Вильгельм Оствальд - Искусство цвета. Цветоведение - теория цветового пространства

Общее.Основная связь между химией и учением о цвете состоит в том, что поглощение различных лучей света стоит в непосредственной и разнообразной связи с химической природой веществ. Это обусловливают то, что все вещества можно разделить, с первого же взгляда, на вещества со слабым лучепоглощением, называемые бесцветные, и с сильным лучепоглощением, называемым цветными. В общем, каждому веществу соответствует некоторая особая область колебаний лучистой энергии, поглощаемая им особенно сильно. Однако очень часто эта область лежит вне видимых лучей, видимые же лучи не поглощаются. Цветная природа веществ есть, таким образом, их как бы случайное свойство, так как она сказывается в том, что (уже имеющееся) поглощение имеет место как раз между длинами волн от 400 до 700 миллимикронов, каковые вызывают в нашем глазу ощущение света и цвета.

В общем нельзя сказать, что поглощение бывает ограничено лишь одной областью числа колебаний; более правильную картину фактических соотношений получим мы тогда, если представим себе области поглощения и пропускания света большей частью закономерно-сменяющими друг друга. Для простейших веществ можно принять, что существует лишь одна такая система. Сложные же вещества, напротив, дают много рядов с различными закономерностями расстояний обеих этих областей, благодаря чему в области видимого спектра могут получаться разнообразнейшие соотношения.

В общем, лучепоглощение проявляет себя, прежде всего, как аддитивное свойство, связанное с атомами элементов; так, например, все производные хрома обладают поглощением в области видимого. Кроме того, здесь примешиваются и весьма значительные влияния конститутивного характера.

Все многообразие важнейших красящих веществ, добываемых из каменноугольной смолы, основано на этих последних.

Законченной теории этих явлений пока еще не существует. Мы должны пока что ограничиваться лишь довольно малым числом частных правил.

Для того чтобы тело казалось белым оно должно выполнять два условия: одно оптическое и одно механическое.

Оптическое условие состоит в том, что оно не должно поглощать лучей в области видимого спектра. Механическое же условие требует, чтобы это тело было смесью из двух или больше оптически-различных сортов частиц, частиц даваемых нам под углом зрения меньшим порога различаемости (одна угловая минута). Одной из составных частей во многих случаях является воздух.

Твердый кусок какого-нибудь непоглощающего свет или бесцветного тела всегда прозрачен. Если тело аморфно или правильно кристаллизовано, то свет проходящий через него следует обычному закону преломления. В других случаях имеет место двойное лучепреломление и поляризация. Падающий свет претерпевает частичное преломление. При выходе света из данного тела происходит то же самое. Отражение по большей части ничтожно; оно растет по мере возрастания коэффициента преломления.

При размельчании тела умножается число граничащих поверхностей между ним и воздухом, в котором оно находится. При этом число отражений и отраженное количество света увеличивается, количество пропущенного же света уменьшается. Если величина пропущенного света практически равняется нулю, то все количество света отражается как бы от очень маленьких зеркал, находящихся в самых различных положениях. Это означает, что тело покрыто белым. Если при этом нет вовсе лучепоглощения, то отражение и рассеивание света полное и тело является идеально белым.

Отсюда следует, что все вещества, не поглощающие света, при достаточной чистоте, хорошей степени размельчения и достаточной толщине слоя должны дать идеально белые слои. Практика подтверждает этот вывод в пределах известных границ.

Прежде всего мы легко убеждаемся при помощи микроскопа, что все белые вещества состоят из маленьких частиц (зернышек, волоконец, листочков) прозрачного материала. Белая бумага и белые ткани образованы из волокон, белые краски, как свинцовые белила и цинковые белила – из мелких зерен. То, что они очень редко дают идеально белый цвет объясняется имеющимся в них слабым лучепоглощением, как то имеет место у шерсти, – отчасти же механическим загрязнением их веществами поглощающими свет. Здесь вездесущая сажа со своей лучепоглощательной способностью и своей химической стойкостью играет важную роль. Если она попала в какой-нибудь порошок, то ее нельзя удалить оттуда ни химическим, ни механическим путем, и от нее белый цвет тускнеет непоправимо. По этой-то причине и существует так мало идеально-белых порошков; при желании приготовить таковой нужно работать с особенной тщательностью.