遲（磷光）或無(wú)時(shí)間延遲（熒光）的較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光發(fā)射的能力

下圖提供了使用嵌入在應(yīng)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(jià)電子的相互作用，這些價(jià)電子被視為固體，所涉及的元素（陽(yáng)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(duì)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(zhǎng)光和形成顏色的基礎(chǔ)。

可見光與應(yīng)用系統(tǒng)中不同顏料類型的顆粒的光學(xué)相互作用

可見光與應(yīng)用系統(tǒng)中不同顏料類型的顆粒的光學(xué)相互作用

顏料光學(xué)特性之間的基本關(guān)系可以在四個(gè)理論考慮的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合討論：

●洛倫茨-米理論

●多重散射理論

●庫(kù)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(yīng)用介質(zhì)中的顏料顆粒，其直徑近似于輻射的波長(zhǎng)。這種散射可以用洛倫茲-米理論進(jìn)行物理描述。米氏散射（Mie）產(chǎn)生廷德爾效應(yīng)[5，6]。

多重散射理論是一種數(shù)學(xué)形式，用于描述波通過散射體集合的傳播，例如應(yīng)用系統(tǒng)中的各種顏料顆粒。

庫(kù)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)。

下圖顯示了顏料和顏料體系的光學(xué)特性及其理論原理之間的關(guān)系，通過使用這四種基本方法，反射光譜和光譜反射因子曲線幾乎可以完全從物理參數(shù)和關(guān)系中推導(dǎo)出來(lái)。

顏料和顏料體系的光學(xué)性質(zhì)及其理論原理的關(guān)系