ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на форуме.
 

(Люминесцентный метод)

Обычными и привычными для нас источниками света являются накаленные тела: солнце, нить электролампы, пламя свечи и т. п. Световые волны от таких источников распространяются во всех направлениях и, встречая на своем пути какие-либо тела, частью отражаются от них, а частью поглощаются ими (а через прозрачные тела частью проходят). Отраженные световые волны составляют основную массу зрительных восприятий: это все, что мы видим вокруг себя. Поглощенные волны переходят в различные другие виды энергии (главным образом в тепловую) и только в некоторых случаях — в световую же, и тогда тело, поглотившее их, само становится источником света. Такое явление носит название люминесценции1. Явления люминесценции довольно широко распространены в природе; но обычна выражены слабо и не играют в жизни человека сколько-нибудь важной роли, поэтому они долгое время оставались почти незамеченными; исследование люминесценции насчитывает лишь около 400 лет2 и до XX века носило чисто эмпирический характер. Только за последние десятилетия изучение люминесценции превратилось в достаточно стройную научную дисциплину, которая очень быстро приобрела практическое значение в самых различных областях науки и техники; в частности, люминесценция стала одним из методов исследования (люминесцентный анализ). Люминесценцию могут вызывать как невидимые — рентгеновские и ультрафиолетовые — лучи, так и лучи обычного видимого света, причем, по закону Стокса, волны люминесценции всегда длиннее, чем волны вызывающего ее света: вещества под действием волн фиолетового и синего цвета могут светиться лишь зеленым, желтым и красным цветом, а под действием ультрафиолетовых волн могут светиться любым видимым цветом. Толчком для возникновения и развития люминесцентного метода исследования послужило открытие (1910) того факта, «... что многие вещества обнаруживают явления свечения, если их осветить ультрафиолетовыми лучами, при условии, что весь видимый свет, примешивающийся к ультрафиолетовому, удален при помощи подходящих фильтров». 3

В практике исследования люминесценции картин используются исключительно ультрафиолетовые лучи и поэтому уместно несколько остановиться на их физической природе и технике их получения.

Ультрафиолетовая область спектра электромагнитных колебаний занимает участок между видимыми и рентгеновскими лучами и соответствует интервалу длин волн от 9 до 400 миллимикронов (ммк). У человека нет такого органа чувств, который мог бы непосредственно воспринимать волны такой длины, чем отчасти и объясняется то, что ультрафиолетовое излучение было открыто сравнительно поздно (в 1801 г.). От различной длины волн ультрафиолетовых лучей зависят и различные их физико-химические свойства. По практическим соображениям, весь ультрафиолетовый участок спектра принято (без особой строгости) подразделять на три области:

ближнюю

с длиной

волн

от 400 До 315 ммк,

среднюю

»

»

от 315 до 280 ммк.

дальнюю

»

»

от 280 ммк и короче.

При люминесцентном методе исследования картин используется ближняя область, которая из общего светового потока кварцевой горелки выделяется при помощи светофильтра из «черного» стекла. Выделенные таким фильтром лучи с их максимумом в 366 ммк часто называются «черным светом». 4

