每个人都在博物馆用闪光灯梵高的向日葵就变成白菊花了

 
       

  原标题:每个人都在博物馆用闪光灯,梵高的向日葵就变成白菊花了 逛博物馆时,如果留心观察,我们有时会发

  逛博物馆时,如果留心观察,我们有时会发现馆内竖有禁止使用闪光灯的标识。为什么在博物馆需要禁用闪光灯?开了闪光灯,对展品会有什么影响吗?

  所有的光都蕴含着能量,但这些能量却是文物老化的罪魁祸首之一。其中最致命的可能是光化学反应:在这些能量的作用下,文物表面的分子或者分解,或者与其他物质反应,从而失去了原本的特征。

  不过,光的能量并不是平等的。光传递能量时并不连续,而是分成一个个的小能量包,每个包对应一个“光子”。越蓝的光,每个光子的能量就越大,通常而言造成的光化学破坏也越大;而就算总能量相同,越红的光,造成的光化学破坏也较小。

  所以,关注光对文物的影响,需要注意两点:一是光携带的总能量大小,二是其中多少光子是高能的,多少是低能的。在讨论展出文物时,前者可以用“照度”来近似,而后者可以用“色温”来近似。

  光的能量,严格说应该用辐射功率来衡量。但是日常环境中,我们主要是用眼睛接收光,最常用的判断标准就是眼睛感受到的明亮程度,所以在讨论可见光的能量时,我们常常使用“照度”——把光强折合为人眼感受到的亮度。

  光子能量分布,严格说应该用光谱信息来衡量。但博物馆和摄影一般不会使用奇怪的光源,普通光源很多都可以用理想的黑体来近似。所以,我们用黑体的对应温度——“色温”来描述光子的能量状况:色温越高,高能光子越多,光化学破坏力也越大。

  在纯粹的黑暗中保管文物当然最理想,但这样就失去了文物的教育和审美意义。好的博物馆会严格控制馆内光源,既能让参观者肉眼看到重要细节,又能尽可能延长文物的寿命;但再好的控制,面对外来的闪光灯也会化为泡影。那么,拍照时的闪光灯会发出怎样的光?是否超过了展品的耐受能力呢?

  以最常用的氙气闪光灯为例,为了更详细地了解它的发光性质,我们结合氙气闪光灯的发射光谱加以讨论。图中可以看出,除可见光区(400 nm - 700 nm)外,氙气闪光灯还有两个明显的发射区,分别在波长更短、能量更高的紫外光区(200 nm - 400 nm),和比红色光波长更长、具有明显热效应的红外区(700 nm – 1200 nm)。

  氙气闪光灯发射光谱:横坐标为波长范围,纵坐标为强度。图片来源:参考文献[1]

  那么氙气闪光灯是否符合要求呢?首先看色温,作为阳光的绝佳替代品,氙灯的色温与其相近,一般在6200K左右,这已经超过了对光有一定敏感度的藏品的要求了。作为闪光灯,氙灯发光的时间虽然很短,但在距离物品2米处时,其瞬时照度可以达到上万勒克斯——这显然远远大于藏品所能承受照度值。

  造成染料如此“娇弱”的原因很多,“光漂白”便是罪魁祸首之一。顾名思义,染料的光漂白就是指染料在光照作用下发生褪色。这其中的机理较为复杂,但多数研究表明,染料光漂白可以分为染料的直接分解和氧化分解两种途径。直接分解一般需要能量较高的紫外光,发生条件稍显苛刻;而氧化分解对光的要求不高,加上氧气无处不在,在平常条件下就很容易发生。

  根据被光活化后,染料分子如何与氧气反应,光促进氧化分解的途径又可以分为两种。

  第一种途径是光通过染料活化氧气,被活化的氧气反过来把染料破坏掉。为了更好地了解这两种途径,我们需要先引入一个概念——能级。为了简单理解,我们可以把能级看成是不同高度的楼层。虽然分子喜欢在稳定的最底层呆着,但一旦有了光照,染料分子会吸收合适的光能,跃上更高层。另一方面,虽然光照很难让处于底层状态的氧气“嗨”起来,但吸收了光能的染料分子会慷慨地将光能送给氧气,自己退回底层。获得能量的氧气则一跃成为能量更高的单线态氧,把染料氧化得干干净净。

  另一种光促进氧化的途径是直接产生自由基超氧阴离子。更微观地看,分子内部也有不同的楼层,房客则是一个个的电子。当电子吸收了光能,会跳到更高的楼层。氧气的出现使得不安分的高层电子有了新的去处——被光照活化的染料分子会将电子移交给氧气,自身被氧化为自由基正离子,而氧气则被还原为自由基超氧阴离子。自由基超氧阴离子兼具自由基的活泼和氧的强氧化性,会将染料分子分解殆尽。

  尽管古代没有那么丰富的人工合成染料,人们还是从大自然获得了种类繁多的天然染料,比如靛蓝、花青素、紫草素、小襞碱等。古代的靛蓝染色依靠的是从植物中提取的汁液,在染色过程中,除了靛蓝以外,还常常因染色时温度、pH值的变化而产生靛玉红——一种与靛蓝结构相近的分子。有研究发现,主波长为365 nm的紫外灯对染料中的靛玉红有明显的降解作用。

  另外,靛蓝染料中的靛蓝胭脂红在紫外灯和氧气的作用下,也会很快发生氧化分解,生成靛红磺酸。

  织物常用各种有机染料来增添色彩,而绘画还会使用各种无机颜料,比如铅白,朱砂等等。那么,使用无机颜料的藏品能否逃过闪光灯的追杀呢?

  遗憾的是,不能。举例来说,亮黄色的绘画颜料中会使用一种叫做硫化镉(CdS)的成分,这种成分因其着色力强、稳定以及颜色鲜亮,广受画家们的欢迎。莫奈、梵高、毕加索等绘画大家的作品中都大量使用了这种颜料。

  但是在可见光的作用下,硫化镉中的硫会被逐步氧化成硫酸根。这个过程还是可以用之前提到的能级模型来解释:光照会将硫化镉中的电子赶到更高的楼层中,而一旦有空出来的房间,原本住在硫中的电子就会趁虚而入。结果硫失去电子,被氧化为单质硫,而单质硫很容易被氧气氧化为硫酸根,最终使颜料被完全破坏。

  光照对藏品的破坏还远不止于此——红外光虽然能量较低,但是其显著的热效应可以加速纸张、木器等纤维素丰富的藏品脱水开裂;有机藏品,比如动植物标本、骨器等中富含的羰基、芳基等发色团,同样可以在光照的条件下被激发,发生氧化,或干脆直接被分解。

  闪光灯一次小小的闪烁,肯定不会像实验室中的模拟条件那样苛刻,但是日积月累的伤害却足以产生水滴石穿的效果。为了历史的厚重可以千百年的传承下去,请关闭闪光灯,小心翼翼地欣赏那些珍贵的藏品吧!

  [11] 王永礼, 博士论文, 物理环境对古代丝织品色泽和丝质的影响研究, 东华大学, 2007

      太阳城,澳门太阳城,太阳城娱乐


网站地图