结论

尽管在实验室条件下,光照对于藏品的危害已经有了比较充分的研究,但目前直接关于闪光灯对藏品影响的研究还不够充分,结论也尚不明确。但考虑到一旦闪光灯对藏品造成损害,那么这种损害将会是不可逆的,而且闪光灯可能造成的这种额外伤害,是可以避免的,我们不应该用珍贵的藏品来冒这个险。

此外,一些博物馆禁止使用闪光灯还有出于知识产权保护方面的考量。作出这样规定的博物馆通常都是历史类、人物纪念类博物馆,主要是因为他们的展品丰富多样,像英国的大英博物馆,法国的卢浮宫,俄国的艾尔米塔什博物馆(冬宫),我国的故宫博物院、毛泽东同志纪念馆、邓小平同志纪念馆等,都是这类博物馆的代表。而且在博物馆使用闪光灯,还会对其他参观者造成干扰。因此,我们应该遵守博物馆方面的规定,看到禁止使用闪光灯的标识,就请自觉地关闭手机或相机的闪光灯吧!(编辑:球藻怪、Ent)

www.yzc579.com 1图片来自:S.
R. Adams et al

我觉得可以把闪光灯当成超弱版米加粒子炮,每对着古迹闪一次可以当成一次小小的轰击,多了就把画击沉了。

www.yzc579.com 2在博物馆参观时,经常能够看到禁止使用闪光灯的标识。有些人觉得开一次闪光灯没什么大不了,但实际上,一些娇贵的文物可禁不起谁都来“闪”一下。图片来源:中国国家博物馆

没有色彩的电镜世界

在过去,光学显微镜带领着人们第一次走进了肉眼不可辨别的微观世界,微生物和各种生命体内的微观结构开始为人所知。不过,当人们需要观察更加微小的结构时,光学显微镜的放大倍数就显得不够用了:受到衍射的影响,光学显微镜的分辨极限大约在200
nm,在此基础上即使再去放大,也无法看到清晰的成像了。为进一步提高分辨率,科学家们就用波长短得多的电子束替代了可见光,制造出了电子显微镜。电子显微镜使微观成像的分辨达到了
0.1 nm,这项重要的技术的研发者1986年获得了诺贝尔物理学奖。

然而,电子显微镜也有自己的缺点:这是一个没有色彩的黑白世界。可见光有不同色彩,我们也可以很方便地给生物组织的特定成分加上染色或是荧光标记。而电镜获得的图像是反映电子多少(即亮度)的“灰度图”,其中没有色彩信息。当然,人们可以给电镜图片进行后期上色,但这样的上色并不能选择性地突出所要观察的结构。如果原图中的灰度差别不大,后期上色也会很难将它们分开。

www.yzc579.com 3 这张色彩梦幻的噬菌体图片来自透射电子显微镜,它的颜色就是“伪彩色”。图片来自:Sterling
Publishing

为了让电镜图片更加“突出重点”,科学家们已经做出了很多努力,例如加入重金属来提高“对比度”。生物主要是由碳氢氧氮这样比较轻的元素构成,电子透过得到的图像对比度较低(就像是一幅淡淡的铅笔画)。而如果用重金属(如锇、铀或者铅)把背景染成深色,或是让它们与脂质或蛋白质进行结合,就可以得到更加黑白分明的图像。但是,这样做依然无法重点区分特定的生物分子。还有科学家尝试将这些重金属颗粒与抗体结合,让它们结合到特定的生物分子上去,但这种“标签”难以进入细胞,因此适用范围还是有限。

www.yzc579.com 4负染法示意图。图片来自:quazoo.com

我的衣服在我玩闪光灯的时候不小心被烧糊过。。。。就是灯头对着衣服,然后恩了下试闪。。。

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。可最近,发生在国家博物馆的一起“闪光灯事件”,引发了人们对这项规定的讨论:闪光灯真的会对博物馆的藏品造成伤害吗?

为黑白图像染上“颜色”

而这一次,研究者们带来了一些为电镜图片“染色”的新思路。他们给染料分子连上了不同的镧系金属元素,并让这些染料沉淀到特异性标记的周围。虽然电子显微镜下依然没有真正意义上的色彩,但通过投射电子的能量损失不同,这些染料可以产生彼此区分的信号。这样一来,就相当于给样品加上了不同的色彩标签。

研究者们将显色剂二氨基联苯与镧系金属耦合在一起,作为电子显微镜的“特制染料”。想要标记生物分子时,就给对应的抗体连上荧光集团或是氧化酶分子,再通过光或者酶来诱发反应,让染料沉积到目标周围。在完成“染色”之后,再按照常规的氧化锇负染以增强对比度,进行电镜成像。

www.yzc579.com 5Ln-DAB2染料和染色方法:用带有氧化分子(红色为荧光分子,绿色为辣根过氧化酶)的抗体特异性标记目标分子(图中为红色标记线粒体和绿色标记核膜),分别让不同的Ln-DAB2染料在抗体附近原位氧化沉淀。再经过常规样品处理并分别成像,使用计算机处理得到彩色图像。

