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Sistema XYZ

Sistema XYZ. No sistema Yxy, as diferenças não são uniformes:. 4. X. 4. Xn. =. u. *. =. un. *. +. +. 4. X. 15. Y. 3. Z. +. +. 4. Xn. 15. Yn. 3. Zn. 9. Y. 9. Yn. =. =. v. *. vn. *. +. +. +. +. X. 15. Y. 3. Z. Xn. 15. Yn. 3. Zn.

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Presentation Transcript

  1. Sistema XYZ No sistema Yxy, as diferenças não são uniformes:

  2. 4 X 4 Xn = u * = un * + + 4 X 15 Y 3 Z + + 4 Xn 15 Yn 3 Zn 9 Y 9 Yn = = v * vn * + + + + X 15 Y 3 Z Xn 15 Yn 3 Zn E=((L*)2+(u*)2+(v*)2) Sistema L*u*v* O sistema L*u*v* (1976) é obtido a partir de XYZ: L*=100(Y/Yn)1/3-16 Un*=13L*(u*-un*) Vn*=13L*(v*-vn*) Onde:

  3. Sistema L*u*v*

  4. Sistema L*a*b* O Sistema CIE L*a*b* (1976) também é uniforme: L*=116 (Y/Yn)1/3 - 16 a*=500 ((X/Xn)1/3 - (Y/Yn)1/3) b*=200 ((Y/Yn)1/3 - (Z/Zn)1/3) A diferença entre duas cores se dá pela relação: E=((L*)2+(a*)2+(b*)2)1/2 Obs.: Xn, Yn e Zn correspondem ao branco nominal.

  5. L* = 100 + b* - a* + a* - b* L* = 0 Sistema L*a*b* L* = claridade (100 a 0) +a* = vermelho - a* = verde +b* = amarelo - b* = azul

  6. Sistema L*C*h Associadas ao sistema L*a*b* existem as seguintes variáveis: Luminosidade: L*=116 (Y/Yn)1/3 - 16 Saturação: C*=(a*2+b*2)1/2 Ângulo de Tonalidade: h=arc tg (b*/a*) Que definem o sistema L*C*h

  7. Sistemas L*a*b* e L*C*h

  8. = + D + D * * 2 * 2 * 2 D D E ( L ) ( a ) ( b ) ab D D - D - D = * * 2 * 2 * 2 H ( E ) ( L ) ( C ) ab ab ab Diferenças de cor • Para a determinação de diferenças de cor usa-se o parâmetro DE: • Para a determinação de diferenças de tonalidade usa-se o parâmetro DH:

  9. Diferenças de cor

  10. 2 2 2 æ ö æ ö æ ö D D D * * * C H L ç ÷ ç ÷ ç ÷ D = + + * E ab ab ç ÷ ç ÷ ç ÷ 94 k S k S k S . . . è ø è ø è ø L L C C H H = S 1 L = + * S 1 0 , 045 C C ab = + * S 1 0 , 015 C H ab = = = k k k 1 L C H Norma CIE 1994 Apesar do espaço CIE L*a*b* de 1976 ser uniforme, a percepção de diferenças de cor no seu interior não é uniforme, o que levou a CIE a criar o parâmetro DE*94 Onde:

  11. = S 1 L = + * * S 1 0 , 045 C . C , 1 , 2 C ab ab = + * * S 1 0 , 015 C . C , 1 , 2 H ab ab Norma CIE 1994 Como o valor de DE*94 depende do valor de C*ab, normalmente usa-se o valor do padrão. Quando nenhuma das amostras pode ser considerada como padrão, usa-se a média geométrica entre ambas:

  12. Norma CIE 1994 Em algumas aplicações pode ser interessante alterar os parâmetros colorimétricos kL, kC ou kH. Neste caso a notação deve ser: DE*94(kL,kC,kH) Na indústria têxtil é comum usar kL=2, de forma que a notação a ser usada é: DE*94(2,1,1)

  13. 2 2 2 æ ö æ ö æ ö D D D * * * L C H ç ÷ ç ÷ ç ÷ D = + + E ç ÷ ç ÷ ç ÷ CMC l . SL c . SC SH è ø è ø è ø * 0 . 040975 L ì = > * SL , L 16 ï + * 1 0 . 01765 L í = £ ï * SL 0 . 511 , L 16 î * 0 . 0638 C = + SC 0 . 638 + * 1 0 . 0131 C = + - SH ( FT 1 F ) SC Norma CMC O DECMC é similar ao DE*94: • Na indústria têxtil utiliza-se normalmente: • l = 2 • c = 1

  14. INTERAÇÃO LUZ-MATÉRIA Emissão Reflexão Transmissão Absorção Difração

  15. Emissão A emissão de luz ocorre por quatro mecanismos básicos: • Emissão atômica ou molecular • Emissão térmica • Fluorescência e fosforescência • Emissão estimulada

  16. Raias de emissão Do hidrogênio Emissão atômica ou molecular É a emissão devida à transição de elétrons entre um estado excitado e o estado fundamental. Se caracteriza pela emissão em raias estreitas.

  17. Emissão térmica Se dá pela dissipação da energia vibracional dos átomos e/ou moléculas na forma de fótons. É caracterizada por um espectro contínuo dependente da temperatura.

