بررسی نور و رنگ در هنر و احراز هویت آثار

از علوم پیشرفته برای شناسایی، تاریخ‌گذاری و اعتبارسنجی بسیاری از مصنوعات، از نقاشی‌های گران‌قیمت گرفته تا مصنوعات ماقبل تاریخ استفاده می‌شود. این مقاله نشان می‌دهد که چگونه یک روش پیشرفته فیزیک هسته‌ای که توسط برندگان جایزه نوبل در فیزیک ایجاد شده است، برای احراز هویت و شناسایی جعل‌های برخی از معروف‌ترین مصنوعات جهان، از نقاشی‌های ورمیر گرفته تا خاطرات هیتلر، استفاده شده است.

در کلی ترین معنای آن، طیف سنجی (اغلب طیف‌سنجی نامیده می‌شود) علم مطالعه و اندازه‌گیری نور در تعامل با ماده یا ساطع شده از آن است. این شامل موارد اساسی مانند اندازه گیری نور عبوری از منشور و مشاهده رنگ اجسام با چشم است. هنگامی که برای دیدن رنگ و روشنایی فلورسانس، نور سیاهی به جسمی می تابانید، این یک شکل اولیه طیف سنجی است.

با این حال، در احراز هویت هنر و مصنوعات و تشخیص جعلیات، طیف‌سنجی شامل روش‌های بسیار پیشرفته مختلفی برای تجزیه و تحلیل ساختار مولکولی مواد و اجسام با تابش اشعه‌های فروسرخ، اشعه ایکس، گاما و لیزر بر روی مواد و تجزیه و تحلیل تابش الکترومغناطیسی است که بازمی‌گردد.

نور برگشتی چه منعکس شود، چه فلورسنت یا پراکنده، با ترکیب مولکولی ماده تعیین می شود و اشکال پیشرفته طیف سنجی نه تنها برای شناسایی مواد، بلکه برای شناسایی دقیق مواد شیمیایی و ترکیبات موجود در مواد و غلظت آنها نیز قابل استفاده است.

دانش مواد، مواد شیمیایی و ترکیبات برای احراز هویت و تشخیص تقلب بسیار ارزشمند است و برخی از پیچیده ترین و بدنام ترین تقلبی ها را شناسایی می کند. بسیاری از تقلبی‌های پیچیده شناسایی شده‌اند، زیرا مواد شیمیایی و ترکیبات، مواد را به‌عنوان منشاء زمان نامناسب و حتی از مکان نامناسب شناسایی می‌کنند. تجزیه و تحلیل طیف سنجی می تواند تا آنجا پیش رود که منشاء جغرافیایی رنگدانه ها، عاج و سنگ های قیمتی را شناسایی کند.

در حالی که طیف سنجی در حال تبدیل شدن به بسیار پیشرفته و فنی است، یک روش اساسی برای آن رنگ سنجی نام دارد. رنگ سنجی رنگ بصری مواد و اشیاء را اندازه گیری می کند.

ابتدایی ترین شکل رنگ سنجی و طیف سنجی زمانی است که ما رنگ چیزی را با چشم خود قضاوت می کنیم. در زیر نور سفید، یک توپ را به رنگ قرمز یا یک فنجان قهوه را به رنگ آبی می بینیم. ما انواع مختلف چوب را تا حدی با سایه های مختلف قهوه ای آنها شناسایی می کنیم. رنگ نوری که می بینیم با ترکیب اتمی ماده تعیین می شود.

با این حال، دید انسان نادقیق و ذهنی است. همانطور که در تست های بینایی رنگ در بینایی سنج مشاهده می شود، از فردی به فرد دیگر و حتی از چشمی به چشم دیگر برای فردی متفاوت است.

رنگ سنجی از ابزار علمی به نام رنگ سنج برای اندازه گیری رنگ در سطح دقیق و عینی استفاده می کند.

