光的色溫對(duì)奧林巴斯顯微鏡的影響

 色溫的概念是基于理論上的標(biāo)準(zhǔn)化的材料稱為黑體輻射器冷卻至一種狀態(tài)，其中所有分子運(yùn)動(dòng)已經(jīng)停止發(fā)射的溫度和輻射之間的關(guān)系。 可以想像，在停止所有分子運(yùn)動(dòng)，溫度被描述為在*零度或0開(kāi)爾文，這等于-273攝氏度。

設(shè)想現(xiàn)在，該黑體輻射器被加熱到的冷凍水的溫度，等于273開(kāi)爾文，0攝氏度或32華氏度。 黑色的機(jī)身，然后再加熱到開(kāi)水的溫度：373開(kāi)爾文，攝氏100度或華氏212度。 如果黑體繼續(xù)加熱，它就會(huì)開(kāi)始發(fā)光，并發(fā)出自己的光。 當(dāng)溫度達(dá)到3200開(kāi)爾文，散熱器會(huì)發(fā)出具有可見(jiàn)光譜相同的光由一個(gè)鎢絲，典型的在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)燈所產(chǎn)生的色溫 。

黑體輻射體的*溫度始終以開(kāi)爾文，這相當(dāng)于（度增量是相同的），以攝氏度（℃），加273度。 例如，1000 K等于727°C。 因此，我們可以定義一個(gè)光源的色溫為黑體輻射體的*溫度的值時(shí)，所述散熱器色度匹配，該光源。 在熒光燈和其他來(lái)源，只能近似于黑體的色度 的情況下，經(jīng)校正的詞相關(guān)色溫度是通過(guò)一個(gè)計(jì)算色度應(yīng)用。

雖然這個(gè)黑體輻射實(shí)際上并不存在，許多金屬的行為以類似的方式，因此，我們可以采用黑色金屬馬掌（圖1）作為本次討論的例子。 在圖1中，馬蹄先加熱到約900多K的溫度（圖1（a）），在那里它開(kāi)始煥發(fā)出暗紅色。 當(dāng)溫度升高到1500 K和2000 K時(shí)，馬蹄形之間（圖1（b））變?yōu)辄S色至亮紅色。 仍進(jìn)一步升高溫度至剛好*過(guò)3000°K產(chǎn)生黃色至白色的顏色轉(zhuǎn)變（一個(gè)鎢絲，如圖1（c）的顏色溫度），并在5000 K以上的日光，圖1（色溫（d）段），會(huì)出現(xiàn)一個(gè)藍(lán)白色的顏色。 這個(gè)概念可以進(jìn)一步探討在我們的互動(dòng)Java支持的色溫教程下面鏈接。

色溫的概念是非常重要的攝影，其中薄膜乳液必須平衡，以準(zhǔn)確呈現(xiàn)顏色使用不同的光源。 這是特別真實(shí)的攝影通過(guò)顯微鏡。 膜意在外面用在普通的日光或室內(nèi)熒光燈或閃光燈照明，是平衡的制造過(guò)程中為5500 K的色溫可選地，設(shè)計(jì)用于在室內(nèi)使用鎢絲燈泡（或在顯微鏡）膜是均衡為的3200 K的色溫的日光色光譜的3400 K的5500?平均值在一天中的不同部分而不同，并且也季節(jié)依賴性（見(jiàn)表1）。 在清晨和傍晚，色溫將下降到5000 K和下面，引起顏色的變化在導(dǎo)致暖（偏紅）色彩再現(xiàn)的乳液。

有研究色溫現(xiàn)象時(shí)要考慮的兩個(gè)重要點(diǎn)。 光源的色溫值僅指源的可視外觀，而不一定描述的效果這源將會(huì)對(duì)照片或顯微照片。 另外，顏色溫度不考慮可見(jiàn)光源的光譜分布。 在其中一個(gè)光源，如熒光燈，激光，或氣燈，不具有光譜分布類似于黑體輻射器的情況下，其單獨(dú)的色溫不是選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器進(jìn)行色彩平衡的可靠手段更正。 因此，盡管兩個(gè)不同的光源可以被描述為具有相同的色溫，曝光的照相乳劑可向源有不同的反應(yīng)。 當(dāng)使用熒光燈或類似光源，每個(gè)波長(zhǎng)的比較膜的靈敏度和光譜輸出是必要的，以確定色溫度平衡正確的過(guò)濾器。

為光源的評(píng)價(jià)接受的慣例，在關(guān)于對(duì)色彩平衡調(diào)節(jié)濾波器的要求，采用的色溫，這被稱為microreciprocal度或mireds，當(dāng)由百萬(wàn)乘以倒數(shù)。 因?yàn)榈箶?shù)單位給定的總和大約相當(dāng)于該發(fā)出可見(jiàn)光譜（從1,000 K到10,000 K的范圍內(nèi)）在大多數(shù)光源相同的色差這種方法是非常有用的。 例如，產(chǎn)生一個(gè)100多K的色溫降低在3200 K光源的顏色轉(zhuǎn)換濾鏡會(huì)產(chǎn)生一個(gè)10,000 K的光源，減少了約100萬(wàn)。 將這些值來(lái)mireds：

