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博物館為什么不能開閃光燈

博物館為什么不能開閃光燈

博物館為什么不能開閃光燈


因?yàn)楣馓N(yùn)含能量 , 而博物館的很多藏品都容易受到光線的傷害 , 為了保護(hù)藏品 , 則不能使用閃光燈 。例如黃色、茶色和紅色絲綢在光照下容易褪色;白色絲綢光老化作用最小 , 光照作用對(duì)黑色、紅色、茶色絲綢的絲纖維產(chǎn)生的破壞作用較大 。
博物館禁止使用閃光燈的原因
  • 01為了保護(hù)文物
    太強(qiáng)的光線會(huì)對(duì)博物館里的一些脆弱文物有傷害 , 尤其有機(jī)質(zhì)文物和帶有色彩的文物 , 在博物館昏暗的光線下性狀保持相對(duì)穩(wěn)定時(shí) , 突遇閃光燈 , 光線驟然增強(qiáng) , 對(duì)這一類文物往往是有致命危害的 。
    萬物生長靠太陽 , 因?yàn)殛柟馓N(yùn)含著能量 。其實(shí)所有的光都是如此 , 也正是這些能量成為文物老化的罪魁禍?zhǔn)字?。其中最致命的可能是光化學(xué)反應(yīng):在這些能量的作用下 , 文物表面的分子或者分解 , 或者和其他物質(zhì)反應(yīng) , 從而失去了原本的特征 。
    不過 , 在光的例子里 , 能量并不是平等的 。光傳遞能量時(shí)并非連續(xù)的 , 而是分成一個(gè)個(gè)的小能量包 , 每個(gè)包對(duì)應(yīng)一個(gè)“光子” 。越藍(lán)的光 , 每個(gè)光子的能量就越大 , 通常而言造成的光化學(xué)破壞也越大;而就算總能量相同 , 越紅的光 , 造成的光化學(xué)破壞也較小 。不嚴(yán)格地比喻說 , 這就像被普通網(wǎng)球分別砸一百下沒有事 , 而被一個(gè)百倍質(zhì)量的超級(jí)網(wǎng)球砸一下可能就要出事 。所以 , 關(guān)注光對(duì)文物的影響 , 需要注意兩件事情:一是光攜帶的總能量大小 , 二是其中多少光子是高能的 , 多少是低能的 。在討論展出文物時(shí) , 前者可以用“照度”來近似 , 而后者可以用“色溫”來近似 。
    嚴(yán)格地說 , 衡量光的能量 , 應(yīng)該用輻射功率 。但是日常環(huán)境中我們接收光的最主要儀器就是我們的眼睛 , 最常用判斷標(biāo)準(zhǔn)就是眼睛感受到的明亮程度 , 所以在討論可見光的時(shí)候我們常常會(huì)使用“照度”——把光強(qiáng)折合為人眼感受到的亮度 。類似地 , 衡量光子能量分布 , 嚴(yán)格說應(yīng)該用光譜信息 。但博物館和攝影一般不會(huì)使用什么奇怪的光源 , 而普通光源很多都可以用理想的黑體來近似 。所以這里我們用黑體的對(duì)應(yīng)溫度——“色溫”來近似描述光子的能量狀況:每種情況下的光源都會(huì)發(fā)出能量大小不一的各種光子 , 但是色溫越高 , 高能光子越多 , 光化學(xué)破壞力也越大 。
    在純粹的黑暗中保管文物當(dāng)然最理想 , 但這樣就失去了文物的教育和審美意義 。好的博物館會(huì)嚴(yán)格控制館內(nèi)光源 , 既能讓參觀者肉眼看到重要細(xì)節(jié) , 又能盡可能延長文物的壽命;但再好的控制 , 面對(duì)外來的閃光燈也會(huì)化為泡影 。那么 , 拍照時(shí)的閃光燈會(huì)發(fā)出怎樣的光?是否超過了展品的耐受能力呢?