شناسایی رنگ در چنین سطح دقیقی در بسیاری از زمینه ها و به دلایل بسیاری از جمله مطالعه جوهر، رنگ، رنگ و سنگ های قیمتی مهم است. در مورد اسناد دعوی، مانند وصیت نامه و قرارداد، تغییراتی در نوشتار اغلب مشاهده می شود زیرا رنگ سنج مشخص می کند که جوهرهای مختلفی استفاده شده است. رنگ سنج تفاوت های بسیار جزئی را در رنگ جوهرهایی که با چشم غیرمسلح غیرقابل تشخیص هستند، مشخص می کند.

همانطور که گفته شد، طیف‌سنجی پیشرفته طیف‌های مختلفی از تابش الکترومغناطیسی را به مواد می‌تاباند و نور برگشتی را بررسی می‌کند. در این روش ها از دستگاه گران قیمتی به نام طیف سنج استفاده می شود که می تواند مستقل باشد اما اغلب به کامپیوتر و گاهی اوقات میکروسکوپ متصل می شود. اندازه آنها از دستی گرفته تا سیستم های بزرگ و با ظاهری پیچیده متغیر است.

اگرچه انواع مختلف و تنوع طیف‌سنجی پیشرفته برای اهداف و زمینه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما متداول‌ترین آنها برای مطالعه هنر و مصنوعات هستند. طیف سنجی مادون قرمز، طیف سنجی رامان، طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس، و طیف سنجی جرمی

طیف سنجی مادون قرمز نور مادون قرمز ساطع می کند و ارتعاشات پیوندهای بین اتمی را اندازه می گیرد. این مبتنی بر این واقعیت است که مولکول ها فرکانس ها را بسته به ساختار شیمیایی خود جذب می کنند.

نامگذاری شده از برنده جایزه نوبل فیزیک 1930 CV Raman، طیف سنجی رامان یک پرتو لیزری از نور ساطع می کند و تغییرات جزئی در انرژی برخی از نورهای پس پراکنده ناشی از ارتعاشات مولکولی مواد را اندازه گیری می کند. CV Raman اولین کسی بود که مقاله ای در مورد این پراکندگی ارتعاشی منتشر کرد که به نام رامان پراکندگی یا در اثر رامان.

طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس فلورسانس اشعه ایکس را که از یک ماده ساطع می شود، زمانی که اشعه ایکس با طول موج کوتاه یا پرتوهای گاما بر روی ماده تابیده می شود، اندازه گیری می کند. پرتوهای ایکس روشن یا پرتوهای گاما به اتم ها انرژی می افزایند. اتم‌ها فقط می‌توانند این انرژی را برای مدت کوتاهی نگه دارند تا اینکه مجبور شوند آن را رها کنند. اتم‌ها انرژی را به شکلی متفاوت از آنچه دریافت می‌کنند – یک طول موج طولانی‌تر از اشعه ایکس، که فلورسانس است، منتشر می‌کنند. می توانید ببینید که چگونه این به فلورسانس ماوراء بنفش یا سیاه مربوط می شود، جایی که نور سیاه باعث می شود یک ماده فلورسانس نور مرئی ساطع کند.

در خلاء ساخته شده است طیف سنجی جرمی اتم های ماده را یونیزه می کند و نسبت جرم به انرژی را اندازه می گیرد. فرانسیس استون و جی جی تامسون برای کارهایشان در این زمینه برنده جایزه نوبل فیزیک شدند.

این انواع مختلف طیف‌سنجی جنبه‌های مختلف مواد را بررسی و اندازه‌گیری می‌کند و نمودارهای طیفی متفاوتی را تولید می‌کند. نمایش داده شده بر روی صفحه کامپیوتر، هر طیف بر اساس ترکیب مولکولی مواد است و به عنوان اثر انگشت برای شناسایی مواد شیمیایی یا ترکیبات موجود در مواد عمل می کند. هر ماده شیمیایی یا ترکیبی طیف منحصر به فرد خود را خواهد داشت.

