The Physics and Chemistry of Color

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出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Nassau, Kurt
出品人:
页数:496
译者:
出版时间:2001-7
价格:1605.00元
装帧:HRD
isbn号码:9780471391067
丛书系列:
图书标签:
  • Chemistry
  • Physics,
  • ColorTheory,
  • 专业
  • 颜色物理学
  • 颜色化学
  • 光学
  • 光谱学
  • 材料科学
  • 颜料
  • 染料
  • 色彩理论
  • 视觉感知
  • 表面科学
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具体描述

An updated and revised second edition of the acclaimed classic Have you ever wondered why the sky is blue, or a ruby red? This classic volume studies the physical and chemical origins of color by exploring fifteen separate causes of color and their varied and often subtle occurrences in biology, geology, mineralogy, the atmosphere, technology, and the visual arts. It covers all of the fundamental concepts at work and requires no specialized knowledge. Author Kurt Nassau includes hundreds of illustrations, tables, and photographs--as well as end--of--chapter problems--that aid in visualizing the concepts discussed. An updated bibliography permits readers to pursue their own particular interests and an expanded series of appendices cover advanced topics. The Physics and Chemistry of Color, Second Edition is a one--of--a--kind treatment of color that provides both detailed physical and chemical properties of color and a more general overview of the subject. It will prove highly useful to specialists and non--specialists alike--and fascinate those with varied interests from optics to art history.