    以最常用的氙氣閃光燈為例 , 為了更詳細(xì)地了解它的發(fā)光性質(zhì) , 我們結(jié)合氙氣閃光燈的發(fā)射光譜加以討論 。圖中可以看出 , 除可見光區(qū)(400 nm - 700 nm)外 , 氙氣閃光燈還有兩個(gè)明顯的發(fā)射區(qū) , 分別在波長更短、能量更高的紫外光區(qū)(200 nm - 400 nm) , 和比紅色光波長更長 , 具有明顯熱效應(yīng)的紅外區(qū)(700 nm – 1200 nm) 。
    那么氙氣閃光燈是否符合要求呢?首先看色溫 。作為陽光的絕佳替代品 , 氙燈的色溫與其相近 , 一般在6200K左右 , 這已經(jīng)超過了對(duì)光有一定敏感度的藏品的要求了 。作為閃光燈的氙燈發(fā)光時(shí)間雖然很短 , 但在距離物品2米處時(shí) , 其瞬時(shí)照度可以達(dá)到上萬勒克斯——這顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于藏品所能承受照度值 。紡織品為何如此容易“見光死”?多彩的織物依賴于各種染料 。正所謂“成也蕭何 , 敗也蕭何” , 染料本身的脆弱 , 也使彩色織物更加難以保存 。造成染料如此“嬌弱”的原因很多 , “光漂白”便是罪魁禍?zhǔn)字?。顧名思義 , 染料的光漂白就是指染料在光照作用下發(fā)生褪色 。這其中的機(jī)理較為復(fù)雜 , 但多數(shù)研究表明 , 染料光漂白可以分為染料的直接分解和氧化分解兩種途徑 。直接分解一般需要能量較高的紫外光 , 發(fā)生條件稍顯苛刻;而氧化分解途徑 , 或者說光促進(jìn)氧化途徑 , 因?yàn)閷?duì)光的要求不高 , 再加上無處不在的氧氣在其中“為虎作倀” , 在平常條件下就很容易發(fā)生 。根據(jù)被光活化后 , 染料分子如何與氧氣反應(yīng) , 光促進(jìn)氧化途徑又可以分為兩種 。第一種途徑是光通過染料活化氧氣 , 被活化的氧氣再反過來把染料破壞掉 。為了更好地了解這兩種途徑 , 我們需要先引入一個(gè)概念——能級(jí) 。為了簡單理解 , 我們可以把能級(jí)看成是不同高度的樓層 。俗話說 , 水往低處流 。分子其實(shí)也都喜歡在穩(wěn)定的最底層呆著 ??墒?nbsp;, 一旦有了光照 , 染料分子會(huì)吸收合適的光能 , 紛紛蹦上更高層 。而另一方面 , 平時(shí)沐浴在氧氣中的我們歡蹦亂跳的 , 可能會(huì)覺得氧氣很溫和 。其實(shí) , 這是因?yàn)檠鯕庖话愣际侨€態(tài)氧——處于底層狀態(tài)的氧氣 。通常情況下 , 光照很難讓氧氣“嗨”起來 , 而吸收看光能 , 蹦上高層的染料分子 , 恰好扮演了能量傳遞者的身份——它們慷慨的將光能送給氧氣 , 自己則退回到底層 。而獲得能量的氧氣一步登天 , 搖身一變成了能量更高的單線態(tài)氧 , 露出了殺手的本來面目 。這單線態(tài)氧簡直是白眼狼 , 回過頭來就把染料氧化得干干凈凈 。另一種光促進(jìn)氧化途徑則來得更加直接 。前面我們說到 , 分子可以登上不同的樓層 。其實(shí)更微觀的來看 , 分子內(nèi)部也是有著不同的樓層 , 而房客則是一個(gè)個(gè)的電子 。電子本來都規(guī)規(guī)矩矩的從低層到高層住著自己的房間 , 光一來 , 情況就不同了 , 電子在吸收光能后 , 會(huì)跳到更高的樓層 。如果這個(gè)不安分的電子再跳回原來的房間 , 并把吸收的能量以其他方式釋放出去 , 比如光 , 那么一切安好;但是 , 氧氣的出現(xiàn)使得不安分的高層電子有了新的去處——被光照活化的染料分子會(huì)將電子移交給氧氣 , 自身則被氧化為自由基正離子 , 而氧氣則被還原為自由基超氧陰離子 。自由基超氧陰離子可以說是結(jié)合了自由基的活潑和氧的強(qiáng)氧化性 , 是個(gè)瞪誰誰懷孕的惡魔 。在這個(gè)惡魔面前 , 染料分子丟盔棄甲 , 被分解殆盡 。
