Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ЦВ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 10 страниц)
Цветник
Цветни'к, участок с посадками цветочно-декоративных растений, предназначенный для украшения садов, парков, площадок перед зданиями и т.д. Для Ц. используют декоративные летники, двулетники, многолетники (см. Декоративные растения ), ковровые растения . Элементом Ц., оформленного в виде партера , является также газон , служащий фоном для цветочных растений. Подбирают растения с учётом биологических особенностей и декоративных свойств отдельных видов. Для декоративности каждый Ц. стремятся создавать из небольшого количества видов, подобранных на основе гармонического сочетания окрасок цветков, форм и размеров листьев, сроков и продолжительности цветения растений и т.д. Отцветающие растения на Ц. часто заменяют другими. Форма Ц. может быть строго геометрической (квадратной, круглой, прямоугольной – в регулярном стиле; см. также Клумба ) и живописной, свободной (в ландшафтном стиле). Размер, форма Ц. и набор растений должны соответствовать значению объекта, в котором устраивают Ц., природным условиям и рельефу местности. Нередко Ц. украшают скульптурой, фонтанами и др. малыми архитектурными формами. Высаживая на Ц. растения, цветки которых открываются и закрываются в определённое время суток, можно создать «цветочные часы» .
Цветное поле
Цветно'е по'ле, однородная цветная поверхность бумаги, картона, ткани, стекла или какого-либо др. материала, используемая при цветовых измерениях . Получают, например, нанесением красителя на выбранный материал, фотографическим или оптическим способом, возбуждением люминофора . Прямоугольные образцы Ц. п. с известными цветами составляют цветовой атлас; визуальное определение цвета испытуемого объекта осуществляют подбором наиболее близкого к нему по цвету образца. В трёхцветных колориметрах Ц. п. представляет собой 2 равных прилегающих друг к другу полукруга; один из них имеет цвет испытуемого объекта, другой – цвет экрана, на котором смешиваются основные цвета прибора.
В кинотехнике и цветном телевидении Ц. п. используют для контроля точности цветопередачи; при этом Ц. п. занимает либо весь кадр , либо его часть. Точность цветопередачи обычно контролируется визуально или колориметрически. Ц. п. телевизионного кадра служит также для установки и контроля чистоты цвета свечения красного, зелёного и синего люминофоров кинескопа и цвета белого поля; Ц. п. (с известными координатами цвета) входят в состав телевизионных универсальных оптических испытательных таблиц.
Н. Г. Дерюгин.
Цветное телевидение
Цветно'е телеви'дение,телевидение , в котором осуществляется передача цветных изображений. Донося до зрителя богатство красок окружающего мира, Ц. т. позволяет сделать восприятие изображения более полным.
Принцип передачи цветных изображений в телевидении основан на теории трёхкомпонентности цветового зрения . Многообразие природных цветов можно воспроизвести оптически с помощью 3 основных цветов (см. Цветовые измерения ). В соответствии с этим принципом в цветной телевизионной передающей камере с помощью 3 светофильтров – красного, зелёного и синего – создают на светочувствительных мишенях передающей телевизионной трубки 3 одноцветных оптических изображения объекта передачи, которые затем преобразуют в 3 линейных видеосигнала ER , EG , EB , пропорциональных соответственно красной (R ), зелёной (G ) и синей (В ) составляющим цвета, считываемого в процессе развёртки изображения. Для формирования телевизионного сигнала и передачи его в канал связи в системах Ц. т. применяют специальные методы кодирования цветовой информации. В цветном телевизоре видеосигналы выделяются (путём декодирования) из телевизионного сигнала; поступая на кинескоп , они управляют яркостью свечения его люминофоров . Так, в наиболее распространённом трёхцветном трехлучевом кинескопе с теневой маской видеосигналы подаются одновременно на управляющие электроды (модуляторы) трёх электронных прожекторов. В результате ток электронных лучей изменяется в соответствии с изменением амплитуды видеосигналов. Люминофоры на экране цветного кинескопа наносятся обычно в виде мозаики из небольших кружков (люминофорных пятен), сгруппированных в триады (рис. 1 ). Триада