色彩的奥秘:从视觉感知到物质本质的探索 图书名称: 色彩的奥秘:从视觉感知到物质本质的探索 图书简介: 本书旨在为读者构建一个全面而深入的色彩世界图景,它超越了单纯的色彩理论或美学应用,而是从物理学、化学、生物学、心理学乃至艺术史的广阔视角,系统地剖析了“色彩”这一人类经验中最基本却又最复杂的现象。我们不仅探讨颜色如何产生,更追溯了人类对色彩的认知演变,以及色彩在不同文明和技术领域中的核心作用。 第一部分:色彩的物理基础与光的世界 色彩的起源无可争议地根植于电磁波谱。本书的第一部分将从基础物理学出发,详细阐述光的本质——作为波粒二象性的量子实体。我们将深入探讨可见光范围(约380纳米至780纳米)的精确定义,以及光与物质相互作用的基本机制。 光的产生与光谱: 我们将细致解析不同发光体的物理过程。从黑体辐射的经典理论到量子力学中电子能级跃迁产生的特征光谱,本书将勾勒出热辐射、荧光、磷光以及激光等不同光源的物理学原理。对于热光源,如太阳或白炽灯,其连续光谱的形成机制将被精确量化。对于气体放电光源,如霓虹灯,我们将展示特定元素的原子结构如何决定了其独特的发射谱线。 光与物质的相互作用: 这是理解颜色产生的核心环节。本书将区分吸收、反射、透射、散射和折射这五种基本光学现象。 选择性吸收与反射: 对于不透明物体,颜色由其选择性吸收特定波长的光线决定。我们将分析固体材料的能带结构(价带与导带)如何决定电子的激发能级,从而宏观上表现为特定的颜色。这部分内容将引入晶体场理论和配位场理论在解释过渡金属离子颜色中的应用,例如为何某些金属盐呈现出鲜艳的色彩。 散射现象: 散射是理解天空呈蓝、云朵呈白以及某些颜料微妙色泽的关键。瑞利散射(Rayleigh Scattering)将被详细解析,阐明短波长光(蓝光)在空气分子中的高效散射如何导致天空的蓝色。此外,米氏散射(Mie Scattering)将用于解释较大颗粒物(如烟雾或云滴)造成的光散射效应,及其与颜料颗粒大小的关系。 光的测量学: 为了科学地描述颜色,我们需要精确的量化工具。本章将引入光度学(Photometry)和色度学(Colorimetry)的基本概念,包括光通量、光强、照度等单位的定义。重点将放在标准光源(如D65、A光源)的构建及其对色彩测量的基准作用上。 第二部分:视觉感知与色彩的心理学 物理世界的光波如何转化为我们大脑中的主观“色彩”体验?第二部分将转向生物学和认知科学的交叉领域。 眼睛的构造与光感受器: 我们将详细解剖人眼的复杂结构,特别是视网膜上的光感受器——视杆细胞和视锥细胞的功能。视锥细胞(L、M、S三种类型)的吸收光谱特性是三色视觉理论的物理基础,本书将精确描绘这些视蛋白的吸收曲线,并讨论它们如何协同工作以捕捉光线的波长信息。 视觉系统对色彩的解释: 基于视锥细胞的响应,我们将引入视觉生理学的核心模型。赫林(Hering)的对立过程理论将与三色视觉理论相结合,解释颜色感知中的相互拮抗现象(如红/绿、蓝/黄)。同时,色彩恒常性(Color Constancy)这一重要的感知现象也将被深入探讨,解释为什么我们在不同照明条件下对同一物体的颜色感知保持相对稳定。 色彩空间与量化: 如何在数学上准确描述和复制颜色?本书将系统介绍主要的色彩空间模型,包括: CIE XYZ 1931 色彩空间: 解释如何通过实验确定标准观察者(Standard Observer)的定义,以及如何将任意光谱功率分布转换为可被人类感知的色度坐标(x, y)。 CIE La (CIELAB) 模型: 这一模型被广泛用于工业和色彩管理,因为它力图在数学上模拟人眼的感知均匀性。我们将分析L(亮度)、a(红/绿轴)和b(黄/蓝轴)的计算公式及其在色差测量中的应用。 第三部分:材料的着色:化学与颜料的历史 色彩在物质中的实现,是化学合成与提纯的艺术。本部分聚焦于自然界和人造物质如何被赋予色彩。 天然色素的化学结构: 我们将探究古代文明使用的主要天然着色剂的化学本质。 植物性染料: 探讨花青素(Anthocyanins)、叶绿素(Chlorophylls)和姜黄素(Curcumin)等色素的分子结构,以及它们对pH值变化的敏感性,解释为何同一种植物提取物在不同条件下会呈现不同颜色(如紫甘蓝)。 矿物与无机颜料: 追溯从古代埃及蓝(Calcium Copper Silicate)、朱砂(Mercuric Sulfide)到赭石(Iron Oxides)等无机颜料的发现与应用。重点分析这些颜料的晶体结构如何固定了颜色特性,使其具有优异的耐光性和稳定性。 有机合成染料与颜料的革命: 19世纪中叶有机合成化学的兴起彻底改变了色彩的生产。我们将介绍苯胺染料的发现历程,并分析偶氮化合物、酞菁(Phthalocyanine)等现代高性能有机颜料的分子设计原理,以及它们如何通过精细控制分子共轭体系长度来调整吸收光谱。 现代颜料工程: 现代工业对色彩的耐久性、安全性和环境友好性提出了更高要求。本章将讨论纳米技术在颜料制备中的应用,例如通过控制纳米颗粒的尺寸来调控量子点(Quantum Dots)的发光颜色,以及对重金属颜料替代品的研发进展。 第四部分:色彩在设计、艺术与文化中的应用 色彩不仅仅是物理现象,更是文化载体和情感语言。本部分将色彩的科学知识应用于实践领域。 色彩在艺术中的演变: 从文艺复兴时期的“湿画法”颜料调配,到印象派画家对瞬间光影和色彩对比的捕捉,再到后印象派对色彩主观表达的探索,我们将分析不同艺术流派如何利用对色彩物理特性的掌握(或革新)来达到特定的美学目的。 色彩管理与一致性: 在现代印刷、显示技术和产品制造中,确保色彩的一致性至关重要。本章将介绍色彩管理系统的基本架构,包括如何使用分光光度计获取物体光谱数据,如何进行设备特性化(Profiling),以及ICC色彩空间的运作机制,以实现跨设备的色彩准确再现。 色彩与人类行为: 探讨色彩的心理效应,包括其对情绪、注意力和生理机能的影响。我们将回顾关于红色(警示、激情)和蓝色(冷静、信任)等普遍文化联想的心理学研究,并讨论在环境设计(如医院、学校)和品牌识别中如何策略性地运用色彩。 结论:未来色彩的展望 本书最后将展望色彩科学的未来方向,包括超光谱成像技术、基于新型量子材料的发光技术,以及更精确模拟人眼视觉响应的下一代色彩模型,以期为读者留下一个充满无限探索可能的色彩世界。

