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

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Apresentação em tema: "Sistema XYZ No sistema Yxy, as diferenças não são uniformes:"— Transcrição da apresentação:

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

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: u X XYZ * v Y XYZ * un Xn YnZn * vn Yn XnYnZn * E=(( L*) 2 +( u*) 2 +( v*) 2 )

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

6 Sistema L*C*h Associadas ao sistema L*a*b* existem as seguintes variáveis: Luminosidade:L*=116 (Y/Yn) 1/ 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 Diferenças de cor Para a determinação de diferenças de cor usa-se o parâmetro E: 2*2*2** )()()(baLE ab Para a determinação de diferenças de tonalidade usa- se o parâmetro H: 2*2*2** )()()( ab CLEH

9 Diferenças de cor E Diferença de cor < 0,2imperceptível 0,2 a 0,5muito pequena 0,5 a 1,5pequena 1,5 a 3,0distinguível 3,0 a 6,0facilmente distinguível 6,0 a 12,0grande > 12,0muito grande

10 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 E* 94 2 * 2 * 2 * * HH ab CC LL Sk H Sk C Sk L E Onde: 1 015,01 045,01 1 * * HCL abH C L kkk CS CS S

11 Norma CIE 1994 Como o valor de E* 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: * 2, * 1, * 2, * 1,.015,01.045,01 1 ab H C L CCS CCS S

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

13 Norma CMC O E CMC é similar ao E* 94 : 2 * 2 * 2 *.. SH H SCc C SLl L E CMC 16, , * * * * LSL L L L * * C C SC FFTSH)1( 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 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. Raias de emissão Do hidrogênio

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 s Fosforescência: tempos de até 10 s

19 Fluorescência

20 Luz do dia Lâmpada incandescente

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 Absorção 3d 4s 4p * 4p* 4s* eg* eg 4p 4s t2g Energia Fe +2 S -2 FeS 2 Teoria dos campos ligantes

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

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

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

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

30 Ótica Geométrica Refração 1 0 n n sin Lei de Snell :

31 Ótica Geométrica Reflexão regular )(sen )( 2 2 R ) (tan ) ( 2 2 || R )(tan )( )(sen )( reg R

32 Ótica Geométrica Polarização da luz refletida n 0 =1,00 n 1 =1,57

33 Ótica Geométrica Reflexão total 1 0 sen n n nn nn R reg Incidência perpendicular )( 4 nn nn T reg 0

34 Ótica Geométrica Comportamento da luz refletida n 0 =1,57 n 1 =1,00

35 Índices de refração Carbonato de cálcio (calcita)1, ,658 Talco1,54 – 1,60 Mica muscovita1,55 – 1,61 Sulfato de bário1,636 – 1,648 Óxido de magnésio1,736 Caulim1,55 – 1,57 Sílica (quartzo)1,544 – 1,553 Dióxido de titânio (rutilo)2,61 – 2,90 Dióxido de titânio (anatásio)2,498 – 2,562 Sulfato de cálcio hidratado (gipsita)1,52 – 1,55 Silicato de zircônio (zirconita)1,96 – 2,01 Óxido de zircônio (badeleita)2,13 – 2,20 Sílica hidratada (opala)1,3 – 1,45 Hidróxido de alumínio1,56 – 1,60 Índices de refração de alguns minerais:

36 Índices de refração Acetato de celulose (CA)1,49 Butil acetato de celulose (CAB)1,478 Policloreto de vinila (PVC)1,54 Fluoreto de polivinilideno (PVDF)1,42 Nylon 6 (PA6)1,53 Policarbonato (PC)1,585 Polietileno sulfonato (PES)1,65 Polietileno de baixa densidade (LDPE)1,51 Polietileno de alta densidade (HDPE)1,54 Polietileno tereftalato (PET)1,58 - 1,64 Polimetilmetacrilato (PMMA)1,49 Polioximetileno (POM)1,48 Poliestireno (PS)1,59 - 1,60 Politetrafluoretileno (PTFE)1,38 Índices de refração de alguns polímeros:

37 Índices de refração Acetona1,357 Tetracloreto de carbono1,459 Etileno glicol1,431 Etanol1,359 Metanol1,326 Metiletilcetona (MEK)1,377 Polietileno glicol1,460 Tolueno1,493 Ciclohexano1,424 Estireno1,545 Água1,335 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: (nm) nk 3002,001, ,401, ,800, ,060, ,120, ,100, ,020, ,900, ,830,083

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 Ótica Geométrica Iluminação difusa (Lei de Lambert) 2 0.cos.sen).(2 dRR regdif

41 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: cos.8 h h : altura das irregularidades : comprimento de onda : ângulo de incidência = 0 o h = 0,07 m = 45 o h = 0,10 m = ~90 o h = 4,0 m 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. Luz incidente Reflexão especular Amostra

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

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

46 MEIOS TRANSPARENTES Lei de Beer-Lambert

47 Lei de Lambert (meios absorventes) ks eII Lei de Beer-Lambert (em função da concentração) dc eII.. 0. dc T A.. 1 ln

48 Lei de Beer-Lambert A lei de Beer-Lambert determina que a absorbância é aditiva em relação à concentração, ou seja: i ii dcA..

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

51 Modelo de Kubelka-Munk Rg dxI J 0 d SJISK dx dI )( SIJSK dx dJ )(

52 Modelo de Kubelka-Munk R R dS gg R R dS g g e R RRR e R RR R RR R )(. 1 S K R R RF 2 )1( )( 2

53 Modelo de Kubelka-Munk Permite uma relação entre a reflectância e a composição: n i ii n i ii mist cS cK S K 1 1 Modelo de duas constantes

54 Modelo de Kubelka-Munk O coeficiente de difusão da mistura pode ser considerado constante quando: Toda a difusão ocorre no substrato (têxteis, etc…) Um componente altamente difusor (branco) está presente em largo excesso

55 Modelo de Kubelka-Munk Neste caso: n i ii n i i i mist cKc S K S K 00 0 F(R) c K F0F0 Modelo de uma constante

56 Correção de Saunderson Substrato difusor (Kubelka-Munk) Raio incidente

57 Modelamento Substrato difusor (Kubelka-Munk) Raio incidente k1 k2 Interface

58 Equacionamento kRRk kkR kkRkkR c RkRkRk RkkkR c x x n n Comopara x<1 Rk Rkk kR c c c Rkk kR R Temos:ou

59 MEDIÇÃO Colorímetros Espectrocolorímetros Geometrias de Medição

60 Colorímetro Iluminação Filtros X=20,82 Y=18,34 Z=36,53 Detectores Amostra

61 Espectrocolorímetro Rede de difração R 400 =05,42 R 420 =06,84 R 680 =82,74 R 700 =83, Detectores Amostra Iluminação

62 Espectrocolorímetro

63

64 Geometrias de Medição 0/45 detector d/0 Especular Incluso detector 8o8o d/0 Especular Excluso detector 8o8o

65 Geometria d/8


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