為什么博物館禁止使用閃光燈？

1、問題的根源：光攜帶能量萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)，因?yàn)殛?yáng)光蘊(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

2、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

3、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(zhǎng)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？閃光燈的光，和展品的耐受力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(zhǎng)更短、能量更高的紫外光區(qū)（200 nm - 400 nm），和比紅色光波長(zhǎng)

4、更長(zhǎng)，具有明顯熱效應(yīng)的紅外區(qū)（700 nm 1200 nm）。 氙氣閃光燈發(fā)射光譜：橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)范圍，縱坐標(biāo)為強(qiáng)度。那么氙氣閃光燈是否符合要求呢？首先看色溫。作為陽(yáng)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(wàn)勒克斯這顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于藏品所能承受照度值。展品照度推薦值。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

5、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(jiǎn)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

6、著?？墒?，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(jiǎn)直是白眼狼，回過頭來就把染料氧化得干干凈凈。 單線態(tài)氧的產(chǎn)生方式。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

7、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(shuí)誰(shuí)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。 超氧陰離子的產(chǎn)生方式。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

8、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(zhǎng)為365 nm的紫外燈對(duì)染料中的靛玉紅有明顯的降解作用。 靛藍(lán)染料。 利用靛藍(lán)染色制成的紡織品。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。靛藍(lán)胭脂紅光氧化分解為靛紅磺酸。光，讓繪畫“黯然失

9、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。 硫化鎘粉末。 油畫作品中使用的硫化鎘（鎘黃）。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)