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目录信息

读后感

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用户评价

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当我拿到《The Physics and Chemistry of Color》这本书时,我本以为它会是一本晦涩难懂的科学专著,但事实证明,我的担忧是多余的。作者以一种极其细腻且富有条理的方式,带领读者进入色彩的科学世界。首先,书中对物理光学概念的阐述,如光的干涉、衍射、偏振等,都通过生动的案例得到了极好的说明。我尤其欣赏书中对白光经过棱镜色散后形成光谱的解释,以及不同颜色光线波长和频率的数值化展示。这让我对色彩的物理基础有了更直观的认识。随后,书本巧妙地引入了化学的视角。关于物质颜色来源的讨论,我发现书中不仅仅局限于简单的反射和吸收,而是深入到原子和分子的层面。对电子能级跃迁的描述,以及不同化学键和官能团如何影响分子的吸收光谱,都让我大为惊叹。例如,书中对金属配合物颜色的解释,就让我明白了为什么一些金属盐溶液会呈现出绚丽的色彩。这种跨越物理与化学的理解,让我对颜色有了更全面的认识,不再仅仅停留在表面现象。

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在我翻开《The Physics and Chemistry of Color》这本书的瞬间,我仿佛被带入了一个由光线和分子构建的奇妙迷宫。作者以一种引人入胜的方式,首先从物理学的角度剖析了光的本质。他并没有仅仅停留在“光是电磁波”的简单陈述,而是深入探讨了可见光谱的各个区域,以及不同波长光线所对应的不同颜色。我特别被书中对于光的传播、反射、折射和散射的详细阐述所吸引。例如,关于瑞利散射的解释,我终于明白了为什么白天天空会呈现出蓝色,而在日出日落时天空会变成红色。这种将抽象的物理定律与日常可见现象巧妙结合的方式,极大地激发了我学习的兴趣。随后,这本书的视角转向了化学。我被书中关于物质颜色来源的解释深深吸引,特别是关于发色团(chromophores)和助色团(auxochromes)的论述。我了解到,正是这些特定的化学结构,能够选择性地吸收特定波长的可见光,而将剩余波长的光反射出来,从而呈现出我们所看到的颜色。书中还列举了许多不同类型的发色团,例如偶氮基、羰基、共轭双键等,并解释了它们如何影响化合物的颜色。这种从分子结构层面解释宏观颜色现象的能力,让我对化学这门学科产生了新的敬畏。

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这本书的封面设计就充满了神秘感,深邃的蓝色背景上,一个抽象的光谱图案若隐若现,仿佛预示着即将开启一场关于色彩的奇妙旅程。我一直对色彩的本质感到好奇,我们看到的五彩斑斓的世界究竟是如何形成的?是简单的物理现象,还是潜藏着更深奥的化学原理?《The Physics and Chemistry of Color》这个书名瞬间抓住了我的眼球,它承诺将这两大科学巨头——物理与化学——相结合,来解读我们日常生活中最直观也最迷人的现象。从封面上就能感受到一种严谨的学术氛围,但同时又透露出一丝艺术的气息,这让我对接下来的阅读充满了期待。我希望这本书能够带领我从微观的原子、分子层面,理解光与物质的相互作用,进而解释宏观的色彩现象。不知道书中是否会涉及到量子力学在颜色感知中的作用,或者不同化学物质如何通过特定的电子结构反射或吸收不同波长的光。我尤其期待书中能够通过生动的图例和深入浅出的语言,将复杂的概念解释清楚,让非专业读者也能领略到科学的魅力。想象一下,能够理解为什么天空是蓝色的,为什么日落是红色的,或者某些颜料为何如此鲜艳持久,这种知识的满足感将是无与伦比的。这本书的出现,就像是一把钥匙,准备为我打开一扇通往色彩世界背后真相的大门,我迫不及待地想要探索其中的奥秘,用科学的眼光重新审视我所生活的这个色彩斑斓的世界。

