科学中的黑色

黑色是最黑暗的颜色,是可见光缺失或完全吸收的结果。 它是一种无色的颜色,字面意思是没有色调的颜色,如白色(与之相反)和灰色。 它通常用象征性或象征性来表示黑暗,而白色则表示光。

黑色墨水是用于印刷书籍,报纸和文件的最常用颜色,因为它与白纸的对比度最高,并且最容易阅读。 出于同样的原因,白色屏幕上的黑色文本是计算机屏幕上最常用的格式。 在彩色印刷中,为了帮助产生最黑暗的色调,它与减色初级青色,黄色和洋红色一起使用。

黑色和白色经常被用来描述对立面; 特别是真理与无知,善与恶,“黑暗时代”与启蒙时代。 中世纪以来,黑色一直是庄严和权威的象征色彩,因此法官和地方法官仍普遍使用黑色。

黑色是新石器时代洞穴绘画中艺术家使用的第一种颜色之一。 在十四世纪,它开始被皇室,神职人员,法官和政府官员穿戴 欧洲 。 它成为19世纪英国浪漫主义诗人,商人和政治家所穿的颜色,以及20世纪的高级时尚颜色。

在里面 罗马帝国 ,它变成了哀悼的颜色,几个世纪以来,它经常与死亡,邪恶,女巫和魔法相关联。 据欧洲和欧洲的调查 北美 ,它是与哀悼,结局,秘密,魔力,暴力,邪恶和优雅相关的最常见的颜色。

科学

物理
在可见光谱中,黑色是所有颜色的吸收。

黑色可​​以被定义为当没有可见光到达眼睛时所经历的视觉印象。 吸收光线而不是将其反射回眼睛的颜料或染料“看起来很黑”。 然而,黑色颜料可以由几种颜料的组合产生,这些颜料共同吸收所有颜色。 如果三种主要颜料的适当比例混合在一起,则结果反射的光很少以至于被称为“黑色”。

这提供了两个表面上相反但实际上是对黑色的补充描述。 黑色是吸收所有颜色的光线,或是多种颜色颜料的完美结合。 另请参阅原色。

在物理学中,黑体是光的完美吸收体,但是,从热力学的角度来看,它也是最好的发射体。 因此,除了阳光外,最好的辐射冷却是通过使用黑色油漆,尽管在红外线中它也是黑色(几乎完美的吸收体)也很重要。

在基础科学中,远紫外线被称为“黑光”,因为它本身看不见,它会导致许多矿物质和其他物质发出荧光。

2008年1月16日,来自中国的研究人员 特洛伊 , 纽约 伦斯勒理工学院宣布在这个星球上创建当时最黑暗的材料。 这种材料只反射了0.045%的光,是由碳纳米管制成的。 这是目前黑度标准所反映的光线的1/30,以及前一个记录持有者反射的最黑暗物质光线的三分之一。 截至2016年2月,据称目前最黑暗的材料是Vantablack。

如果大多数入射光均匀地吸收在材料中,则材料被认为是黑色的。 光(可见光谱中的电磁辐射)与原子和分子相互作用,导致光能转换成其他形式的能量,通常是热量。 这意味着黑色表面可以充当集热器,吸收光线并产生热量(请参阅太阳能集热器)。

光线的吸收与透射,反射和漫射形成鲜明对比,光线只被重新定向,导致物体分别呈现透明,反射或白色。

化学
颜料
新石器时代人使用的最早颜料是木炭,红赭石和黄赭石。 洞穴艺术的黑色线条是用树脂制成的燃烧火炬的尖端绘制的。

不同的木炭颜料是通过燃烧不同的木材和动物产品制成的,每种颜料都产生不同的色调。 将木炭粉碎,然后与动物脂肪混合制成色素。

藤黑色是在罗马时代通过燃烧葡萄藤的分支而生产的。 它也可以通过烧制碎葡萄的残余物而制得,所述碎葡萄收集并在烘箱中干燥。 根据历史学家维特鲁威的说法,黑色产品的深度和丰富性与葡萄酒的质量相一致。 最好的葡萄酒产生了黑色,靛蓝的颜色呈蓝色。
15世纪的画家Cennino Cennini描述了这种颜料是如何在文艺复兴时期出现在他着名的艺术家手册中的:“…有一种由藤蔓构成的黑色,而且这些卷须需要燃烧。他们已经被烧了,把一些水泼到他们身上,然后把它们弄出来,然后用另一种黑色的方法把它们弄干净,这是一种贫瘠的黑色颜料,是我们使用的完美颜料之一。“

