Dikromatisme - Dichromatism
Dikromatisme (eller polykromatisme) er et fænomen, hvor et materiales eller opløsnings nuance er afhængig af både koncentrationen af det absorberende stof og dybden eller tykkelsen af det gennemkørte medium. I de fleste stoffer, der ikke er todelt, afhænger kun lysstyrken og mætningen af farven af deres koncentration og lagtykkelse.
Eksempler på dichromatiske stoffer er græskarfrøolie , bromphenolblåt og resazurin . Når laget af græskarfrøolie er mindre end 0,7 mm tykt, ser det ud til at være lysegrønt, og i lag tykkere end dette ser det ud til at være rødt.
Fænomenet er relateret til både stoffets fysiske kemiske egenskaber og det menneskelige synssystems fysiologiske respons på farve. Dette kombinerede fysisk-kemiske-fysiologiske grundlag blev først forklaret i 2007.
Fysisk forklaring
Dikromatiske egenskaber kan forklares ved Beer-Lambert-loven og ved exciteringsegenskaberne for de tre typer kegle fotoreceptorer i den menneskelige nethinde . Dikromatisme er potentielt observerbar i ethvert stof, der har et absorptionsspektrum med et bredt, men lavt lokalt minimum og et smalt, men dybt lokalt minimum. Den tilsyneladende bredde af det dybe minimum kan også være begrænset af enden af det synlige område af det menneskelige øje; i dette tilfælde er den sande fulde bredde muligvis ikke nødvendigvis smal. Efterhånden som stoffets tykkelse øges, ændres den opfattede nuance fra den, der er defineret ved placeringen af det brede, men lave areal (i tynde lag) til farven på det dybe, men smalle minimum (i tykke lag).
Absorbansspektret af græskarfrøolie har det brede, men lave areal i det grønne område af spektret og dybt lokalt minimum i det røde område. I tynde lag er absorptionen ved en hvilken som helst specifik grøn bølgelængde ikke så lav som for det røde minimum, men et bredere bånd af grønlige bølgelængder transmitteres, og dermed er det samlede udseende grønt. Effekten forstærkes af den større følsomhed over for grønt af fotoreceptorerne i det menneskelige øje og indsnævring af det røde transmittansbånd ved den lange bølgelængdegrænse for kegle fotoreceptorfølsomhed. Ifølge Beer-Lambert-loven falder andelen af transmitteret lys ved en given bølgelængde, T , eksponentielt med tykkelsen t , T = e - at , hvor a er absorbansen , når man ser gennem det farvede stof (og dermed ignorerer refleksion). ved den bølgelængde. Lad G = e - en G t være den grønne transmittans og R = e - en R t være den røde transmittans. Forholdet mellem de to transmitterede intensiteter er derefter ( G / R ) = e ( a R - a G ) t . Hvis den røde absorbans er mindre end den grønne, så øges forholdet mellem rødt og grønt transmitteret lys, når tykkelsen t øges, hvilket får den tilsyneladende farvetone til at skifte fra grøn til rød.
Kvantificering
Omfanget af materialets dikromatisme kan kvantificeres ved hjælp af Kreftens dikromaticitetsindeks (DI). Det defineres som forskellen i farvetone (Ah ab ) mellem farven på prøven ved fortyndingen, hvor chroma (farvemætning) er maksimal og farven på fire gange mere fortyndet (eller tyndere) og fire gange mere koncentreret ( eller tykkere) prøve. De to nuancevinkelforskelle kaldes dikromaticitetsindeks mod henholdsvis lysere (Kreft's DI L ) og dikromaticitetsindeks mod mørkere (Kreft's DI D ). Kreftens dichromaticitetsindeks DI L og DI D for græskarolie , som er et af de mest dichromatiske stoffer, er henholdsvis −9 og −44. Dette betyder, at græskarolie ændrer sin farve fra grøn-gul til orange-rød (i 44 grader i laboratoriefarverum ), når tykkelsen af det observerede lag øges fra ca 0,5 mm til 2 mm; og den skifter lidt mod grønt (i 9 grader), hvis tykkelsen reduceres 4 gange.
Historie
En rekord af William Herschel (1738-1822), viser han observerede dichromatism med en opløsning af jernsulfat og tinktur af nutgall i 1801, når der arbejdes på en tidlig sol teleskop , men han kunne ikke genkende effekten.
Weblinks
- Kreft Samo & Kreft Marko (2007). Fysiokemisk og fysiologisk basis af dichromatisk farve. Naturwissenschaften, doi: 10.1007 / s00114-007-0202-9