kloroplasztisz élettan Miért? Mikor? Hogyan?

Átírás

1 Fénytan, színtan

2 Élettan Miért? Mikor? Hogyan? élettan Cianobaktériumok épültek be a sejtekbe 3,5 millárd éve; megteremtették az energiaátalakítás feltételeit (endoszimbiózis) a sejtekbe kloroplasztisz

3 Miért? Mikor? Hogyan? élettan Miért a klorofill? Mert hasznosítani tudja az atmoszféra által nyitva hagyott ablakot

4 Miért? Mikor? Hogyan? Miért a klorofill? Mert hasznosítani tudja az atmoszféra által nyitva hagyott ablakot élettan Fototropizmus nem létezhetne fényérzékelők nélkül Ostoros élőlény. A piros folt a fényérzékelője

5 élettan Az emberi szem

6 élettan

7 élettan Ritka fejlődéstani rendellenesség: szuperlátás (tetrakromázia)

8 Rodopszin élettan Ógörög ῥόδον (rhódon, rózsa ), ὄψις (ópszisz, látás ) A gerinceseknél RH1 500 nm körül Bőr (epidermisz) RHO 505 nm körül Nem a színlátás feladatára való! A rodopszin a pálcikákon (angolul rod ) a sötétben látás (szkotopikus látás) szerepét tölti be abszorpció reflexió

9 élettan Opszinok csap jele tartomány, nm hullámhossz csúcs. nm OPN1SW β OPN1MW γ OPN1LW ρ További opszinok: melanopszin (az agyaban) rabdomer opszin (össztett szem) neuropszin (rágcsálók) enkefalopszin panopszin peropszin különlegeség: az enkefalopszin előfordul az agyban, szívben, a vesékben, a májban, a vázizomzatban, a herékben, a hasnyálmirigyben és természetesen a szemben is a chromophor csoportok piros színűek

10 élettan Rodopszin

11 élettan

12

13 élettan S, M, L csapok az emberi szemben

14 Színképi érzékenység rel. sens. élettan V'(l) V2(l) V10(l) VM(l) w avelength, nm VM(λ) közepes megvilágításnál 700

15

16

17

18

19

20

21 A Planck-sugárzó felépítése B.Sc. Fizika I. év 21

22 Fotometria In 1979, because of the experimental difficulties in realizing a Planck radiator at high temperatures and the new possibilities offered by radiometry, i.e. the measurement of optical radiation power, the 16th CGPM (1979, Resolution 3 ; CR, 100 and Metrologia, 1980, 1 6, 56) adopted a new definition of the candela: The candela is the luminous intensity, in a given direction, of a source that emits monochromatic radiation of frequency hertz and that has a radiant intensity in that direction of 1/683 watt per steradian.

23 24th meeting of the General Conference on Weights and Measures the luminous efficacy Kcd of monochromatic radiation of frequency Hz is exactly 683 lumen per watt

24 24th meeting of the General Conference on Weights and Measures the candela, symbol cd, is the unit of luminous intensity in a given direction; its magnitude is set by fixing the numerical value of the luminous efficacy of monochromatic radiation of frequency Hz to be equal to exactly 683 when it is expressed in the SI unit m 2 kg 1 s3 cd sr, cd sr W 1, lm W 1. or which is equal to

25 Fotometria Candela: 1 gyertya fénye 1m távolságból (Az angol normális gyertya fényét (London spermaceti candle) használták, melynél a láng magassága cm és a fogyasztás óránként 779 g.) Példák: Nap: Hold: cd 0,1 cd

26 Candela: Radiometriai mérésből 1 kandela egy Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzás fényerőssége, amelynek sugárerőssége 1/683 Watt/steradian. (~ 555nm hullámhossz az emberi (fotopikus) látás érzékelési maximuma közelébe esik) Maximális spektrális fényhasznosítás: Kisugárzott teljesítmény: A fotopos látásra vonatkozó láthatósági tényező: K m 683 e lm W V (555nm) 1 V K m d e V ( ) d d

27 Fény emisszió önvilágító fényforrásból származhat A megvilágított felület másodlagos fényforrás.

28

29

30

31

32 Fényforrások fényhasznosítása Fényforrás típusa Fényhasznosítás, lm/w Izzólámpa; halogén izzó 14,4; 17 LED Kompakt fénycső 85 Nagynyomású fémhalogén lámpa 90 Nagynyomású Na-lámpa 116 Kisnyomású Na-lámpa 206