содержит три кружка люминофоров, каждый из которых под действием электронных лучей начинает светиться определённым (присущим ему) цветом: красным (RП ), зелёным (GП ) или синим (ВП ). Благодаря экранирующему действию маски лучи возбуждают в триадах люминофоры только «своего» цвета. Т. о., каждый из лучей порознь позволяет получить на экране красный, зелёный или синий цвет, а вместе эти лучи создают изображение, цвет которого определяется соотношением яркостей красного, зелёного и синего цветов свечения. Путём аддитивного сложения последних получают любой цвет в пределах треугольника основных цветов приёмника на хроматической диаграмме (рис. 2 ). Для правильного цветовоспроизведения в канал передачи при необходимости вводится преобразователь линейных видеосигналов в видеосигналы основных цветов приёмника – матричный цветокорректор . В целях компенсации нелинейности характеристик передающей и приёмной телевизионных трубок линейные видеосигналы ER , EG , EB , кроме линейной матричной коррекции, подвергаются нелинейной коррекции (т. н. гамма-коррекции), в результате которой формируются нелинейные видеосигналы E'R , E'G , E'B согласно формулам:
E'R = ER1/(; E'G = EG1/(, E'B = EB1/(,
где g – показатель степенной модуляционной характеристики кинескопа. Сигналы E'R , E'G , Е'В — широкополосные, спектр каждого из них занимает полосу частот до 6 Мгц.
Формирование и передача сигналов Ц. т. Видеосигналы E'R , E'G , E'B могут быть переданы в приёмник последовательно (поочерёдно) один за другим либо одновременно. Известна система Ц. т. с последовательно и передачей цветовых полей, при этом частота полей составляет 150 гц. Этой системе присущ ряд недостатков, главный из которых – неэкономичность, т. к. при такой передаче требуется канал связи с полосой пропускания, втрое превышающей полосу частот стандартной системы черно-белого телевидения; цветной ореол (окаймление) изображений при быстром перемещении объектов передачи; «разрывы» цветов, возникающие при перемещении взгляда по экрану. По этим причинам такая система не используется для телевизионного вещания, она применяется (благодаря её простоте) для некоторых прикладных целей (например, для передачи изображений полостных органов тела; см. Эндоскопия ). В системах Ц. т. с одновременно и передачей в общем случае также требуется 3 стандартных телевизионных канала или 1 широкополосный канал с полосой пропускания 3×6 = 18 Мгц. По этой причине трёхканальная система Ц. т. с одновременной передачей несовместима со стандартной системой черно-белого телевидения. Поскольку совместимость – одно из основных технико-экономических требований, предъявляемых к вещательным системам Ц. т., для его удовлетворения применяют различные методы уплотнения спектра передаваемого сигнала (см. Линии связи уплотнение ) с тем, чтобы телевизионный сигнал одной программы Ц. т. имел спектр частот до 6 Мгц. Один из таких методов, используемый во всех стандартных системах Ц. т., заключается в том, что вместо широкополосных сигналов E'R , E'G , E'B с помощью специальных кодирующих матричных устройств (КУ; см. рис. 3 , а) формируются следующие сигналы: 1) сигнал яркости E'Y , равный a×Е'R + b×E'G + dE'B и несущий информацию только о распределении яркости передаваемой сцены (коэффициенты a = 0,30; b = 0,59; d = 0,11, определены на основе колориметрических расчётов); он характеризуется полосой частот 6 Мгц; 2) цветоразностные сигналы E'R—Y = E'R – E'Y и E'B—Y = Е'В – Е'У , содержащие информацию о цветности передаваемой сцены; характеризуются полосой частот от 0,5 до 1,5 Мгц и передаются на поднесущих частотах, размещаемых в спектре сигнала яркости.
В КУ осуществляется также амплитудная или частотная модуляция колебаний поднесущей частоты цветоразностными сигналами, в результате образуется сигнал цветности UЦ . Сигналы E'Y ,UЦ , синхроимпульсы UC и импульсы цветовой синхронизации UЦС , складываясь, образуют на его выходе полный цветовой телевизионный сигнал еП (рис. 3 , б). При передаче опорного белого цвета (в качестве такого в Ц. т. принято излучение стандартного источника Д6500 , где индекс 6500 обозначает цветовую температуру в К) видеосигналы, подаваемые на вход КУ, удовлетворяют условию: E'R = E'G = E'B = 1; для опорного белого цвета E'Y = 1 и E'R—Y = E'B—Y = 0.