Cennini还指出:“还有另一种黑色的杏仁壳或桃子,这是一种完美的黑色。” 通过燃烧桃,樱桃或杏子的坑来制作类似的精美黑色。 然后将粉状木炭与阿拉伯树胶或鸡蛋的黄色混合制成油漆。

不同的文明烧毁不同的植物来生产木炭颜料。 阿拉斯加的因纽特人用木炭与海豹的血液混合来画面具和木制物体。 波利尼西亚人烧椰子来生产他们的颜料。

灯黑用作绘画和壁画的颜料。 作为织物的染料,以及一些制造纹身的社会。 15世纪的佛罗伦萨画家Cennino Cennini描述了它在文艺复兴时期的制作过程:“……将一盏装满亚麻籽油的灯放入油中,然后点亮灯,然后将它放在一个彻底清洁的锅内并确保灯的火焰是从锅底开始的两三根手指,从火焰中冒出的烟雾将冲击锅底并聚集,变厚,等一下,拿起锅和刷子这种颜料(也就是这种烟雾)放在纸上或放在有东西的锅里,而且不需要研磨或研磨它,因为它是一种非常好的颜料,用油重新加油并放在锅底下像这样几次,并以这种方式尽可能多地做到这一点。“ 印度艺术家用这种颜料来绘画 阿旃陀 洞穴 ,并在古代作为染料 日本 。
象牙黑也被称为骨炭,最初是通过烧制象牙并将所得到的木炭粉与油混合而制成的。 今天仍然是颜色,但普通的动物骨头取代了象牙。
火星黑是由合成铁氧化物制成的黑色颜料。 它通常用于水彩和油画。 它的名字来自火星战争之神和铁的赞助人。
染料
直到14世纪中期,才知道高质量的黑色染料。 最常见的早期染料是由不同树木的树皮,根或果实制成的; 通常是核桃,栗子或某些橡树。 产生的黑色通常更多是灰色,棕色或蓝色。 布必须染上几次才能使颜色变暗。 染料使用的一种解决方案是在染料中添加一些铁屑,富含氧化铁,从而产生更深的黑色。 另一种是首先将织物染成深蓝色,然后染成黑色。

最终发现橡树苹果或五倍子坚果更加丰富和更深的黑色染料。 胆螺是一种生长在橡树和其他树种上的小圆形肿瘤。 它们的大小在2-5厘米之间,是由家庭C ida科某些种类的黄蜂幼虫注射的化学物质引起的。 染料非常昂贵; 非常少量的染料需要大量的胆固醇。 制造最好染料的五金坚果来自 波兰 ,东欧,东欧和东欧 北非 。 从大约十四世纪开始,胆酱中的染料被用于国王和王子的衣服 欧洲 。

自17世纪起,天然黑色染料的另一重要来源是木柴树,也称为Haematoxylum campechianum,它也产生红色和蓝色染料。 它是豆科植物豆科的一种开花的树,原产于南部 墨西哥 和北部 中美洲 。 现代的国家 伯利兹 从17世纪的英国伐木伐木园发展而来。

自19世纪中期以来,合成黑色染料已经在很大程度上取代了天然染料。 其中一种重要的合成黑色是Nigrosin,一种合成黑色染料(CI 50415,溶剂黑5)的混合物,通过在铜或铁催化剂存在下加热硝基苯,苯胺和苯胺盐酸盐的混合物制成。 其主要工业用途是作为油漆和清漆和记号笔油墨的着色剂。