在成像时,研究者用一束动能一致的电子投射到样品上。当电子通过样品时,会与其中的原子发生碰撞,进而损失一部分能量,在用不同染料处理过的地方,电子的能量损失会产生明显的差异。通过检测这些差异,就可以让染色位置从背景中脱颖而出了。通过计算机处理,将不同染料对应的信号分别转换成不同的伪彩色,再与原始的黑白电镜图片叠加,这样就得到了我们在开头处看到的电镜彩照。

www.yzc579.com 6彩色电镜分别成像:A为传统电镜图;C和D分别为标记的线粒体和细胞膜;E是伪彩叠加图

闹了半天,颜色还是“假的”?的确,区分了能量差异,电子束依然没有真正的颜色。不过,与“纯靠想象”的后期上色相比,染料的标记还是起了很大作用。论文作者证明,这种方法可以分别用于细胞和组织的染色,并足以将不同的分子标记从传统的黑白电镜成像中分离出来。

www.yzc579.com 7彩色电镜的应用:星形胶质细胞分享突触结构图(F);细胞透膜肽介导的内吞囊泡图(H);新合成PKMζ在神经元中的定位图(D)

目前,这种方法还只能在拍出三种“色彩”:它们分别被标记为红色、绿色和黄色。研究者希望,将来还能加入更多颜色种类,进一步提高图像的对比度。

在过去二十年中,超高分辨荧光显微成像技术正突破着光学显微镜的成像极限,而现在,电子显微镜的世界也变得多彩了起来。这些技术的进步都将带领科学家们更深入地了解细胞内部的精细构造,揭开更多微观世界的生命奥秘。(编辑:窗敲雨)

我国《博物馆建筑设计规范》中提出的展品照度推荐值:展品类别 照度推荐值
对光不敏感:金属、石材、玻璃、陶瓷、珠宝、搪瓷、珐琅等 ≤300
对光较敏感:竹器、木器、藤器、漆器、骨器、油画、壁画、角制品、天然皮革、动物标本等
≤180
对光特别敏感:字纸书画、纺织品、印刷品、树胶彩画、染色皮革、植物标本等
≤50
为了保护文物国内博物馆都严格严格按照标准对展厅内文物收到的光线进行控制,尤其是在有由机质材料的文物展出的展厅里,照度都控制在比较低的范围内,这都是为了保护文物。而且从上表中我们可以看出,无论何种材质的文物对它的照度最不要超过300勒克斯,否则将会对文物造成损害。而我们常用的数码相机在开闪光灯离物体一米远对物体拍照时,它物体的瞬间照度会达在200~250勒克斯左右,而且它会随着对物体距离的推进照度还会增高。开闪光灯拍照时的照度大大超过了部分材质文物的承受值,因此为了保护文物国内外各类博物馆都禁止游客在参观的过程中使用闪光灯对文物进行拍照。

问题的根源:光携带能量

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?

而在最近,加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究者们研发了一种新技术,使得“用电镜拍彩照”成为了可能。他们用特殊染料标记样品,得到了多色的电镜成像,这是怎么做到的呢?

摘自蜀图南:《保护文物,从点滴做起————答观众对展厅拍照禁止开闪光灯的疑问》

实验室模拟:光照如何影响藏品?

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。\[1,2\]其中的氧化分解途径——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。\[3\]

www.yzc579.com 8单线态氧的产生方式。

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。\[4\]

www.yzc579.com 9超氧阴离子的产生方式。

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。研究发现,光照对这些绘画作品中的无机颜料也有影响。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\[5-7\]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。\[8\]

www.yzc579.com 10硫化镉粉末。图片来源:kremerpigments.com

www.yzc579.com 11油画作品中使用的硫化镉(镉黄)。图片来源:webexhibits.org

想象一下,假如世界失去了色彩,只剩下黑白灰的组合,我们眼前的风景会变成什么样?在电子显微镜下,我们所能看到的就是这样一个世界。电子显微镜能帮助我们观察微小的病毒、细胞超微结构,但它只能得到黑白的灰度图片。

绢纸类文物最好在恒温恒压的情况下保存,任何的水、光线、声音、灰尘都有可能造成不可修复的损害!所以一定要好好保护!

那么,闪光灯呢?