Получение цветного изображения в приёмнике. В цветном телевизоре полный сигнал еП с выхода видеодетектора подаётся на декодирующее устройство, состоящее из полосового электрического фильтра (ПЭФ), детекторов колебаний поднесущей частоты (ДПК) и декодирующей матрицы (ДМ). С помощью ПЭФ из сигнала еП выделяется сигнал UЦ + UЦС , поступающий на вход ДПК, на выходе которых получают цветоразностные сигналы E'R—Y и E'B—Y . Из этих сигналов и сигнала яркости E'Y образуются видеосигналы основных цветов приёмника E'R , E'G , E'B , которые подаются на трехлучевой кинескоп. Иногда цветоразностные сигналы E'R—Y , E'G—Y , E'B—Y (второй получают, складывая в определённых пропорциях первый и третий) подают непосредственно на управляющие электроды (модуляторы) кинескопа, а сигнал яркости – на его катоды. В этом случае матрицирование осуществляется в прожекторах кинескопа, и в конечном итоге электронные лучи также модулируются сигналами E'R , E'G , Е'В . При воспроизведении опорного белого цвета на экране кинескопа создаётся эталонный (равносигнальный) цвет Д6500 .
Историческая справка. В 1907—08 русский инженер И. А. Адамиан предложил метод одновременной передачи цветовых кадров, а в 1925 – систему трёхцветного телевидения с последовательной передачей цветовых полей с помощью развёртывающего диска П. Нипкова (технически реализована английским изобретателем Дж. Бэрдом в 1928). В 1929 в лаборатории «Американ телефон энд телеграф компани» (США) демонстрировалась одновременная система Ц. т. с механической развёрткой; в ней для передачи сигналов пользовались тремя независимыми каналами. В 1929 советский инженер Ю. С. Волков предложил применять в приёмнике Ц. т. электроннолучевую трубку с тремя экранами; оптическое совмещение трёх цветоделённых изображений (в основных цветах R, G и В ) осуществлялось с помощью полупрозрачных зеркал. В 1938—50 в США радиовещательной компанией Коламбия бродкастинг систем (CBS) была разработана последовательная система Ц. т. электронного типа; с 1951 по 1953 она использовалась в США в качестве стандартной системы телевизионного вещания. Аналогичная система была разработана в СССР в 1948—53 (в 1954—56 в Москве по этой системе проводилось опытное вещание). В 1953 в США было начато цветное телевизионное вещание по системе NTSC, принятой в качестве стандартной в США (1954), Канаде (1964) и ряде др. стран Американского континента, а также в Японии (1960). В 1958 в СССР была создана система Ц. т. с т. н. квадратурной модуляцией цветовой поднесущей, совместимая с системой черно-белого телевидения, которая использовалась с 1959 для опытного телевизионного вещания. В 1966 была создана советско-французская система «SECAM = III», введённая в эксплуатацию одновременно в СССР и Франции в октябре 1967 (см. СЕКАМ ). С 1967 началось цветное телевизионное вещание в ФРГ, Великобритании, Нидерландах и др. странах Западной Европы, а также в Австралии по системе PAL, разработанной в 1962—66 в ФРГ.
Краткое описание стандартных систем Ц.т. Известны (1978) 3 стандартные системы Ц. т.: СЕКАМ, NTSC и PAL. Они различаются между собой главным образом методами образования телевизионного сигнала.