33 Emisszió:

34

35 Fénycső spektruma

36 Színes jelenségek Gerjesztés (pl. nátriumgőz lámpa) Fémes kötések (kristályok szennyezései) Töltésátadás szerves molekulákban Energiaátadás a vegyértéksávban, vagy a tiltott sávban (félvezetők) Geometriai eredetű (szóródás, interferencia)

37 Forrásmunkák SI mértékegység-rendszer (Bureau International de Poids et Measures) National Institute of Satandards and Technology Commission Internationale de l Éclairage Commission Électrotechnique Internationale Code of Federal Regulations, Food and Drug administration, FDA EINECS European Inventory of Existing Commercial Chemical Substances INS International Numbering System for Food Additives

38 A betanin engedélyezett színezék E162

39 Forrásmunkák MSz 9620 Fotometria MSz 7300 COLOROID CIE Publ IEC Publ. 50(845) International Lighting Vocabulary MSZ ISO 11037:2001 Érzékszervi vizsgálat. Általános útmutató és vizsgálati módszer az élelmiszerek színének megállapítására Colour Index Constitution Number Chemical Abstract Registry number (CAS)

40 Forrásmunkák Colour Index International Society of Dyers and Colourists SDC American Association of Textile Chemists and Colorists AATCC Colour Index Generic Names Colour Index Constitution Numbers

41 Forrásmunkák International Standards Organisation (ISO) European Colour Fastness Establishment (ECE) European Committee for Standardisation (CEN) Commission International de l'eclairage (CIE) British Standards Institute (BSI) Magyar Kereskedelmi engedélyezési Hivatal (Hungarian Trade Licencing Office), volt OMH Metrológiai főosztály Elektromos, Hőfizikai és Optikai Mérések Osztálya

42 Forrásmunkák MSZ :1979 Színezett élelmiszerek színezék- és festéktartalmának meghatározása. Vízben oldódó szintetikus színezékek meghatározása MSZ :1983 Élelmiszer-színezékek és -festékek vizsgálata. Vegyi (szintetikus) úton előállított mesterséges, szerves színezékek azonosítása MSZ :1966 Élelmiszer-színezékek és -festékek vizsgálata. A természetes színezékek és festékek MSZ :1982 Élelmiszer-színezékek és -festékek vizsgálata. Éterben oldódó rész meghatározása MSZ :1982 Élelmiszer-színezékek és -festékek vizsgálata. Kísérőanyagok meghatározása mesterséges színezékekben MSZ :1983 Élelmiszer-színezékek és festékek vizsgálata. Színezéktartalom meghatározása

43 Forrásmunkák MSZ :1993 Sör. A szín meghatározása MSZ :1980 Cukorszínezék (karamell- és kulőroldat) MSZ :1976 Fűszerpaprika őrlemény vizsgálata. Összes színezéktartalom meghatározása MSz Biztonsági szín- és alakjelek MSz 8600 Ipari festékek színválasztéka MSz 2100 Gépek villamos berendezése

44 Forrásmunkák MSZ 1361:2009 A nemzeti zászló és lobogó követelményei Requirements for national flag and waving ICS Textilipari termékek Piros paradicsompiros ; Munsell szerint 4,6R 4,4/15 Fehér Berger-féle fehérségi mérőszám: WBE=100 Zöld pázsitzöld ; Munsell 1,25G 4,2/5

45 Forrásmunkák

46 UV-C UV-B UV-A ibolya kék zöld sárga vörös IR-A IR-B IR-C nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm

47 Lukács Gyula, 2003: A Szótárat, mint nemzetközi szabványt Magyarországnak is honosítania kellett, ami az MSZ 9620 szabvánnyal meg is történt. A magyar fordítás Megjegyzésébe be lehetett volna venni, hogy a magyarban a szín szó magában való használatát kerülni kell és mindenütt a színészlelet illetve színinger szavakat célszerű használni, a szabványt honosító magyar bizottság azonban ezt a javaslatot nem fogadta el. Így a hazai szakmai konferenciák előadásain továbbra sem lehetett tudni, hogy az előadó színészleletre vagy színingerre gondolt, amikor a szín szót említette. International Lighting Vocabulary

48 Fizikai mennyiségek Pszichofizikai mennyiségek Színészlelet radiometria fotometria színinger metrika pszichológiai jellemzők optikai sugárzás (1 nm< <1 mm) látható sugárzás (380 nm < <780 nm) színinger CIE 1391 (1964) színinger mérő rendszer vizuális megjelenés spektrális fényhatásfok, láthatósági függvény V V ( színinger összetevők X, Y, Z sugárerősség fényerősség sugáráram fényáram sugársűrűség fénysűrűség besugárzás megvilágítás CIELAB színinger mérő rendszer L*, a*, b* színészlelet CIE 1976 világossági tényező, L* CIELAB színezeti szög, hab CIELAB króma, Cab* világosság színezet színezetdússág CIELAB színinger különbség, Eab* színészlelési különbség

