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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