Для получения ультрафиолетовых лучей требуется установка, состоящая из достаточно мощного источника ультрафиолетового излучения и светофильтра, по возможности полностью отсекающего все видимые лучи. Наиболее удобным источником в настоящее время являются ртутно-кварцевые лампы высокого давления, вмонтированные в светонепроницаемый кожух с окном, закрытым светофильтром из «черного» стекла. Наша промышленность выпускает такие установки в виде аналитических ламп и ламп-прожекторов для кинематографии и театров. Аналитические лампы для исследования картин мало пригодны, так как не дают достаточно большого освещенного поля. Можно пользоваться обычными медицинскими установками стационарного типа, изготовляемыми заводом «Красногвардеец» в Ленинграде, с горелками ПРК-2, но в эти установки необходимо внести добавления: сделать кожух-рефлектор светонепроницаемым, обеспечить надежное охлаждение, снабдить фильтром, пропускающим только ультрафиолетовые лучи. Ниже показаны два типа кожухов рефлекторов: а — для круглого светофильтра с диаметром в 25 ст., изготовленного ГОИ; б —для светофильтра 10 X 20 ст. (из двух стекол 10 X 10 ст., изготовляемых Ленинградским заводом оптического стекла). Для охлаждения можно использовать прибор «Фен». Параметры, излучаемый спектр и схема включения подробно описываются в наставлении, прилагаемом к каждой горелке. Работа с кварцевой установкой крайне проста, не сложнее, чем с любым электроприбором домашнего обихода и не требует участия особого специалиста (в отличие от работы с рентгеновской установкой), но необходимо помнить, что: 1) ультрафиолетовые лучи вредны для глаз и поэтому при длительном применении их, например, при визуальном исследовании картины, надо защищать глаза специальными очками; 2) начинать пользоваться лампой можно не раньше, чем через 10 минут после включения, т. е. когда она полностью «разгорится» и установится постоянный режим светоотдачи; иначе неизбежны ошибки в оценке люминесцентной картины и в экспозициях при фотографировании; 3) наиболее частой причиной незагорания или потухания горелки бывают плохие контакты на проводах у самой горелки или на подводящих ток ко всей установке, а также падение напряжения в сети, например, при параллельном включении какого-либо другого прибора, в частности второй кварцевой установки.

Кожух для кварцевых ламп (а)

Кожух для кварцевых ламп (б)

Излучение палкообразной горелки (ПРК) нельзя сконцентрировать так, чтобы получить достаточно сильную освещенность поля при работе с микроскопом. Для этой работы пригодны горелки сверхвысокого давления СВДШ-250 и др. Они являются источниками почти точечного света, поток которого очень просто сконцентрировать обычной линзой, пропускающей ближние ультрафиолетовые лучи. Горелку необходимо поместить в светонепроницаемый кожух типа обычного проекционного фонаря, но при этом надо учитывать следующее:

1) хотя кварц, из которого сделана горелка, отличается значительно большей крепостью, чем стекло, но поломки и разбрасывание осколков (при высоком давлении) не исключены;

2) горелка излучает очень много тепла;

3) дает ослепляющей силы свет как в видимой, так и в ультрафиолетовые части спектра. В силу этого работать с нею должны только люди достаточно подготовленные и осторожные. (Беречь зрение!)

Светофильтр. Назначение светофильтра, как уже было указано, заключается в том, чтобы задержать видимый свет и пропустить лишь ультрафиолетовые лучи. Наиболее подходящим для этой цели является стекло ФС-2 толщиной 2—3 мм (сходные сорта у Шотта — UQ 2, у Чэнса —UltraViolet, 14). 5

Стекла этих типов принято называть «черными»; в отраженном свете они действительно такими и кажутся, но если через них посмотреть на солнце или на сильную электрическую лампу, они представляются окрашенными в тёмнокрасный с фиолетовым оттенком цвет. Такая окраска на просвет зависит от того, что фильтр пропускает, кроме невидимых ультрафиолетовых лучей с длиной волн от 400 до 300 ммк, немного фиолетовых с длиной волны до 425 ммк и красных — от 750 до 680 ммк. В первую минуту после включения горелки, если смотреть на нее через фильтр, она кажется ярко-красной, затем по мере разогревания, перехода ртути в пары и повышения давления становится менее яркой и приобретает более фиолетовый оттенок. Добавка к невидимому потоку ультрафиолетовых лучей видимых, красных и фиолетовых, сказывается в том, что вещества, вовсе не люминесцирующие, например металлы, какого бы цвета они ни были, отражая эти видимые лучи, кажутся окрашенными в бархатисто-темно-красный цвет. Наложение отраженных красных лучей на цвет люминесценции несколько изменяет его и, в частности, усиливает красные оттенки. Устранить красные лучи можно добавлением еще одного светофильтра (светлосинего, содержащего соли меди), но, к сожалению, он будет поглощать часть и ультрафиолетовых лучей.

Для визуального изучения картины достаточно одной лампы. Однако часто требуется совершенно объективный документ, говорящий о состоянии картины в тот или иной момент ее жизни. Особая ценность ультрафиолетовых лучей в том, что с их помощью можно быстро и просто получить такой документ в виде люминесцентного фотоснимка. Для равномерности освещения картины при фотоснимке необходимо иметь две одинаковых установки.