油墨
第一种已知的墨水是中国人制造的,可以追溯到公元前23世纪。他们使用天然植物染料和矿物质,如石墨粉和水,并用墨水刷涂抹。 在战国末期,早期的中国墨迹与现代墨迹墨迹相似,约在公元前256年被发现。 它们由烟灰制成,通常由松木燃烧产生,与动物胶混合。 为了从墨棒上制造墨水,将棒子用少量的水连续碾磨在砚台上以产生深色液体,然后用墨水刷涂抹该液体。 艺术家和书法家可以通过减少或增加墨水研磨的强度和时间来改变所得墨水的厚度。 这些油墨产生了中国毛笔画的微妙阴影和微妙或戏剧化的效果。

印度墨水(或英国英语中的印度墨水)是一种广泛用于书写和印刷的黑色墨水,现在更常用于绘画,特别是在漫画书和连环漫画时。 制作它的技巧可能来自于 中国 。 印度墨水一直在使用中 印度 至少在公元前4世纪,它被称为马西。 在 印度 ,墨水的黑色来自骨炭,焦油,沥青和其他物质。

古代罗马人有一种黑色书写墨水,他们称为atramentum librarium。 它的名字来自拉丁词atrare,意思是使黑色。 (这与英文词“残暴”的根源相同。)它通常是由烟灰制成的,就像印度的墨水一样,尽管一种品种叫做atramentum elephantinum,是通过燃烧大象的象牙制成的。

榛子也用于制作精美的黑色书写墨水。 铁胆油(也称为铁胆油墨或橡木油墨)是由铁盐和胆鞣酸制成的紫黑色或棕黑色墨水。 这是标准的书写和绘图墨水 欧洲 ,从大约十二世纪到十九世纪,并在20世纪保持良好的使用状态。

天文学
黑洞是指重力阻止包括光线在内的任何物体逸出的时空区域。 广义相对论的理论预言,足够紧凑的质量会使时空变形以形成黑洞。 在黑洞周围有一个数学定义的表面,称为事件视界,标志着不归路。 它被称为“黑色”,因为它吸收了所有接近地平线的光线,没有任何反射,就像热力学中完美的黑体。 当质量很大的恒星在其生命周期结束时崩溃时,预计会形成恒星质量的黑洞。 黑洞形成后,它可以通过从周围吸收质量而继续生长。 通过吸收其他恒星并与其他黑洞合并,可能形成数百万太阳质量的超大质量黑洞。 人们普遍认为,大多数星系中心都存在超大质量黑洞。 尽管黑洞本身是黑色的,但是碰撞的材料形成了吸积盘,这是宇宙中最明亮的物体之一。
黑体辐射是指在给定温度下来自身体的辐射,其中所有进入的能量(光)转换为热量。
黑色天空是指从地球大气中出现的空间的外观。

为什么夜空和太空是黑色的 – 奥尔伯斯的悖论
外太空是黑色的事实有时被称为奥尔伯斯的悖论。 理论上,因为宇宙中充满了恒星,并且被认为是无限大的,所以预计无数颗恒星的光会足以在整个宇宙中光辉灿烂。 但是,外层空间的背景色是黑色的。 1823年,德国天文学家Heinrich Wilhelm Matthias Olbers提出了这个矛盾,他提出了夜空为什么是黑色的问题。

目前公认的答案是,虽然宇宙无限大,但并不是无限的老。 它被认为是大约138亿年的历史,所以我们只能看到远处的光线能够在138亿年内传播的物体。 远离恒星的光还没有到达地球,也无法促使天空变得明亮。 此外,随着宇宙的扩张,许多恒星正在远离地球。 当他们移动时,他们的光波长变长,通过多普勒效应,并转向红色,甚至变得不可见。 由于这两种现象,没有足够的星光使空间变成黑色。

地球上白天的天空是蓝色的,因为来自太阳的光照射地球大气中的分子散射各个方向的光。 蓝光比其他颜色散射的更多,并且更多地到达眼睛,使得白天天空呈蓝色。 这就是所谓的瑞利散射。

地球上的夜间天空是黑色的,因为地球经历夜晚的部分背向太阳,太阳的光线被地球本身阻挡,并且附近没有其他明亮的夜间光源。 因此,没有足够的光线进行瑞利散射并使天蓝。 另一方面,在月球上,因为没有大气散射光线,所以白天和黑夜都是黑色的。 这种现象也适用于没有气氛的其他地点。