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目录 1

1　颜色的基本理论 1

1.1　光与颜色 1

1.1.1　可见光的特性 1

1.1.2　视觉的特性 7

1.1.3　视觉的有机化学 10

1.1.4　光与物体的相互作用 13

1.1.5　物体的颜色 16

1.2.1　颜色的三要素 19

1.2　色度学基础 19

1.1.6　互补色原理在化妆品中的应用 19

1.2.2　色度图与色调配比 20

1.2.3　三基色原理及应用 25

2　物质的结构状态与光学颜色 28

2.1　光的色散与相关的颜色 28

2.1.1　光的色散 28

2.1.2　色散与物质结构、化学键的关系 33

2.1.3　折射率与钻石异彩 34

2.1.4　折射色散与露珠、彩虹 35

2.2.1　不均匀介质与光的散射 36

2.1.5　星光闪烁 36

2.2　光的散射与相关的颜色 36

2.2.2　散射与微粒结构的关系 38

2.2.3　大气散射与蓝天、白云 40

2.2.4　散射程度与太阳的颜色 41

2.2.5　散射结构与鸟类蓝色的羽毛 42

2.2.6　人体中的丁达尔蓝效应 43

2.2.7　宝石中的散射效应 44

2.3.1　干涉、衍射基本原理 45

2.3　光的干涉、衍射与相关的颜色 45

2.3.2　衍射与物质结构的关系 47

2.3.3　单层薄膜干涉产生的颜色 49

2.3.4　多层薄膜干涉产生的颜色 51

2.3.5　彩色珍珠 52

2.3.6　多彩的欧泊 52

2.3.7　宝石中的“猫眼效应” 55

2.3.8　光盘的彩晕 55

2.3.9　蛇表皮的虹彩色 55

3.1 白炽与物体发光 57

3.1.1　黑体辐射与色温 57

3　原子的结构状态与简单激发产生的颜色 57

3.1.2 白炽与白炽光源 60

3.1.3　彩色拍摄中的色温调节 62

3.2　原子中简单激发产生的颜色 63

3.2.1　原子结构与原子光谱 63

3.2.2 气体放电与霓虹灯颜色 65

3.2.3　元素的特征焰色与烟花 66

3.3　原子激发与宇宙中的颜色现象 67

3.3.1　太阳光谱中的Fraunhofer谱线 67

3.3.3　太阳风与极光 69

3.3.2　太阳色球与日冕 69

4　分子的结构状态与振动-转动能级跃迁产生的颜色 72

4.1　分子结构与分子光谱 72

4.1.1　分子结构概论 72

4.1.2　分子光谱简介 73

4.1.3　分子光谱项与跃迁选率 76

4.2　振动-转动能级跃迁与相关的颜色 77

4.2.1　氢键与水和冰的结构 77

4.2.2　大量水与大块冰的颜色 78

4.2.3　小分子的振动与绿柱石的颜色 80

4.2.4　卤素的颜色 81

4.2.5　荧光与磷光 82

4.2.6　荧光颜料 83

4.2.7　萤火虫的发光机理 84

5　配合物与过渡金属化合物的颜色 87

5.1　配位场效应与宝石、矿物的颜色 88

5.1.1　配合物的紫外-可见吸收光谱的特点 88

5.1.2 刚玉（Al2O3）中的键连与红宝石的颜色 89

5.1.3　红宝石的发热与发光 93

5.1.4　配位键强度变化与祖母绿的颜色 94

5.1.6　特殊的配位场强度与奇妙的变石 95

5.1.5　祖母绿的发热与发光 95

5.1.7　红宝石、祖母绿的二向色性与变石效应 96

5.1.8　影响配位键强度的因素及相关颜色的变化 98

5.1.9　湿度计与变色温度计 100

5.2　电荷转移与光化学氧化-还原作用产生的颜色 101

5.2.1　异核电荷转移与蓝宝石的颜色 101

5.2.2　同核电荷转移与普鲁士蓝的颜色 104

5.2.3　光化学氧化-还原反应产生的颜色 105

5.2.4　其他类型的电荷转移与相关物质的颜色 105

5.2.5 自色与别色过渡金属化合物的颜色 107

5.2.6　稀土元素及其化合物的颜色 109

5.2.7　稀土化合物与玻璃的颜色 111

5.2.8　稀土化合物与陶瓷的颜色 112