Помещение. В большинстве случаев люминесцентное свечение бывает очень слабым; даже люминесценция специально изготовляемых светящихся составов при обычном освещении едва видна. Поэтому как для визуальных исследований, так и для снимков требуется полное затемнение комнаты, при этом нужна и хорошая вентиляция, так как при работе кварцевой лампы происходит ионизация воздуха, вообще, может быть, и полезная, но в дозах, значительно меньших, чем те, которые образуются при длительной работе ламп в закрытом помещении. Размер комнаты должен позволять разместить мольберт с картиной, две установки ультрафиолетовых лучей под углом к картине в 45° и фотоаппарат. При установке в лаборатории электрического освещения необходимо учесть, что, кроме люминесцентного снимка, полезно делать и снимок в обычном свете (для сравнения). Наведение на фокус производится при освещении картины видимым светом (свет люминесценции слишком слаб) без всяких поправок, так как длина волн люминесценции та же, что и видимого света. Рядом с установкой ультрафиолетовых лучей надо иметь выключатель для включения и выключения общего освещения, потому что при исследовании часто требуется сравнение люминесцентного вида картины с обычным.

Для производства снимков годится любой павильонный фотоаппарат 13 X 18 или 9 X 12, но обязательно со светосильным, высококачественным объективом, ввиду того, что: 1) люминесценция весьма слабо актинична; 2) желтый светофильтр (см. ниже) увеличивает экспозицию и снижает резкость снимков. Во избежание слишком длительной экспозиции, значительно диафрагмировать объектив нельзя.

Спектральные кривые пропускания светофильтров, задерживающих видимые лучи

Длительность экспозиции изменяется в зависимости от свойств объектива, от того, насколько ярка люминесценция картины, от размеров картины, которые определяют расстояние от нее до ламп и до фотоаппарата, и от формата снимка. При средней яркости люминесценции картины и при размере ее около 1 кв. м, пластинке 9 Х12 «Изоорто» 45 по ГОСТу, объективе «Индустар 51», диафрагме 5,6 экспозиция в 3—5 минут дает достаточно плотный и удовлетворительный по резкости негатив. Уже отмечалось, что освещение должно быть равномерным и без световых пятен на картине. Если добиться такого освещения путем подбора рефлектора и перемещения ламп не удается, следует во время экспозиции покачивать во всех направлениях кожух с горелкой, чтобы световые пятна скользили по всей картине. Выключать кварцевые лампы раньше, чем будет установлено, что получен удовлетворительный снимок, не следует (горелки изнашиваются от повторных включений скорее, чем от длительности работы). Повторное зажигание вызовет потерю времени не меньше, чем четверть часа, — лампа не загорится, пока не остынет, и потребуется еще время на установление постоянного режима работы горелки.

Для получения люминесцентного снимка необходимо снабдить объектив светофильтром, который должен полностью поглощать ультрафиолетовые лучи,6 насколько возможно не задерживать видимые лучи, не люминесцировать, иначе возможно завуалирование негатива, в особенности при положении фильтра за объективом. Этим условиям удовлетворяет стекло ЖС-4.7 Для проверки светофильтров, задерживающих ультрафиолетовые лучи, сконструирован весьма простой прибор.8 Он состоит из четырехгранной, коленчатой деревянной трубки, один конец которой закрыт светофильтром (А) ФС-2. Против светофильтра под углом в 90° помещается люминесцирующий экранчик (картон, покрытый пластиносинерродистым барием или салициловым натром (Б). Против экранчика в параллельной к нему плоскости закреплено зеркальце (В). Глаз должен находиться у другого конца трубки. Если свет, падающий на светофильтр, содержит ультрафиолетовые лучи, экранчик светится, и тем сильнее, чем больше лучей доходит до него. Таким путем проверяются (приблизительно): 1) содержание ультрафиолетовых лучей в световом потоке того или иного источника света или от отражающей поверхности; 2) степень поглощения ультрафиолетовых лучей прозрачными средами — стеклом, пленкой лака и т. п. (для чего светофильтр перекрывается ими); 3) люминесценция различных веществ (для этого через имеющееся в приборе оконце с крышкой заменяют экранчик этими веществами).