Система СЕКАМ принята в СССР и большинстве социалистических стран, а также во Франции и ряде стран Африки. В СЕКАМ сигнал UЦ образуется поочерёдной частотной модуляцией поднесущих колебаний сигналами Д'R = – a1 ×E'R—Y И Д'В = a2 ×E'B—Y (a1 = 1,9; a2 = 1,5) т. о., что в одних строках телевизионного кадра (например, чётных) модуляцию производят сигналом Д'R (центральная частота f0R колебаний поднесущей частоты при этом равна 4,406250 Мгц ), в других – сигналом Д'В (центральная частота f0B = 4,250000 Мгц ). В результате в канале передачи в каждой строке имеется сигнал яркости E'Y и один из цветовых сигналов Д'R или Д'В . В приёмнике для формирования цветоразностных сигналов необходимо одновременное присутствие обоих сигналов Д'R и Д'В . Для их совпадения во времени используется ультразвуковая линия задержки (УЛЗ): задержка производится на время развёртки одной строки (64 мксек ). Благодаря используемой в СЕКАМ частотной модуляции сигнал цветности UЦ относительно мало подвержен амплитудно-частотным и фазовым искажениям.
Система NTSC (от начальных букв английских слов National Television System Committee – Национальный комитет по телевизионным системам). В системе NTSC сигнал UЦ . образуется методом амплитудной балансной модуляции двух поднесущих колебаний с одинаковыми частотами f = 3,579545 Мгц видеосигналами E'RD = 0,877ER—Y и E'BD = 0,493EB—Y (или видеосигналами E'I = 0,7355E'R—Y – 0,2684E'B—Y и E'Q = 0,4776E'R—Y + 0,4133E'B—Y ). При этом модулируемые поднесущие колебания сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90° (находятся в квадратуре). Сумма этих колебаний на выходе КУ даёт сигнал UЦ , в спектре которого благодаря балансной модуляции отсутствуют колебания поднесущей частоты (присутствуют только боковые полосы). Сигнал UЦ модулирован по амплитуде и фазе (подобная модуляция называется квадратурной), причём амплитуда определяется насыщенностью передаваемого цвета, а фаза – цветовым тоном. Для детектирования сигнала UЦ в приёмнике используются 2 синхронных детектора, на которые подают сигнал UЦС и колебания поднесущей частоты от местного генератора, управляемого по фазе и частоте сигналами цветовой синхронизации UЦС . Последний передаётся в полном телевизионном сигнале в виде цветовых вспышек (пакетов), размещаемых на заднем уступе строчного гасящего импульса. Достоинства системы NTSC: высокая помехоустойчивость, относительная простота кодирования и декодирования, высокая цветовая чёткость и др., основной недостаток – большая чувствительность сигнала UЦС к амплитудно-частотным и фазовым искажениям.
Система PAL (от начальных букв англ. слов Phase Alternation Line – перемена фазы по строкам). Подобна системе NTSC; основное отличие состоит в том, что в PAL колебания поднесущей частоты, модулируемые сигналом E'R—Y , изменяют фазу от строки к строке на 180°. В приёмнике для разделения сигнала цветности на квадратурные составляющие применяется УЛЗ на 64 мксек и электронный коммутатор. Система PAL малочувствительна к фазовым искажениям, что является основным её достоинством по сравнению с системой NTSC.
Использование Ц. т.; перспективы развития. В телевизионном вещании Ц. т. приходит на смену черно-белому. Ведутся разработки систем цветного стереоскопического телевидения . Технические средства Ц. т. всё шире используются в промышленном телевидении практически во всех областях его применения. Так, при космических исследованиях с помощью Ц. т. наблюдают за состоянием космонавтов, процессом стыковки космических кораблей (в частности, это имело место в июле 1975 при стыковке советского и американского кораблей «Союз» и «Аполлон»), передают из космоса цветные изображения поверхности Земли и др. космических объектов; в медицине Ц. т. используют, например, при эндоскопии, а также для демонстрации хирургических операций; перспективно применение Ц. т. в металлургии, физике, химии и т. д. Всё большее распространение получает профессиональная и любительская цветная видеозапись на магнитные носители (ленту, диск, карту); организуются выпуск массовым тиражом цветных видеозаписей на поливинилхлоридных дисках и производство сравнительно недорогих приставок к цветному телевизору для воспроизведения этих записей.
В количественном отношении советское телевидение развивается в направлении полного перехода на Ц. т. С этой целью организуется во всё более широких масштабах выпуск студийного и внестудийного оборудования для передачи цветных программ; с помощью синхронных спутников связи системы «Экран» и сети наземных ретрансляторов расширяется территория, охваченная цветным телевизионным вещанием. В СССР, в Москве, строится передающий телевизионный комплекс Ц. т., рассчитанный на передачу 20 программ. Перспективно создание системы передачи различных справочных данных в виде страниц, воспроизводимых на экране телевизора (система «телетекст»).