5.3　红宝石、蓝宝石和祖母绿的鉴定与优化 113

5.3.1　红宝石的鉴定与优化 114

5.3.2　其他红色宝石 115

5.3.3　蓝宝石的鉴定与优化 116

5.3.4　其他蓝色宝石 118

5.3.5　祖母绿的鉴定与优化 119

5.3.6　其他绿色宝石 120

6.1.1　有机色素的结构特点及其紫外-可见吸收光谱 123

6.1　离域Ⅱ键与有机色素的结构特点、类型及相关颜色 123

6　有机物的结构与颜色 123

6.1.2　天然有机色素 125

6.1.3　有机色素的主要结构类型及颜色 129

6.2　染料的结构、性能与应用 135

6.2.1　染料与染色 135

6.2.2　稀土元素在染色中的应用 144

6.2.3　染料激光与激光染料 145

6.3　有机色素的应用及发展前景 149

6.3.1　叶绿素——光合作用的关键色素 149

6.3.2　具有消炎、抗癌作用的有机色素 153

6.3.3　有机太阳能电池 155

6.3.4　有机色素与激光打印 156

6.3.5　彩色喷墨与升华打印 157

6.3.6　有机色素与光盘刻录 158

7　金属的结构与金属、绝缘体、半导体的颜色 163

7.1　金属键与金属的颜色 163

7.1.1　金属键与能带理论简介 163

7.1.2　金属的高吸收与高反射率 167

7.1.3　常见金属的典型结构形式 168

7.1.4　金属的态密度图与金属的颜色 170

7.1.5　黄金及其多种合金的颜色 173

7.1.6　具有类金属外观的物质的颜色 175

7.2　绝缘体与半导体的颜色 176

7.2.1　能带间隙与绝缘体、半导体的颜色 176

7.2.2　彩色金刚石 178

8　晶体结构与色心产生的颜色 181

8.1 晶体结构与晶体缺陷 181

8.1.1 晶体的点阵结构与晶体缺陷 181

8.1.2　离子晶体中的Frenkel缺陷与Schr？tky缺陷 183

8.2.1　色心产生颜色的机理 186

8.2　色心与某些晶体的颜色 186

8.2.2　烟晶和紫晶 189

8.2.3　色心在宝石改良中的应用 192

9　颜色理论的应用 195

9.1　食品的颜色与变化 195

9.1.1　天然食品的固有色素 195

9.1.2　不同条件下食品颜色的变化 201

9.1.3　天然食用色素的种类和结构 207

9.1.4　人工合成食用色素的种类和结构 209

9.1.5　人工合成食用色素可能的不良影响 211

9.1.6　食品护色剂作用原理及其对健康的影响 212

9.2　化妆品中色素的结构、特性和应用 215

9.2.1　天然动植物色素 216

9.2.2　无机色素 217

9.2.3　有机色素 219

9.2.4　珠光颜料 222

9.3　颜料、涂料与环境 223

9.3.1　颜料的类型与结构 223

9.3.2　环境污染与颜料变质 225

9.3.3　颜料与健康 227

9.3.4　涂料与环境 229

9.4.1　热致可逆变色与不可逆变色 231

9.4　热、光、电致变色的原理与应用 231

9.4.2　热敏变色材料 234

9.4.3　光致可逆变色与不可逆变色 235

9.4.4　光敏变色材料 238

9.4.5　电致变色材料 240

9.4.6　压致变色与彩色复印 242

9.5　光化学与艺术品保护 244

9.5.1　光化学反应的特点 244

9.5.2　有机染料的光致褪色 245

9.5.4　纤维的光照变质 246

9.5.3　无机颜料的粉化和变色 246

9.5.5　艺术品保护 247

9.6　彩色电视原理 248

9.6.1　显像三基色的选择 248

9.6.2　彩色电视荧光粉 249

9.6.3　彩色图像的摄取与重现 250

9.6.4　高清晰度与数字化彩电 253

9.6.5　液晶显示原理与材料 254

9.6.6　等离子体显示原理与材料 261

参考文献 264

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