Ход лучей и роль светофильтров ФС-2 и ЖС-4 при люминесцентной съемке поясняет схема.

Спектральные кривые пропускания светофильтров, задерживающих ультрафиолетовые лучи

Чертеж прибора для проверки светофильтров

Схема хода лучей при люминесцентной съемке

Горелка излучает видимые и ультрафиолетовые лучи. Через фильтр ФС-2 проходят и попадают на картину ультрафиолетовые лучи (и немного красных). Часть их трансформируется на картине в видимую люминесценцию и направляется в объектив, а часть, оставаясь невидимой, отражается от картины и также направляется в сторону объектива. Фильтр ЖС-4 пропускает только видимые лучи люминесценции и задерживает невидимые (отраженные) ультрафиолетовые лучи, благодаря чему на фотопластинку действуют только лучи люминесценции и очень слабо красные, если пластинка чувствительна к ним. Если бы не было фильтра ЖС-4, отраженные ультрафиолетовые лучи, которые во много раз активнее лучей люминесценции, полностью перекрыли бы действие последних на фотопластинку, и на ней получился бы снимок мало чем отличающийся от снимка в обычных лучах, а при длительной экспозиции, необходимой для люминесцентного снимка, получился бы негодный из-за передержки негатив. При визуальном исследовании желтый фильтр не нужен, так как отраженных ультрафиолетовых лучей глаз не видит.

Общий характер люминесценции картины в большой степени зависит от того, покрыта ли она лаком, и от состояния лакового покрытия. Картина вскоре после того, как она закончена и высохла, обычно покрывается лаком. Поэтому исследовать картины без покровного лака приходится редко, почти исключительно в тех случаях, когда лак удаляется в процессе реставрации. На картине или на ее участках, непокрытых или покрытых лишь тонким слоем лака, видны все детали красочного изображения, но с весьма значительными искажениями цветов и светотени, так как не все краски люминесцируют, а если они и люминесцируют, то цвет их люминесценции часто отличается от того цвета, какой они отражают в обычном, «белом» свете. Краски, даже одинаковые между собой по цвету при обычном свете, могут светиться совершенно различно, если различны их химический состав, способ изготовления, связующее, покровный лак, люминесценция поверхности, на которую они нанесены.

Чрезвычайная чувствительность люминесценции является ценным качеством для «сортового анализа», т. е. для обнаруживания разницы там, где при осмотре в обычном свете она не заметна. В частности при исследовании живописи участки картины, кажущиеся в обычном свете монохромными, дают в ультрафиолетовых лучах различное свечение, если они выполнены разными красками. Это дает возможность обнаруживать даже самые мелкие записи. Они видны более четко, когда их люминесценция сильно отличается по интенсивности и цветности от люминесценции поверхности картины, в особенности, если запись совсем не люминесцирует. Разумеется, запись совсем не будет видна, если ни она, ни фон не люминесцируют. Лаки обычно сильно люминесцируют мутно-голубоватым цветом. На фоне этого свечения записи выделяются в виде более темных пятен, если они не покрыты или покрыты тонким слоем свежего лака. Под слоем повторных покрытий лаком всей картины они становятся тем менее заметными, чем больше на них лака. Это дает возможность отличать более поздние записи от более ранних (чем темнее кажется запись, тем она моложе); но при этом надо учитывать, что и самая «молодая» запись может быть и не темной и мало заметной, если она сделана краской, люминесцирующей в светлых тонах, и если цвет ее люминесценции близок к люминесценции фона.

Иногда запись, заметная в обычном свете, в ультрафиолетовых лучах бывает совсем не видна, если ее люминесценция незначительно отличается от люминесценции фона, а слой покровного лака окончательно заглушает эту разницу свечения. Это видно, например, на «Портрете молодой женщины» Нейшателя (илл. 7, 8). На снимке в обычном свете видна нечетко выраженная тень записи у левого виска. Рентгенограмма, кроме трещины вдоль всего лба, никаких других повреждений не обнаруживает. На люминесцентном снимке четко вырисовывается обширная запись у левого виска и несколько более мелких вокруг головы, запись же на лбу совсем не видна.