В качественном отношении актуальными в Ц. т. являются такие проблемы, как переход на однотрубочную передающую камеру в сочетании с однолучевым кинескопом на приёмной стороне и др., в стереоцветном телевидении – изыскание методов сужения полосы частот, разработка систем передачи изображений с несколькими (более двух) позиций (многопозиционных систем), поиски и разработка методов голографического телевидения.
Лит.: Телевидение, под ред. П. В. Шмакова, 3 изд., М., 1970; Новаковский С. В., Цветное телевидение, М., 1975; его же, Стандартные системы цветного телевидения, М., 1976; Техника цветного телевидения, под ред. С. В. Новаковского, М., 1976.
С. В. Новаковский.
Рис. 1. Принцип получения цветного изображения в кинескопе; П1 , П2 , П3 – электронные прожекторы; ЭЛ1 , ЭЛ2 , ЭЛ3 – электронные лучи; М – теневая маска; Э – экран кинескопа; R, G, B – люминофорные пятна с цветами свечения соответственно красным, зелёным и синим.
Рис. 3. Упрощённая структурная схема совместимой системы цветного телевидения с передачей сигналов яркости и цветности в одном (уплотнённом) спектре частот (а) и условное изображение спектра полного телевизионного сигнала, формируемого в такой системе (б): ПС – объект передачи (передаваемая сцена); СДО – светоделительная оптическая система; ПТТ – передающие телевизионные трубки; ГК – цветовые гаммо-корректоры; КУ – кодирующее устройство; ДКУ – декодирующее устройство; К – кинескоп; ЕR , ЕG , ЕB – видеосигналы на выходе ПТТ; Е’R , Е’G , Е’B – видеосигналы на входе КУ и входе К; Е’y – сигнал яркости; Uц – сигнал цветности; f – частота колебаний.
Рис. 2. Хроматическая диаграмма X Y Z с указанием треугольника основных цветов приёмника – красного Rп (с координатами x = 0,640; y = 0,330), зелёного Gп (0,290; 0,600) и синего Вп (0,150; 0,060); D6500 – опорный (равносигнальный) белый цвет (с координатами x = 0,313; y = 0,329).
Цветной слух
Цветно'й слух, синопсия (англ. colour hearing, нем. Farbenhoren, франц. audition coloree), ощущение различных цветов, а также все внепредметные пространственные и графические представления, возникающие при восприятии определённых звуков, созвучий, тональностей; частный случай синестезии (дословно – соощущения). Ассоциации Ц. с. подразделяются на общезначимые естественные синестезии, основанные на т. н. натуральном условном рефлексе , и произвольно-субъективные, в которых фиксируются случайные отношения между зрением и слухом. Ярко выраженным Ц. с. обладали многие музыканты, художники, писатели (например, А. Н. Скрябин, Н. А. Римский-Корсаков, Б. В. Асафьев, В. В. Кандинский, Ф. Гарсиа Лорка). С областью Ц. с. соприкасаются такие ассоциативные представления, как «яркий», «матовый» звук, «тонкий» свист, «кричащие» цвета и т.п. Интерес к изучению Ц. с. в значительной мере стимулируется современными экспериментами в области синтеза музыки и света (см. Цветомузыка ).
Лит.: Галеев Б. М., Проблема синэстезии в искусстве, в кн.: Искусство светящихся звуков. Сб. статей, Казань, 1973; Ванечкина И. Л., О «цветном слухе» А. Н. Скрябина, в сборнике: Материалы Всесоюзной школы молодых ученых по проблеме «Свет и музыка». (Третья конференция), Казань, 1975; Weliek A., Musikpsychologie und Musikasthetik, Fr./M., 1963.
Б. М. Галеев.