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在我阅读《The Physics and Chemistry of Color》的过程中,我深刻体会到了科学的魅力所在。这本书不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维方式的启迪。作者在解释物理学原理时,并没有回避复杂的概念,但始终保持着一种清晰的逻辑脉络。他对光的性质,如能量守恒定律在光与物质相互作用中的体现,以及光谱分析等技术的介绍,都让我对颜色的测量和理解有了更科学的认知。书中对“白光”概念的深入剖析,以及如何通过不同波长光的组合来产生白色,都让我茅塞顿开。随后,本书在化学层面的探讨更是引人入胜。我被书中对有机发色团结构的描述所吸引,了解了π电子离域以及共轭体系在产生颜色中的关键作用。作者通过对不同有机染料的实例分析,让我看到了化学家如何巧妙地设计分子结构来获得所需的颜色。例如,书中对靛蓝、紫罗兰等天然染料的化学结构的解读,就让我感受到了大自然的神奇创造力。这种将物理学和化学学知识融会贯通,来解释一个如此普遍而又充满奥秘的现象,让我对这本书的价值有了更深刻的认识。

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这本书的开篇就让我感到一股扑面而来的知识浪潮。它的语言严谨而不失趣味,在介绍物理学基本原理的时候,并没有让我感到枯燥乏味,反而像是在引导我一步步深入探索色彩世界的奥秘。书中对于光的本质,也就是电磁波的描述,以及波长、频率、能量之间的关系,都讲解得非常透彻。我尤其欣赏作者对于衍射、干涉等光学现象的解释,这些现象常常是产生奇妙色彩效果的根源,比如彩虹的形成、肥皂泡上的彩色光晕,以及某些昆虫翅膀上虹彩光泽的来源。这些物理原理的引入,为理解色彩的形成奠定了坚实的基础。紧接着,书本很自然地过渡到了化学的部分,开始探讨物质的分子结构与颜色之间的关联。我非常感兴趣地阅读了关于吸收光谱和发射光谱的内容,了解了不同原子和分子是如何与光子发生相互作用的。例如,某些金属离子的电子跃迁会导致溶液呈现出特定的颜色,而某些发光材料则会通过电子回到基态时释放出光子来发光。书中还涉及到了有机化学中的共轭体系,它们是许多染料和颜料产生颜色的关键。这种物理学与化学学知识的融会贯通,让我对色彩的理解上升到了一个新的层次,从宏观现象到微观机理,都得到了一个完整的解释。

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《The Physics and Chemistry of Color》这本书给我的感觉就像是在进行一次精密的科学解剖。作者在探讨色彩的物理原理时,展现了极高的严谨性。他不仅仅停留在描述光的波长范围,而是深入到光的本质——作为一种电磁波,其能量、频率和波长之间的精确关系。书中对光的反射、折射、吸收和透射的解释,都辅以详细的数学公式和物理模型,但同时又通过形象的比喻和实际的例子,让这些概念变得易于理解。我特别喜欢书中关于“色彩混合”的物理学解释,区分了加法混合和减法混合,并解释了它们在不同情境下的应用。紧接着,书中将视角转向了化学,开始剖析颜色背后的分子机制。我对书中关于发色团和助色团的详细介绍印象深刻,理解了为什么某些特定的化学结构能够产生颜色,以及如何通过改变这些结构来调控颜色。书中对一些常见染料和颜料的分子结构的解析,让我第一次看到了这些我们日常生活中接触到的颜色,其微观的化学根源。这种从宏观到微观,从现象到本质的层层递进,让我对色彩的理解得到了极大的深化。

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《The Physics and Chemistry of Color》这本书以一种非常系统的方式,将我带入了色彩的科学世界。首先,它从物理学的角度,深入浅出地阐述了光的本质,以及不同波长光线如何与我们的视觉系统相互作用,从而产生我们所感受到的颜色。书中对光的衍射、干涉等现象的解释,让我理解了为什么某些表面会呈现出彩虹般的色彩,这对于我理解自然界的许多美妙现象至关重要。作者并没有止步于此,而是将视野拓展到化学领域,开始剖析物质的微观结构如何决定其颜色。我尤其欣赏书中对发色团和助色团的详细介绍,以及它们如何通过选择性吸收和反射特定波长的光来呈现出我们所见的色彩。书中对一些常见染料和颜料的化学结构分析,让我第一次真正理解了为何有些物质会呈现出鲜艳的颜色,而有些则不然。这种将物理学的光学原理与化学的分子结构理论相结合的讲解方式,让我对色彩有了更全面、更深刻的认识。这本书让我明白,色彩并非仅仅是一种视觉感受,更是背后隐藏着复杂的物理和化学过程。