  18. Fluorescência e fosforescência Ocorre quando o retorno de um elétron do estado excitado ao fundamental se dá em mais de um estágio, passando por condições meta-estáveis. • Fluorescência: tempos de até 10-6 s • Fosforescência: tempos de até 10 s

  19. Fluorescência

  20. Luz do dia Lâmpada incandescente Fluorescência

  21. Emissão estimulada • Ocorre quando a passagem de um fóton perto de um elétron excitado, induz a emissão de um fóton idêntico. • Caracteriza-se por uma emissão monocromática, paralela, polarizada e coerente (mesma fase) • É o LASER (“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”)

  22. Laser

  23. Absorção Da mesma forma que um eletron excitado emite um fóton ao passar para o estado fundamental, um elétron no estado fundamental pode absorver um fóton e passar para um estado de maior energia. Uma substância irá absorver luz na região do visível se houverem transições eletrônicas possíveis com energias envolvidas da grandeza da energia de um fóton de luz visível.

  24. Absorção Normalmente as energias associadas às transições eletrônicas em átomos ou moléculas simples são da ordem de grandeza da energia de fótons de Raios-X. Mas em moléculas ou cristais de estrutura eletrônica mais complexa, estas transições podem ocorrem com energias mais baixas, na região do visível.

  25. 4p* } s* 4p 4s* eg* 4s Energia t2g 3d s eg } s 4p 4s Fe+2 FeS2 S-2 Absorção Teoria dos campos ligantes

  26. Bandas de condução Energia DE DE Absorção • Teoria das bandas de energia Bandas de valência Semi- condutor Condutor Isolante

  27. reflectância especular fonte de luz transmitância regular Objetos transparentes A luz não sofre espalhamento ao atravessá-los mas é parcialmente absorvida.

  28. reflectância difusa transmitância difusa reflectância especular transmitância regular fonte de luz Objetos translúcidos A luz sofre espalhamento e absorção parciais ao atravessá-los

  29. reflectância difusa reflectância especular (brilho) fonte de luz Objetos opacos A luz não atravessa os objetos

  30. Lei de Snell: b n sin = 0 a sin n 1 Ótica Geométrica • Refração

  31. a - b 2 sen ( ) = R ^ a + b 2 sen ( ) a - b 2 tan ( ) = R || a + b 2 tan ( ) é ù a - b a - b 2 2 1 sen ( ) tan ( ) = + R ê ú reg a + b a + b 2 2 2 sen ( ) tan ( ) ë û Ótica Geométrica • Reflexão regular

  32. n0=1,00 n1=1,57 Ótica Geométrica Polarização da luz refletida

  33. n a = 0 sen n 1 2 4 n n æ ö - n n = 1 0 T ç ÷ = 1 0 R ç ÷ reg + reg 2 + ( n n ) n n è ø 1 0 1 0 Ótica Geométrica • Reflexão total 0 • Incidência perpendicular

  34. n0=1,57 n1=1,00 Ótica Geométrica Comportamento da luz refletida

  35. Índices de refração Índices de refração de alguns minerais:

  36. Índices de refração Índices de refração de alguns polímeros:

  37. Índices de refração Índices de refração de alguns líquidos:

  38. Índices de refração O índice de refração pode ser também representado por um número complexo do tipo n-ik, onde k é o coeficiente de absorção do material. Para o óxido de cobre I:

  39. Funcionamento da fibra ótica O funcionamento da fibra ótica se baseia no fenômeno da reflexão total: Toda a luz que penetrar em uma extremidade da fibra com um ângulo menor que o limite de reflexão total vai sendo refletida indefinidamente sem ocorrer perda lateral de energia.

  40. p 2 ò = a a a a R 2 R ( ). sen . cos . d dif reg 0 Ótica Geométrica Iluminação difusa (Lei de Lambert)

  41. l = h 8 . cos q Reflexão regular/difusa • A diferença entre uma reflexão regular ou difusa está na qualidade da superfície. • A transição entre estes modos pode ser estimada pelo critério de Rayleigh: h: altura das irregularidades l: comprimento de onda q: ângulo de incidência Luz visível: (380 a 780 nm)

  42. Reflexão regular x difusa Uma superfíce perfeitamente difusora é um modelo ideal que não é observado na prática. Superfícies reais misturam reflexão especular com difusa. Reflexão especular Luz incidente Amostra

  43. Espalhamento de luz O espalhamento da luz por partículas de matéria se dá pela combinação de três fenômenos: Refração Difração Reflexão

  44. Espalhamento de luz À combinação dos três fenômenos juntos chama-se Difusão (ou espalhamento): • O espalhamento aumenta: • Com o aumento da diferença entre os índices de refração das partículas e do meio • Quando o tamanho das partículas se aproxima do comprimento de onda da luz

  45. Mie Ótica geométrica Rayleigh Índice de refração relativo Rayleigh/Gans 1 0  Dimensão relativa Espalhamento da luz Existem vários modelos para descrever a difusão causada por partículas individuais:

  46. MEIOS TRANSPARENTES Lei de Beer-Lambert

  47. p 4 ks - l = I I . e 0 0 æ ö 1 - e = . . c d I I . e = = e ç ÷ A ln . c . d 0 T è ø Lei de Beer-Lambert Lei de Lambert (meios absorventes) Lei de Beer-Lambert (em função da concentração)

  48. å = e A . c . d i i i Lei de Beer-Lambert • A lei de Beer-Lambert determina que a absorbância é aditiva em relação à concentração, ou seja:

  49. MEIOS OPACOS (DIFUSORES) Modelo de Kubelka-Munk Correção de Saunderson

  50. Modelo de Kubelka-Munk Pressupostos: • Iluminação difusa (lei de Lambert) • Tamanho das partículas muito menor que a espessura do meio • Partículas aleatoriamente distribuídas e aproximadamente da mesma dimensão • Inexistência de reflexão especular

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