那么具体到闪光灯,其造成的危害如何呢?尽管前述有关染料光漂白的研究有很多,但直接使用闪光灯作为光源的研究还较少。有研究发现,丝绸在经历数千次的闪光灯闪光后,会产生明显的色差变化,甚至出现焦化点。即使在闪光次数较少时,丝绸依然会出现褪色。当闪光距离大于50厘米时,2500次闪光造成的色差变化才能降到较低的水平。此外研究还发现,闪光灯中红外光的热效应会加剧丝绸的焦化。\[11\]

但对此,也有研究者提出了不同的意见,认为闪光灯与室内采光相比,并不会对藏品造成额外的破坏。研究发现,闪光灯对水彩颜料造成的损害,与照度为200勒克斯的光照条件相当,但对于敏感的藏品,照度推荐值仅为50勒克斯。一定的室内光线对于参观是必不可少的,额外的闪光灯伤害却应该避免。此外,如果不使用紫外滤光片,闪光灯的伤害会提高10%~15%,因此对于缺少相应滤光措施的闪光灯来说,造成的伤害会更大。\[12\]

www.yzc579.com 12 展品照度推荐值。\[13\]

在一篇讨论闪光灯危害的文章中,作者提出了基于互易原理的计算,据此认为其实闪光灯造成的危害并没有人们想象中那么大。\[14\]简单地说,“互易原理”指的是只要照度×时间相等,无论是高照度短时间,还是低照度长时间,造成的结果都一样的。但是实际上,不遵循“互易原理”的物质是存在的,例如印度黄(Indian
Yellow)、氧化铅(PdO)等。\[15\]因此这篇文章中的结论,我们还需谨慎对待。

参考资料:

只听说过闪光灯对油画有损伤,去美术馆都不让开闪光灯···也不知道有什么损害···

闪光灯的光,和展品的耐受力

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)。

www.yzc579.com 13氙气闪光灯发射光谱:横坐标为波长范围,纵坐标为强度。\[9\]

作为阳光的绝佳替代品,氙气闪光灯的色温与其相近,一般在6200K左右,而在距离物品2米处时,瞬时照度可以达到上万勒克斯\[10\]。那么闪光灯对藏品,究竟会造成多大的影响呢?

防辐射之类的玻璃没有用么?

参考文献:

  1. Batchelor, S. N., et al. The photofading mechanism of commercial
    reactive dyes on cotton, Dyes and Pigments, 2003, 59, 269.
  2. Oakes, J. Photofading of textile dyes, Review of Progress in
    Coloration and Related Topics, 2001, 31, 21.
  3. Wilkinson, F., et al. Rate constants for the decay and reactions of
    the lowest electronically excited singlet state of molecular oxygen
    in solution. An expanded and revised compilation, Journal of
    Physical and Chemical Reference Data, 1995, 24, 663.
  4. Egerton, G. S., et al. The photochemistry of dyes. IV-The role of
    singlet oxygen and hydrogen peroxide in photosensitised degradation
    of polymers, Journal of the Society of Dyers and Colourists, 1971,
    87, 268.
  5. Bandara, J., et al. Fast kinetic spectroscopy, decoloration and
    production of H2O2 induced by visible light in oxygenated solutions
    of the azo dye Orange II, New Journal of Chemistry, 1999, 23, 717.
  6. Roy, A. National Gallery Technical Bulletin, 2007, 28, 58.
  7. Fiedler, I., et al. Cadmium yellows, oranges and reds.
    Artists’Pigments. A  Handbook of their History and Characteristics;
    Cambridge University Press: Cambridge, 1986; Vol. 1, pp 65.
  8. Leone, B., et al. The deterioration of cadmium sulphide yellow
    artists’pigments. In Preprints of The 14th Triennial Meeting of
    ICOM  International Committee for Conservation; 2005; Vol. 2,
    pp 803.
  9. 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
  10. Saunders, D.
    Photographic Flash: Threat or Nuisance? National Gallery Technical
    Bulletin, 1995, 16, 66. 
  11. 《博物馆建筑设计规范 JGJ66-91》
  12. Schaeffer., T. T. Effects of Light on Materials in Collections: Data
    on Photoflash and Related Sources, Getty Conservation Institute, Los
    Angeles, California: 2001

博物馆不让用闪光灯也不让用三脚架,最后入了50 1.4。。。

文章题图:flickr.com

为了表明物体被照明的程度,科学家用一个叫照度 (Illuminance,
E)的物理量来表示,照度的单位勒克斯 ,它是光通量与被照面的比值。1
勒克斯的照度为1E的光通量均匀分布在面积为一平方米的区域。任何照在文物上的光都对文物有破坏作用,特别是有机质文物,因此文物应尽量避免无谓的光线照射。但是没有光的话又看不见,因此在陈列中不可避免的要使用光,为了保护展品,博物馆学界针对展品的不同材质制定了照度标准,当照度超出展品材质所能承受的范围时,展品就会受到损害。

会吧

很大很大……

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