    盡管古代沒有那么豐富的人工合成染料 , 人們還是從大自然獲得了種類繁多的天然染料 , 比如靛藍(lán)(吲哚類)、花青素(類黃酮類)、紫草素(醌類)、小襞堿(生物堿類)等 , 其中的靛藍(lán)染料有著非常悠久的使用歷史 。古代的靛藍(lán)染色依靠的是從植物如藍(lán)草中提取的汁液 。在染色過程中 , 除了會(huì)生成靛藍(lán)以外 , 還常常因染色時(shí)溫度、pH值的變化 , 產(chǎn)生靛玉紅——一種與靛藍(lán)結(jié)構(gòu)相近的分子 。而有研究發(fā)現(xiàn) , 主波長為365 nm的紫外燈對(duì)染料中的靛玉紅有明顯的降解作用 。另外 , 靛藍(lán)染料中的靛藍(lán)胭脂紅(只比靛藍(lán)多了磺酸根 , 除了增加水溶性以外 , 基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)和靛藍(lán)差不多)在紫外燈和氧氣的作用下 , 也會(huì)很快發(fā)生氧化分解 , 生成靛紅磺酸 。
    光 , 讓繪畫“黯然失色”
    織物常用各種有機(jī)染料來增添色彩 , 而另一個(gè)彩色世界——繪畫 , 還會(huì)使用各種無機(jī)顏料 , 比如鉛白 , 朱砂等等 。那么 , 使用無機(jī)顏料的藏品 , 如油畫 , 是否能逃過閃光燈的追殺呢?遺憾的是 , 不能 。舉例來說 , 亮黃色的繪畫顏料中會(huì)使用一種叫做硫化鎘(CdS)的成分 , 這種成分因其著色力強(qiáng)、穩(wěn)定性以及顏色鮮亮 , 而廣受畫家們的歡迎 。莫奈、梵高、畢加索等繪畫大家的作品中都大量使用了這種顏料 。但是在可見光的作用下 , 硫化鎘中的硫會(huì)被逐步氧化成硫酸根 。這個(gè)過程還是可以用之前提到的能級(jí)模型來解釋:光照會(huì)住在硫化鎘中的電子房客趕到更高的樓層中 , 而一旦有空出來的房間 , 原本住在硫中的房客就會(huì)趁虛而入 。結(jié)果就是硫失去電子 , 被氧化為單質(zhì)硫 , 而單質(zhì)硫很容易被氧氣氧化為硫酸根 , 最終使顏料被完全破壞 。管中窺豹 , 可見一斑 。上面看的這些例子 , 也只是為大家展示了光照對(duì)藏品破壞這只花豹身上的一塊花斑 。而光照對(duì)藏品的破壞又何止這一種——紅外光雖然能量較低 , 但是其顯著的熱效應(yīng)可以加速紙張、木器等纖維素豐富的藏品脫水開裂;而有機(jī)藏品 , 比如動(dòng)植物標(biāo)本、骨器等中富含的羰基、芳基等發(fā)色團(tuán) , 同樣可以在光照的條件下被激發(fā) , 發(fā)生氧化 , 或干脆直接被分解 。
    閃光燈一次小小的閃爍 , 肯定不會(huì)像實(shí)驗(yàn)室中的模擬條件那樣苛刻 , 但是日積月累的傷害卻足以產(chǎn)生水滴石穿的效果 。為了歷史的厚重可以千百年的傳承下去 , 請(qǐng)關(guān)閉閃光燈 , 小心翼翼地欣賞那些珍貴的藏品吧!

【博物館為什么不能開閃光燈】

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