很明顯，雖然轉(zhuǎn)換10,000 K和3200 K光源之間的度差分別為100萬(wàn)和100 K是，當(dāng)作為撥拉裝置（10與11 mireds）相比，實(shí)際過(guò)濾差異幾乎是相同的。

*近，術(shù)語(yǔ)倒數(shù)megakelvins（1/MK）已使用柯達(dá)和其他取代mireds。 表示在倒數(shù)megakelvins倒數(shù)色溫具有相同的值作為mireds，但該值是由*表達(dá)在megakelvins色溫（1 MK = 1,000,000 K）和取倒數(shù)來(lái)確定。 例如，5500κ輕源可以表示為：

以倒數(shù)：

設(shè)計(jì)修改光源的有效色溫濾鏡可以由表達(dá)式定義及其相互移值來(lái)定義：

其中，T（2）是光的色溫度，通過(guò)色彩平衡濾波器已經(jīng)通過(guò)與T（1）是原始光源的色溫。 例如，如果在顯微鏡鎢 - 鹵燈的色溫為日光平衡的薄膜待校正的公式來(lái)計(jì)算的倒數(shù)移值將是：

在此示例中，往復(fù)移值為-131 MK ^-1。 請(qǐng)注意，該往復(fù)移值的符號(hào)是負(fù)的，當(dāng)轉(zhuǎn)換或平衡濾波器引起的光源的色溫發(fā)生。 相反，當(dāng)轉(zhuǎn)換或平衡濾波器降低光源的色溫，往復(fù)移值是一個(gè)正數(shù)。（本文來(lái)源：光的色溫對(duì)奧林巴斯顯微鏡的影響）

幾乎所有的室內(nèi)/鎢膜已被設(shè)計(jì)成當(dāng)由具有3200 K的色溫在這些情況下的光照射與正確的色彩平衡反應(yīng)，在薄膜上的顏色將匹配那些觀察到的圖像。 這些膜稱為B型室內(nèi)膜和包括該克塔克羅姆和富士正片鎢平衡膜。 A型室內(nèi)膜到3400稍高色溫度（K）反應(yīng)，并包括鎢平衡柯達(dá)克羅姆40T作為這種類型的膜的例子。 約5500 K A色溫是需要匹配所有室外或日光膠片的色彩平衡設(shè)計(jì)。

其中一個(gè)在顯微攝影的首要任務(wù)是確保光線到達(dá)膠片色溫正確匹配主要適用于彩色膠片的設(shè)計(jì)色溫。 在顯微鏡幾乎總是使用鎢，或者更可能的鎢鹵素?zé)襞?，作為光源?/span> 大多數(shù)標(biāo)本，除熒光標(biāo)本，不發(fā)出自己的光芒。熒光設(shè)備可能使用汞或氙氣燈，以激發(fā)標(biāo)本發(fā)出熒光，這往往需要用日光型膠片相匹配的色彩平衡。

怎樣顯微鏡確保光線到達(dá)膠片的色溫相匹配電影的設(shè)計(jì)？ 從鹵素?zé)襞莸募訜峋€圈所產(chǎn)生的光的溫度是依賴于通過(guò)燈泡加熱的燈絲發(fā)出的電壓。 鎢和鎢-鹵燈發(fā)射出的能量的連續(xù)光譜 ，是由一個(gè)相對(duì)恒定的輸出對(duì)于每個(gè)波長(zhǎng)（圖2）表現(xiàn)。 大部分由這些燈發(fā)出的能量是在光譜（紅色和更高）的長(zhǎng)波長(zhǎng)部分，它們隨后產(chǎn)生大量的熱量，不進(jìn)行光學(xué)顯微術(shù)有用。 事實(shí)上，由鎢和鎢 - 鹵燈發(fā)出的能量的大約90％被釋放的紅外輻射和熱的形式。 一個(gè)典型的鎢燈的可見(jiàn)光譜示于圖2中為3的色溫。 注意，該光譜分布是相似的每種顏色溫度，用藍(lán)色到紅色的比例增加，因?yàn)樯珳囟仍黾油ㄟ^(guò)提高施加到燈上的電壓。

幾乎所有的現(xiàn)代顯微鏡有一降壓變壓器與內(nèi)置在顯微鏡底座的電壓調(diào)節(jié)器。 由該變壓器產(chǎn)生的電壓通常是由一個(gè)旋鈕或車輪或放置在顯微鏡的底部或側(cè)部上的滑塊控制。 在許多現(xiàn)代的顯微鏡，該電壓是由發(fā)光二極管或電壓表直接顯示的電壓表示。 表1示出了常見(jiàn)的幾種顯微鏡燈泡的色溫和多種時(shí)，在特定的電壓或在自然條件下設(shè)定的其他光源。 較高的顯微鏡的降壓變壓器的電壓設(shè)定，較高發(fā)射的光的色溫。 隨著電壓升高時(shí)，白色光變得更藍(lán)，隨著電壓的減小，光變得更紅黃色。 一旦電壓彩色顯微攝影已正確設(shè)置，不使用電壓調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)整亮度，因?yàn)檫@種調(diào)整會(huì)影響色溫。