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说实话,当我第一次看到《The Physics and Chemistry of Color》这本书的时候,我并没有立刻产生想要深入了解的冲动。它看起来像一本非常专业的学术著作,封面设计也相对简洁,没有太多花哨的图像来吸引眼球。我一直以为色彩只是光学现象,是光线折射和反射的结果,对其中涉及的化学原理并不太了解。但随着我对艺术和设计的兴趣日益增长,我开始意识到,了解色彩的科学基础对于更深入地理解和运用色彩至关重要。比如,在绘画中,颜料的化学成分会直接影响其色彩的饱和度、持久性和混合效果;在纺织品染色中,理解染料分子的结构和与纤维的相互作用,才能获得理想的染色效果。因此,我开始重新审视这本书,它的标题“物理与化学”暗示着一种跨学科的视角,这正是我想寻找的。我希望这本书能够为我揭示,那些我们习以为常的色彩背后,究竟隐藏着怎样的物理规律和化学反应。我想知道,是什么让红光比蓝光有更长的波长,或者为什么有些物质会呈现出金属光泽。更重要的是,我希望通过学习,能够将这些科学原理转化为实际应用,无论是优化我的摄影作品,还是为家居设计选择最恰当的色彩搭配,亦或是仅仅是为了更深刻地理解大自然赋予我们的视觉盛宴。这本书,或许正是连接我理论知识与实践应用的桥梁。

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我一直对那些能够解释日常现象的科学书籍情有独钟,《The Physics and Chemistry of Color》无疑就是这样一本极具吸引力的书。我们每天都活在色彩的世界里,从清晨的朝霞到傍晚的晚霞,从鲜艳的花朵到五彩斑斓的衣裳,色彩无处不在,却又常常被我们忽略其背后的科学原理。这本书的标题就非常直观地指出了它的主题:用物理和化学的视角来剖析色彩的成因。这让我联想到许多经典科普读物,它们总是能将复杂的科学概念以一种易于理解的方式呈现给读者。我特别好奇,这本书会如何解释我们眼睛是如何感知颜色的?是仅仅通过光线的波长和强度,还是涉及到视网膜上的感光细胞和大脑的信号处理过程?同时,“化学”这个词的出现,也暗示了物质的微观结构在色彩形成中的作用。我猜想,书中可能会介绍不同类型的发色团和助色团,以及它们如何通过吸收和反射特定波长的光来呈现出不同的颜色。例如,为什么某些宝石会因为其内部微量元素的含量而呈现出独特的色彩,或者为什么有些有机染料会随着时间的推移而褪色。我希望这本书能够提供清晰的解释和生动的例子,让我不仅能了解到“是什么”,更能理解“为什么”。

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对于一本旨在探讨“颜色”的著作,《The Physics and Chemistry of Color》在内容呈现上无疑达到了极高的水准。它不仅仅是简单地罗列事实,而是将物理学与化学学的概念巧妙地编织在一起,形成了一个连贯而深入的知识体系。书中关于光的量子性质的探讨,尤其是光子能量与波长之间的关系,为理解颜色的本质打下了坚实的理论基础。作者通过一系列精妙的比喻和清晰的图示,将抽象的光子吸收与发射过程形象化,让我这个非物理学专业的读者也能够轻松理解。例如,书中对于不同颜色光子能量大小的对比,以及电子在原子能级之间的跃迁如何产生特定颜色的光,都讲解得非常到位。紧接着,书本自然而然地转向了化学的领域,深入探讨了物质的微观结构如何决定其颜色。我特别着迷于书中对于染料和颜料分子结构的分析,了解了为什么有些有机分子能够呈现出鲜艳的色彩,而有些则不能。书中对共轭体系的阐述,以及共轭程度与吸收波长之间的关系,更是让我大开眼界。我开始明白,为什么说“结构决定性质”,这句话在色彩科学中得到了完美的体现。

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