Цветности теория
Цве'тности тео'рия, теория о связи цвета химических соединений с их строением. Ощущение цвета возникает при воздействии на зрительный нерв электромагнитных излучений с энергией в пределах от 2,5×10-12 до 5×10-12эрг (длины волн от 400 до 760 нм ). При этом совместное действие электромагнитных излучений во всём указанном интервале (называется видимой частью спектра) вызывает ощущение белого света , а раздельное действие узких пучков излучений или совокупности излучений, оставшихся после изъятия (поглощения) некоторых из них,– окрашенного (см. табл.).
| Длина волны поглощённого света l, нм | Поглощаемый цвет | Наблюдаемый цвет |
| 400–535 | Фиолетовый | Зеленовато-жёлтый |
| 435—480 | Синий | Жёлтый |
| 480—490 | Зеленовато-синий | Оранжевый |
| 490—500 | Сине-зелёный | Красный |
| 500—560 | Зелёный | Пурпурный |
| 560—580 | Жёлто-зелёный | Фиолетовый |
| 580—595 | Жёлтый | Синий |
| 595—605 | Оранжевый | Зеленовато-синий |
| 605—730 | Красный | Сине-зелёный |
| 730—760 | Пурпурный | Зелёный |
Поглощение света веществом описывается Бугера – Ламберта – Бера законом . Окраску вещества обычно характеризуют длиной волны lмакс , при которой поглощение света максимально (см. также Поглощение света , Дополнительные цвета ).
Смещение lмакс (при изменении строения молекулы соединения) в сторону длинных волн, сопровождающееся изменением окраски от жёлтой к красной и далее к синей и зелёной, называется углублением цвета, или батохромным эффектом; смещение lмакс в сторону коротких волн – повышением цвета, или гипсохромным эффектом. Поглощение света приводит к возбуждению электронов молекул, и, в частности, молекул окрашенного вещества в видимой области спектра (l = 400—760 нм ). Разность энергий основного и возбуждённого состояний определяет глубину окраски. Возбуждённое состояние молекул бесцветных веществ возникает при больших значениях энергий, чем в случае молекул окрашенных веществ. Из основных соотношения квантовой теории Е = hc/ l [E – энергия кванта излучения, h – Планка постоянная (6,62×10-27эрг/сек ), с – скорость света (3×1017 нм/сек )] следует, что энергию возбуждения молекул окрашенных веществ можно оценить в 35—70 ккал/моль.
Ц. т. возникла в связи с развитием химии синтетических органических красителей. Впервые зависимость между их строением и цветом исследовали К. Либерман и К. Гребе (1869). О. Витт предложил в 1876 т. н. хромофорную теорию, согласно которой за окраску органических соединений ответственны группы атомов, содержащие кратные связи, например —N=N—, —N=O. Эти группы были названы хромофорами (от греч. chroma – цвет и phorós —несущий). Р. Ниецкий и английский химик Г. Армстронг отметили (1888) исключительную роль хиноидных хромофоров. Значительное влияние на окраску органических веществ, согласно хромофорной теории, имели группы —ОН, —SH, NH2 —, C6 H5 O– и др., названные ауксохромами (от греч. auxo – увеличиваю). В. А. Измаильский пришёл в 1915 к выводу, что истинное строение красителей описывается не классической структурной формулой, а отвечает некоторому промежуточному состоянию, названному позднее мезомерным. Для этого состояния характерна делокализация связей и зарядов атомов в молекуле (см. Мезомерия ). Особенно легко такая делокализация происходит в молекулах, содержащих систему сопряжённых связей в сочетании с расположенными на её концах электронодонорными и электроноакцепторными группами (см. Органическая химия , Сопряжение связей ). Это сочетание, характерное практически для всех типов красителей, обусловливает как лёгкость поляризации молекул (вследствие смещения p-электронов по цепи сопряжения), так и перехода молекул в возбуждённое состояние. Первое определяет интенсивность поглощения света, второе – глубину окраски вещества.
В соответствии с указанными положениями, чем длиннее цепь сопряжения в молекуле вещества, тем глубже его цвет. Так, даже в ряду углеводородов C6 H5 —(CH=CH) n —C6 H5 lмакс возрастает от 306 нм (при n = 1) до 403 нм (при n = 5).
Молекулы соединений, цепь сопряжения которых завершается электронодонорными и электроноакцепторными группами, окрашены глубже. Так, в ряду веществ типа I lмакс меняется от 312 нм (n = 1) до 519 нм (n = 3).