49 Members of the Technical Committee of 1st Division of CIE (Colour) P.J. Alessi US E.C. Carter US M.D. Fairchild US R.W.G. Hunt GB C.S. McCamy US B. Kránicz HU J.R. Moore GB L. Morren BE J.H. Nobbs GB Y. Ohno US M.R. Pointer GB D.C. Rich US A.R. Robertson CA J.D. Schanda chair HU T. Seim NO R. Sève FR P.W. Trezona GB K. Witt DE H. Yaguchi JP

50 Sötét világos

51 Hideg meleg

52 Tört tiszta

53 Grassmann törvények 1. Minden színinger létrehozható 3 egymástól független színinger additív keverékeként. A függetlenség alatt azt értjük, hogy a három színinger közül egyik sem hozható létre a másik ketto additív keverékeként. 2. Színegyezés létrehozásához csak a választott alapszíninger a lényeges, a színképi összetétele nem. 3. Az egyes színingerek erosségének folyamatos változtatásának hatására az eredo színinger is folyamatosan változik.

54 Rayleigh-féle szórás: a szórás mértéke fordítottan arányos a hullámhossz negyedik hatványával (~ -4), ha szóró részecske mérete jóval kisebb mint a hullámhossz (d << Következmény: a) a nappali égbolt színe kék b) napkeltekor és naplementekor vörös az ég alja.

55 Mie-féle szórás (d > ) Gustav Adolf Feodor Wilhelm Ludwig Mie sz d( m) A szórás mértéke nem csak a hullámhossztól, hanem a szóró részecske méretétől is függ. Felhők fehér színének magyarázata: a felhőket alkotó nagyobb méretű részecskék (d > 10 m) minden hullámhosszon erősen szórnak

56

57 Fényérzékelők Belső fényelektromos hatás: fotovezetők (Indium-antimonid, InSb, CdS, CdSe) Záróréteges hatás: fényelemek (Si, Ge, GaAsP), fotodiódák, fototranzisztorok (Si), lavina fotodióda, CCD (Charge Coupled Device), CMOS (Charge Coupled Metal Oxide Semiconductor), Se, foto-fet Külső fényelektromos hatás: fotokatód (AgOCs, CsNaK), fotocella, fotoelektronsokszorozó (vákuumcsövek) Termikus detektorok (Seebeck-effektus), piroelektromos cella (polivinil-fluorid)

58 Belső fényelektromos hatás Photoconductive cell vezetési sáv foton : tilos sáv E, ev h > E vegyérték kötési (valencia) sáv

59 Mérési és megfigyelési geometria

60 CIE standard illuminant A The relative spectral power distribution SA( λ) is defined by the equation where λ is the vacuum wavelength in nanometres and the numerical values in the two exponential terms are definitive constants originating from the first definition of Illuminant A in This spectral power distribution is normalized to the value 100 (exactly) at the vacuum wavelength 560 nm (exactly).

61 A CIE 1931 RGB származtatása

62 RGB - XYZ mátrix transzformáció X 2, , ,13016 R Y 1, , ,06010 G Z 0, , ,59427 B Az inverse transformació: 0, , , , , , , , ,17860 Forrás: dr Schanda János, Pannon Egyetem

63 A CIE 1931 RGB származtatása

64 MacAdam tolerancia ellipszisek

65 CIE 1976 L*a*b* Alapvető színkülönbségi képlet E L a * b * 2 2 2

66 CIE 1976 L*u*v* Alapvető színkülönbségi képlet un és vn a szabványos megvilágításra vonatkoznak (normal illuminant) 4X u' X 15Y 3Z 9Y v' X 15Y 3Z u* 13L * u' un' v* 13L * v' vn' E L u * v * 2 2 2

67 CIE 1976 L*u*v* Króma C* u * v * 2 Színezeti szög v* huv arctan u* 2

68 CIE színkülönbségi képlet

69 CIE színkülönbségi képlet

70 CIE Whiteness Index where Y is the Y-tristimulus value of the sample, x and y are the x, y chromaticity coordinates of the sample, and xn, yn are the chromaticity coordinates of the perfect diffuser, all for the CIE 1931 standard colorimetric observer; Y10, x10, y10, xn,10 and yn,10 are similar values for the CIE 1964 standard colorimetric observer.

