博物馆为什么不能开闪光灯

博物馆为什么不能开闪光灯

博物馆为什么不能开闪光灯


因为光蕴含能量 , 而博物馆的很多藏品都容易受到光线的伤害 , 为了保护藏品 , 则不能使用闪光灯 。例如黄色、茶色和红色丝绸在光照下容易褪色;白色丝绸光老化作用最小 , 光照作用对黑色、红色、茶色丝绸的丝纤维产生的破坏作用较大 。
博物馆禁止使用闪光灯的原因
  • 01为了保护文物
    太强的光线会对博物馆里的一些脆弱文物有伤害 , 尤其有机质文物和带有色彩的文物 , 在博物馆昏暗的光线下性状保持相对稳定时 , 突遇闪光灯 , 光线骤然增强 , 对这一类文物往往是有致命危害的 。
    万物生长靠太阳 , 因为阳光蕴含着能量 。其实所有的光都是如此 , 也正是这些能量成为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 , 或者和其他物质反应 , 从而失去了原本的特征 。
    不过 , 在光的例子里 , 能量并不是平等的 。光传递能量时并非连续的 , 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 。不严格地比喻说 , 这就像被普通网球分别砸一百下没有事 , 而被一个百倍质量的超级网球砸一下可能就要出事 。所以 , 关注光对文物的影响 , 需要注意两件事情: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 。
    严格地说 , 衡量光的能量 , 应该用辐射功率 。但是日常环境中我们接收光的最主要仪器就是我们的眼睛 , 最常用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时候我们常常会使用“照度”——把光强折合为人眼感受到的亮度 。类似地 , 衡量光子能量分布 , 严格说应该用光谱信息 。但博物馆和摄影一般不会使用什么奇怪的光源 , 而普通光源很多都可以用理想的黑体来近似 。所以这里我们用黑体的对应温度——“色温”来近似描述光子的能量状况:每种情况下的光源都会发出能量大小不一的各种光子 , 但是色温越高 , 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) 。
    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 。作为闪光灯的氙灯发光时间虽然很短 , 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 。纺织品为何如此容易“见光死”?多彩的织物依赖于各种染料 。正所谓“成也萧何 , 败也萧何” , 染料本身的脆弱 , 也使彩色织物更加难以保存 。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;而氧化分解途径 , 或者说光促进氧化途径 , 因为对光的要求不高 , 再加上无处不在的氧气在其中“为虎作伥” , 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 , 被活化的氧气再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 。俗话说 , 水往低处流 。分子其实也都喜欢在稳定的最底层呆着 。可是 , 一旦有了光照 , 染料分子会吸收合适的光能 , 纷纷蹦上更高层 。而另一方面 , 平时沐浴在氧气中的我们欢蹦乱跳的 , 可能会觉得氧气很温和 。其实 , 这是因为氧气一般都是三线态氧——处于底层状态的氧气 。通常情况下 , 光照很难让氧气“嗨”起来 , 而吸收看光能 , 蹦上高层的染料分子 , 恰好扮演了能量传递者的身份——它们慷慨的将光能送给氧气 , 自己则退回到底层 。而获得能量的氧气一步登天 , 摇身一变成了能量更高的单线态氧 , 露出了杀手的本来面目 。这单线态氧简直是白眼狼 , 回过头来就把染料氧化得干干净净 。另一种光促进氧化途径则来得更加直接 。前面我们说到 , 分子可以登上不同的楼层 。其实更微观的来看 , 分子内部也是有着不同的楼层 , 而房客则是一个个的电子 。电子本来都规规矩矩的从低层到高层住着自己的房间 , 光一来 , 情况就不同了 , 电子在吸收光能后 , 会跳到更高的楼层 。如果这个不安分的电子再跳回原来的房间 , 并把吸收的能量以其他方式释放出去 , 比如光 , 那么一切安好;但是 , 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 , 自身则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 。自由基超氧阴离子可以说是结合了自由基的活泼和氧的强氧化性 , 是个瞪谁谁怀孕的恶魔 。在这个恶魔面前 , 染料分子丢盔弃甲 , 被分解殆尽 。
    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(吲哚类)、花青素(类黄酮类)、紫草素(醌类)、小襞碱(生物碱类)等 , 其中的靛蓝染料有着非常悠久的使用历史 。古代的靛蓝染色依靠的是从植物如蓝草中提取的汁液 。在染色过程中 , 除了会生成靛蓝以外 , 还常常因染色时温度、pH值的变化 , 产生靛玉红——一种与靛蓝结构相近的分子 。而有研究发现 , 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(只比靛蓝多了磺酸根 , 除了增加水溶性以外 , 基本结构和性质和靛蓝差不多)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 。
    光 , 让绘画“黯然失色”
    织物常用各种有机染料来增添色彩 , 而另一个彩色世界——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 , 如油画 , 是否能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、稳定性以及颜色鲜亮 , 而广受画家们的欢迎 。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:光照会住在硫化镉中的电子房客赶到更高的楼层中 , 而一旦有空出来的房间 , 原本住在硫中的房客就会趁虚而入 。结果就是硫失去电子 , 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 。管中窥豹 , 可见一斑 。上面看的这些例子 , 也只是为大家展示了光照对藏品破坏这只花豹身上的一块花斑 。而光照对藏品的破坏又何止这一种——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;而有机藏品 , 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!

【博物馆为什么不能开闪光灯】

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