每个人都在博物馆用闪光灯，梵高的向日葵就变成白菊花了

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。为什么在博物馆需要禁用闪光灯？开了闪光灯，对展品会有什么影响吗？

为什么博物馆需要禁用闪光灯呢？｜pixabay

所有的光都蕴含着能量，但这些能量却是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，或者与其他物质反应 ，从而失去了原本的特征。

不过， 光的能量并不是平等的 。光传递能量时并不连续，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。

所以，关注光对文物的影响，需要注意两点： 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。

博物馆里的光。｜Pinterest

光的能量 ，严格说应该用辐射功率来衡量。但是日常环境中，我们主要是用眼睛接收光，最常用的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能量时，我们常常使用 “照度”——把光强折合为人眼感受到的亮度 。

光子能量分布 ，严格说应该用光谱信息来衡量。但博物馆和摄影一般不会使用奇怪的光源，普通光源很多都可以用理想的黑体来近似。所以，我们用 黑体的对应温度——“色温” 来描述光子的能量状况：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？

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）。

氙气闪光灯发射光谱：横坐标为波长范围，纵坐标为强度。｜参考文献[1]

那么氙气闪光灯是否符合要求呢？首先看色温，作为阳光的绝佳替代品，氙灯的色温与其相近，一般在6200K左右，这已经 超过了对光有一定敏感度的藏品的要求了 。作为闪光灯，氙灯发光的时间虽然很短，但在距离物品2米处时，其瞬时照度可以达到上万勒克斯—— 这显然远远大于藏品所能承受照度值 。

展品照度的推荐值。｜参考文献[13]

多彩的织物依赖于各种染料，但染料本身很脆弱，使得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。 直接分解 一般需要能量较高的紫外光，发生条件稍显苛刻；而 氧化分解 对光的要求不高，加上氧气无处不在，在平常条件下就很容易发生。

染料会在光照作用下褪色。｜Pinterest

根据被光活化后， 染料分子如何与氧气反应 ，光促进氧化分解的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。虽然分子喜欢在稳定的最底层呆着，但一旦有了光照， 染料分子会吸收合适的光能，跃上更高层 。另一方面，虽然光照很难让处于底层状态的氧气“嗨”起来，但吸收了光能的染料分子会慷慨地将光能送给氧气，自己退回底层。获得能量的氧气则一跃成为 能量更高的单线态氧，把染料氧化得干干净净 。

单线态氧的产生方式。

另一种光促进氧化的途径是直接产生 自由基超氧阴离子 。更微观地看，分子内部也有不同的楼层，房客则是一个个的电子。当电子吸收了光能，会跳到更高的楼层。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 。自由基超氧阴离子兼具自由基的活泼和氧的强氧化性，会将染料分子分解殆尽。

超氧阴离子的产生方式。

尽管古代没有那么丰富的人工合成染料，人们还是从大自然获得了种类繁多的 天然染料 ，比如靛蓝、花青素、紫草素、小襞碱等。古代的靛蓝染色依靠的是从植物中提取的汁液，在染色过程中，除了靛蓝以外，还常常因染色时温度、pH值的变化而产生靛玉红——一种与靛蓝结构相近的分子。有研究发现， 主波长为365 nm的紫外灯对染料中的靛玉红有明显的降解作用 。

利用靛蓝染色制成的纺织品。｜albanyinstitute.org

另外，靛蓝染料中的 靛蓝胭脂红 在紫外灯和氧气的作用下，也会很快发生氧化分解，生成靛红磺酸。

织物常用各种有机染料来增添色彩，而绘画还会使用各种 无机颜料 ，比如铅白，朱砂等等。那么，使用无机颜料的藏品能否逃过闪光灯的追杀呢？

闪光灯对绘画是否有影响呢？｜Pixabay

遗憾的是， 不能 。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、稳定以及颜色鲜亮，广受画家们的欢迎。莫奈、梵高、毕加索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 。这个过程还是可以用之前提到的能级模型来解释：光照会将硫化镉中的电子赶到更高的楼层中，而一旦有空出来的房间，原本住在硫中的电子就会趁虚而入。结果硫失去电子，被氧化为单质硫，而单质硫很容易被氧气氧化为硫酸根，最终使 颜料被完全破坏 。