71 CIE Whiteness Index WCIE-L*a*b*= 2.41L*-4.45b*[ (L*-96)]-141.4

72 Whiteness Index ASTM American Society for Testing and Materials o Color and Appearance E12

73 Whiteness Indices ASTM E Standard Practice for Calculating Yellowness and Whiteness Indices from Instrumentally Measured Color Coordinates WI=3,388Z-3Y WTaube=G-4(G-B) BASF WILeukometer=2R459-R614 Carl Zeiss, Jena

74 Tűrésmező a fehér fény meghatározására ANSI szerint

75 Fehér, szürke és fekete tűrésmező ANSI Z5351 szerint

76

77

78 MSz Biztonsági színés alakjelek ISO 3864

79 ANSI Z535.1 Safety Color Code ANSI Z535.4 Product Safety Signs

80 Emergency: vészhelyzet abnormal: rendellenes Intervention: beavatkozás a rendellenes helyzet elhárítására initiate normal szokásos működési állapot mandatory szabadon indítása választott a többinél: bármilyen célra használható, kivéve a vészhelyzet elhárítását

81 Safety of machinery Electrical equipment of machines Part 1: General requirements1 Fehér: felügyeleti célokra, ha kétségessé válik, hogy a többi szín közül melyiket kellene használni

82 Fényforrás színvisszaadásának mérése

83

84 Színes foszforok spektruma

85

86

87

88

89 Fényforrás, a napfényhez hasonló sugárzáseloszlással

90 Termikus sugárzó, az A szabványos fényforráshoz hasonló eloszlással

91 Fotopikus, mezopikus és szkotopikus látás tartománya lg( cd/m² ) szkotopos -2-1 mezopos fotopos 4 5 6

92

93

94

95 NCS színrendszer Az NCS színezeti köre Opponens színezetek és a színezetek jelölése

96 Az NCS atlasz egy lapja W s=10 s=20 s=30 s=40 s=50 C s=60 s=70 c=90 s=80 c=70 s=90 S c=50 c=30 c=10 S Y80R

97 The Natural Color System, Leonardo da Vinci, Herring hue, s schwarz, c chromaticness, w white, b blackness lime green Y35G = 65% yellow + 35% green

98 NCS színtér

99 COLOROID színtér egyenlő színtelítettségű felület a színtérben síkmetszet a kékek és a sárgák tartományában

100 COLOROID színkör színezet A10-től A76-ig

101 A színminta atlasz egyik lapjának képe

102

103 Coloroid A színezet y y0 tg x x0 T telítettség Y 1 y w T y y Y 1 y w V világosság V 10 Y

104 A CIELAB színtér szerkezete

105 Codex Alimentarius Commission ESSENTIAL COMPOSITION AND QUALITY FACTORS This section should contain all quantitative and other requirements as to composition including, where necessary, identity characteristics, provisions on packing media and requirements as to compulsory and optional ingredients. It should also include quality factors which are essential for the designation, definition or composition of the product concerned. Such factors could include the quality of the raw material, with the object of protecting the health of the consumer, provisions on taste, odour, colour and texture which may be apprehended by the senses, and basic quality criteria for the finished products, with the object of preventing fraud. This section may refer to tolerances for defects, such as blemishes or imperfect material, but this information should be contained in an appendix to the standard or in another advisory text.

106 Food colorants originated from plants genus species faj solanacae lycopersicon esculantum solanum tuberosum paradicsom capsicum annuum paprika nicotiana tabacum dohány solanum nigrum csucsor burgonya

107 ph-dependency of anthocyanines

108

109 E 100 CURCUMIN magyar neve:kurkumin Synonyms CI Natural Yellow 3, Turmeric Yellow, Diferoyl Methane (a turmeric tiltott, az oleoresin Amerikában is) Definition Curcumin is obtained by solvent extraction of turmeric i.e. the ground rhizomes of natural strains of Curcuma longa L. In order to obtain a concentrated curcumin powder, the extract is purified by crystallization. The product consists essentially of curcumins; i.e. the colouring principle (1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6dien-3,5-dione) and its two desmethoxy derivatives in varying proportions. Minor amounts of oils and resins naturally occuring in turmeric may be present. Class Dicinnamoylmethane Colour Index No Einecs CAS Chemical names I 1,7-Bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6diene-3,5-dione II 1-(4-Hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl-) hepta-1,6-diene-3,5-dione III 1,7-Bis(4-hydroxyphenyl)hepta-1,6-diene-3,5-dione

110 Kurkuma virágzata Kurkuma rizómája