این طیف‌سنج دارای نرم‌افزاری است که حاوی مجموعه‌ای از طیف‌ها است که با طیف مواد مورد آزمایش مطابقت دارد و به شما می‌گوید که ترکیب یا ماده شیمیایی چیست.

این فرآیند می تواند به سادگی تابیدن طیف سنج بر روی مواد باشد و اینکه نرم افزار به شما بگوید که این ماده ید، آسپرین، طلا یا هر چیز دیگری است. طیف سنج های دستی در مراکز بازیافت برای شناسایی فوری ضایعات فلزی و در فرودگاه ها برای شناسایی سریع مواد مرموز مانند قرص ها و پودرها استفاده می شود.

همچنین، ارتفاع پیک ها در طیف، غلظت مواد شیمیایی موجود در مواد را به شما می گوید.

محدوده خاصی از نور با مواد شیمیایی خاص تعامل بهتری دارد، بنابراین انواع مختلف طیف‌سنجی معمولاً هنگام مطالعه یک ماده مکمل استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، طیف سنجی مادون قرمز در خواندن طیف خاصی از مواد شیمیایی بهتر است، در حالی که طیف سنجی رامان محدوده کمی متفاوت است. بنابراین، یک نقاشی قدیمی را می توان هم با طیف سنج فروسرخ و هم با طیف سنج رامان بررسی کرد.

این تجزیه و تحلیل می تواند غیر مخرب باشد – به این معنی که نیازی به حذف نمونه از سایت نیست – و اغلب می تواند در محل انجام شود. دانشمند می تواند به جای حمل نقاشی به آزمایشگاه، طیف سنج فلورسانس رامان، مادون قرمز یا اشعه ایکس را به نقاشی عظیم روی دیوار موزه بیاورد.

استثنا طیف سنج جرمی است که به یک نمونه نیاز دارد، تا حدی به این دلیل که فرآیند در خلاء انجام می شود.

دانستن مواد و ترکیب شیمیایی آنها در یک اثر هنری یا مصنوع برای احراز هویت و تشخیص جعل از بسیاری جهات مهم است. تحقیقات زیادی در مورد اختراع، ترکیب شیمیایی و استفاده تاریخی و ساخت مواد وجود دارد. حتی گاهی اوقات مشخص می شود که هنرمندان و فرهنگ ها مواد لازم را برای ساختن اشیاء خود از کجا تهیه کرده اند – مانند مواد معدنی وارداتی که برای ساختن رنگ استفاده می شود یا سنگ های محلی برای ساختن مصنوعات. بنابراین، تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی شی مورد نظر می‌تواند مواد، مواد شیمیایی، و ترکیبات درون آن را که با اصل بودن و قدمت صحیح آن مورد مطابقت دارند، و برعکس ترکیبات یا موادی که با اصل بودن کالا، اگر نگوییم غیرممکن، ناسازگار هستند، شناسایی کند. موارد زیر نمونه هایی هستند:

• یک جاعل نقاشی از نوع مناسب سفید سربی برای نقاشی استاد قدیمی استفاده می‌کرد، اما ترکیبات خاصی که برای ساختن رنگ استفاده می‌شد، از منبعی جغرافیایی می‌آمد که برای هنرمند اصلی در دسترس نبود.

• جعلیات عکس من ری به دلیل مواد شیمیایی پیشرفته در کاغذ عکس شناسایی شد.

• طیف سنجی می تواند تفاوت بین الماس طبیعی و مصنوعی را تشخیص دهد زیرا می تواند مواد شیمیایی منبع را شناسایی کند.

• او جعل‌های پیچیده‌ای از بقایای فلزات گرانبهای باستانی را شناسایی کرده است، زیرا در حالی که در جعل‌ها از فلز درست استفاده می‌شد، ترکیبات خاص فلزات با ترکیبات مورد استفاده مردمان اصلی متفاوت بود.

• طیف‌سنجی آناتاز کریستالی را در جوهر مورد استفاده در نقشه وینلند شناسایی کرد، اما آناتاز در اوایل استفاده ناشناخته بود.