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1 5 办公室（第10页）

我们可以举个类似的例子，想象一下一块烧红的铁：刚开始它是暗红色的，随着温度的升高，铁块发出的光会越来越白。

黑体的光谱是一个表示辐射强度随波长变化的曲线图，曲线走向类似于一个灯罩，并且随着温度的升高，曲线变窄，其最大值向左移动（图17）。

图17　经典电磁理论预测的曲线图

经典电磁理论预测的曲线走向与实验得到的曲线截然不同，这个问题一直让19世纪的科学家们非常头疼。

成功解决这个问题的是德国物理学家马克斯·普朗克（MaxPlanck，1858—1947，1918年的诺贝尔物理学奖得主）。

1900年，普朗克提出了一个大胆的假说，成功地从理论上重现了黑体辐射的实验曲线。

他认为物质和电磁辐射之间的能量交换可以是不连续的，而是以间断的形式（能量子）实现。

普朗克还假设每个量子（quantum）的能量与辐射的频率成正比（由此得出的比例因子后来被称为普朗克常数，是现代物理学常数之一）。

普朗克的想法原本只是工作中一个简单的假设，却意外地在物理学的其他领域也得到了证实，这就标志着量子力学的诞生，这个名字就来源于普朗克的量子。

根据量子学的观点，光的确是麦克斯韦所主张的电磁波，但它的能量具有微粒一样的性质，是不连续的。

它只能通过一个基本量的整数倍来交换，这个基本量被称为量子或者光子（photon）[该术语由美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯（GilbertonLewis，1875—1946）于1926年提出，源于希腊语φ??，φωτ??（phós，photós），意为“光”

]。

量子力学建立的概念模式完美地解释了物质和电磁辐射之间的所有相互作用，也因此解释了为什么有些物质会表现出某些颜色，而另一些物质却没有。

凡是有颜色的物质，必然吸收了某些白光成分。

我们所看到的是与被吸收的颜色相对应的互补色（entarycolor）：两种色光以适当的比例混合能产生白光，这样的两种颜色称为互补色。

例如，在我们看来薄荷是绿色的，那是因为它吸收的是红光；酸樱桃是红色的，是因为它吸收的是绿光。

而白色或无色的物质则不吸收任何可见光辐射，但会吸收紫外线。

最后当物体吸收了所有可见光的成分后，就会呈现黑色。

实际上，白色和黑色并不是真正的颜色，白色只是所有颜色的总和，黑色只是所有颜色的缺失。

很久以来，人类所使用的颜料都是天然产物，从矿物、植物或动物中获取。

但早在古代就已经有了人造颜料的工艺。

例如，埃及人从一种植物——木蓝（Ioria）的叶子中获取靛蓝色，但他们也发明了一种化学工艺，通过加热二氧化硅、孔雀石、泡碱（碳酸钠）和碳酸钙来制得埃及蓝（Egyptianblue）。

腓尼基人学会了从一种特殊的软体动物（吸器染料螺，Haustellumbrandaris）中提取紫色，这种能力促进了他们的经济繁荣。

从1856年开始，颜料制备领域取得重大突破，当时英国化学家威廉·亨利·珀金（erkin，1838—1907）成功合成了苯胺紫（Mauveine），又叫珀金紫（Perkin’spurple），这是第一种人工有机颜料（图18）。

这一发现为其他颜料的合成开辟了道路：如品红（fue）、苯胺蓝（anilineblue）和苯胺紫罗兰色（violettod’anilina）、洋红（magenta）、蔷薇苯胺蓝（rosanilihylviolet）、茜素（alizarin）等。

每一种颜料分子的结构中都有一种特定的原子团，称为发色基团（roup），通过吸收特定频率的光使物质具有颜色。

主要的发色基团有：亚硝基（nitrosogroup，-Nroup，-NO2）和偶氮基（azo-group，-N=N-）。

颜料分子中除了有发色基团，通常还有助色基团（auxroup），助色基团与发色基团相互作用可以使发色基团的吸收峰向长波移动，进而加深颜色甚至改变颜色。

助色基团主要有氨基（aminogroup，-NH2、-NHR、-NR2）和羟基（-OH、-OR）。

最后，还有其他基团，它们可以降低（向红基团，bathroup）或提高（向蓝基团，hypsroup）吸收的光的辐射频率。

[1]包括拉瓦锡的质量守恒定律、普鲁斯特（Joseph-LouisProust）的定比定律和道尔顿（JohnDalton，1766—1844）的倍比定律。

——译者注（如无特殊说明，均为译者注）

[2]“色盲（daltonismo）”

一词即从他的名字而来，他本人患有色盲症。

[3]此处指古腾堡（JohannesGensfleischzurLadenzumGutenberg）于1455年发明的西文活字印刷术。

——编者注

[4]钶为铌（Nb）的旧称。