Увеличение поляризуемости концевых групп приводит к дальнейшему углублению окраски; так, для красителей типа II lмакс изменяется от 450 нм (n = 0 ) до 760 нм (n = 3).
Анализ структуры заместителей и пространственных факторов позволяет предвидеть их влияние на окраску соединений. Например, нарушение плоскостного строения молекул азокрасителей типа IIa вследствие выведения (CH3 )2 N-группы из плоскости бензольного кольца объёмным заместителем R сопровождается гипсохромным эффектом: lмакс при переходе от R=Н к R=(CH3 )2 CH – смещается от 475 нм до 420 нм.
Пространственные затруднения в самой цепи сопряжения значительно изменяют характер поглощения. Так, если поворот одной части молекулы красителя относительно другой происходит по связи, близкой к простой (а в III), то наблюдается гипсохромный эффект, если поворот происходит по связи более высокого порядка (б в IV), то наблюдается батохромный эффект. Например, при замене R=Н на R=CH3 в III lмакс меняется от 528 нм до 467 нм, а в IV – от 521 нм до 542 нм.
Цвет красителей весьма чувствителен к введению в полиметиновую цепь полярных заместителей X, Y. Электронодонорные заместители в чётных положениях цепи сопряжения вызывают гипсохромный, электроноакцепторные – батохромный эффект. При введении тех же заместителей в нечётное положение происходит обращение эффекта. Например, для IVa при X = Y = Н lмакс = 558 нм, при Х = Н, Y = OCH3 lмакс = 495 нм; при Х = OCH3 , Y = H lмакс = 586 нм. Большое изменение максимума поглощения наблюдается при образовании кольцевой системы.
Например, при переходе от V к VI lмакс меняется от 616 до 955 нм. Максимум поглощения соединений типа VII зависит ещё и от характера заместителя X. Например, при Х = HN<, —О– или >С=O lмакс становятся равными соответственно 460, 550 и 650 нм.
Сов. химиком А. И. Киприановым в 1964 показано влияние на цветность красителей внутримолекулярного взаимодействия хромофоров. Например, бисцианин VIII характеризуется двумя lмакс (522 и 581 нм ), сдвигающимися относительно lмакс исходных («материнских») красителей IX (562 нм ) и Х (558 нм ) соответственно в коротковолновую и длинноволновую части спектра.
Положение Ц. т. о связи окраски вещества с возбуждением электронов приложимо не только к органическим соединениям, содержащим протяжённые системы сопряжённых связей, но и к др. типам окрашенных веществ. Так, для неорганических соединений появление окраски может быть связано с наличием сильно выраженной деформации электронных орбиталей; при этом основную роль играет поляризация анионов, увеличение деформируемости которых должно благоприятствовать возникновению цветности. Окраску некоторых типов неорганических веществ связывают, кроме того, с наличием в их молекулах атомов с вакантными орбиталями. Предполагают, например, что окраска комплексных ионов (см. Комплексные соединения ) обусловлена присутствием в них атомов элементов с незаполненными d- или f -орбиталями. Интенсивное поглощение света такими ионами связано с переносом электронов лигандов на вакантные орбитали центрального атома.
Для расчёта полос поглощения окрашенных химических соединений (исходя из их структурных формул) существуют квантовомеханические методы, которые во многих случаях дают результаты, совпадающие с экспериментом. Расчёты полос поглощения красителей, молекулы которых имеют сложное (особенно несимметричное) строение, пока трудно осуществимы.
Лит.: Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ., М., 1964; Дядюша Г. Г., Электронные спектры и строение симметричных органических соединений, «Украинский химический журнал», 1964, т. 30, № 9; его же, Влияние замыкания хромофора в симметричный цикл, там же, № 11; Chemical applications of spectroscopy, ed. W. West, N. Y., 1968; Теренин А. Н., Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений, Л., 1967; Венкатараман К., Химия синтетических красителей, пер. с англ., т 1—3 Л., 1956—74; Штерн Э., Тиммонс К., Электронная абсорбционная спектроскопия в органической химии, пер. с англ., М., 1974; Киприанов А. И., Введение в электронную теорию органических соединений, 2 изд., К., 1975.
Г. Г. Дядюша.