適當(dāng)?shù)仄胶夤獾臏y(cè)試，匹配影片的設(shè)計(jì)，是有一個(gè)顯微照片的清晰的背景顯示為白色。 偏藍(lán)的背景表示過(guò)高的色溫，而黃色背景表示過(guò)低的色溫。

為了便于正確設(shè)置顯微攝影，許多現(xiàn)代顯微鏡有一個(gè)光電壓按鈕在按下時(shí)，會(huì)自動(dòng)設(shè)置為9伏12伏100瓦的鹵素?zé)艋?00伏20瓦的鹵素?zé)襞莸?至6伏，提供光逼近3200開(kāi)爾文。

當(dāng)使用黑色/白色膜（色溫度是不相關(guān)），改變電壓要在顯微鏡燈將改變光的強(qiáng)度。 提高電壓在這種情況下會(huì)增加強(qiáng)度，縮短曝光，而降低電壓會(huì)降低強(qiáng)度，導(dǎo)致更長(zhǎng)時(shí)間的曝光。

而*常用的燈泡（12伏，100瓦的鹵素;或6伏20瓦或30瓦的鹵素）可以被設(shè)置以產(chǎn)生色溫接近3200開(kāi)爾文（以匹配的室內(nèi)B型膜的色彩平衡） ，沒(méi)有這些燈泡（氙氣燈除外）能輻射光線適宜日光平衡片。 為了產(chǎn)生光模擬日光的質(zhì)量，顏色轉(zhuǎn)換過(guò)濾器必須被放置在光路中，無(wú)論是在顯微鏡的光端口或內(nèi)置的固定器。*常用的變換過(guò)濾器（產(chǎn)生的色溫大跳躍）是柯達(dá)80A濾波器（3200開(kāi)至5500開(kāi)爾文）或其親屬80B，80C，80D（參照表2和圖3）。 對(duì)于奧林巴斯顯微鏡，相當(dāng)于日光平衡濾波器被稱為L(zhǎng)BD過(guò)濾器，以及尼康顯微鏡的過(guò)濾器被稱為NCB過(guò)濾器。 柯達(dá)80系列轉(zhuǎn)換過(guò)濾器的可見(jiàn)吸收光譜示于圖3。 這些過(guò)濾器顯示出*大吸收集中在可見(jiàn)光譜中，包括大部分的黃色和紅色波長(zhǎng)的600-650區(qū)域。 該過(guò)濾器80A具有*高的消光系數(shù)，因此，通過(guò)吸收更多的紅色和黃色的光，會(huì)產(chǎn)生在有效色溫的*大位移（見(jiàn)表2），接著是80B，80C，和80D。

使用我們的色溫轉(zhuǎn)換計(jì)算器來(lái)確定轉(zhuǎn)換的顯微鏡照明從一個(gè)色溫到另一個(gè)適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器。 只需選擇起始顏色溫度，并從下拉菜單中選擇所需的*終色溫，和我們的互動(dòng)的Java計(jì)算器將自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)于小的增加色溫，淡藍(lán)色的柯達(dá)82系列濾光鏡（表2）可以使用。 反之，對(duì)于小滴在色溫，淡黃色柯達(dá)81系列過(guò)濾器用于（表2和圖5）。 當(dāng)嘗試一個(gè)日光平衡顯微鏡光源的色溫轉(zhuǎn)換，如氙氣燈或閃光燈管與鎢平衡彩色膠片的使用，使用琥珀柯達(dá)85系列濾光鏡。 雖然這是更為實(shí)際利用配備有鎢鹵素光源，尤其是對(duì)關(guān)鍵的顯微攝影顯微鏡，這些過(guò)濾器將成為在這情況下是無(wú)法使用其他燈具。

這些“微調(diào)”過(guò)濾器（柯達(dá)系列81,82和類似的過(guò)濾器），用于制造更小的調(diào)整（100 K至600 K）色溫有用的被稱為色彩平衡濾鏡，而不是產(chǎn)生大的變化的顏色轉(zhuǎn)換器 （幾千開(kāi)爾文）中的色溫。 在表2中列出的值可以作為一個(gè)準(zhǔn)則時(shí)，放置在光路中展示的色彩平衡和轉(zhuǎn)換過(guò)濾器的效果。 在圖4所示的共線也可用于確定適當(dāng)?shù)臑V波器，以選擇從一個(gè)已知的起始色溫度轉(zhuǎn)到所需的色溫。 使用該曲線圖中，放置一個(gè)直邊尺原始源的色溫，連接到該轉(zhuǎn)換后的源程序。 通過(guò)在標(biāo)尺上交叉的中心軸線的點(diǎn)確定了必要的過(guò)濾器來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色轉(zhuǎn)換。 確定所需的色溫轉(zhuǎn)換濾鏡的色彩平衡調(diào)整的更方便的方法是采用我們的色溫轉(zhuǎn)換計(jì)算器 ，用于計(jì)算相應(yīng)的過(guò)濾器時(shí)，正確的起點(diǎn)和*終的色溫從下拉菜單中選擇。