7. Нейшатель. Портрет молодой женщины (люминесцентный снимок)

8. Нейшатель. Портрет молодой женщины (рентгеновский снимок)

Экспериментальные исследования показывают, что степень ослабления люминесценции поверхности красочного слоя зависит не столько от толщины, сколько от состояния покрывающего слоя лака. Если покрыть картину в несколько приемов даже очень толстым слоем свежего, незагрязненного лака, то он хотя и будет сильно люминесцировать, но почти не заглушит люминесценции лежащих под ним красок. Но если слои лака подверглись различного рода порче: разложению, загрязнению, подкраске и т. п., люминесценция их будет заглушать люминесценцию красок картины и тем значительнее, чем больше лак загрязнен.

В течение жизни картины лаковое покрытие в первую очередь принимает на себя всякого рода воздействия окружающей среды (это его защитная роль) и постепенно теряет прозрачность, бесцветность9 и, самое главное, загрязняется, причем пыль и в особенности жирная копоть (сажа), которой так богат воздух больших городов, въедается в него и полностью может быть удалена лишь вместе с лаком. При повторных покрытиях картины без удаления испорченного лака общий слой становится уже не прозрачной бесцветной средой, а мутной и окрашенной. Получается приблизительно такое впечатление, что картина закрыта плотно приложенным матовым или очень загрязненным стеклом. И по отношению к люминесценции слой старого лака играет сложную роль поглощающего светофильтра: во-первых, он сам довольно сильно светится (люминесцирует), и как рефлектирующее стекло мешает видеть то, что находится под ним; во-вторых, преграждая доступ ультрафиолетовым лучам к красочному слою, он ослабляет люминесценцию красок и, наконец, являясь мутной средой, мешает видеть и это ослабленное свечение. Короче говоря, старый испорченный лак заглушает люминесценцию красок и делает менее заметной разницу ее на различных участках.

Вопрос о подлинности подписи на картине решается на тех же основаниях, что и обнаружение записей: художник подписывает свое произведение вскоре после окончания работы над ним и обычно наносит подпись непосредственно на красочный слой или на тонкий («авторский») слой лака. Все те слои лака, которыми впоследствии покрывается картина, перекрывают как всю картину, так и подпись и поэтому в равной мере снижают и ее видимость в ультрафиолетовых лучах. Если же в ультрафиолетовых лучах подпись становится виднее, это говорит о том, что над нею лежит более тонкий и более свежий слой лака, чем на всей картине. Следовательно, между написанием картины и нанесением подписи прошел какой-то довольно большой срок, в течение которого были сделаны повторные покрытия картины лаком.

Если в процессе реставрации с картины удаляется старый лак, ультрафиолетовые лучи дают возможность контролировать эту работу, показывая количество лака (относительное), оставшегося на различных участках. Это очень важно, потому что предупреждает возможность полного обнажения красочного слоя, а иногда и повреждения его, т. е. удаления лессировок («смытость»).

При осмотре в ультрафиолетовых лучах задней стороны картины иногда обнаруживаются или становятся более заметными смытые или стертые надписи, штампы, различные случайные пятна, например клея.

Визуальный просмотр картины в ультрафиолетовых лучах сильно помогает при работе над ней реставратору; в научно-исследовательской же работе особую ценность должны иметь люминесцентные снимки. Хотя многие картины старых мастеров дошли до нашего времени в хорошем состоянии и дают полное и верное представление о мастерстве своего времени, немало и таких, которые сильно изменились, в частности, благодаря всякого рода записям и прописям, сделанным чужими, не всегда осторожными руками. В большинстве случаев эти изменения может обнаружить лишь очень опытный глаз специалиста, точно же запротоколировать их нельзя. Люминесцентные же снимки не только выявляют, но и с фотографической точностью и объективностью документируют их. Поэтому люминесцентные снимки картин имеют исключительно большое значение не только для реставраторов, но и для художников, хранителей и в особенности для искусствоведов.

В некоторых случаях бывает полезно сделать снимки в «отраженных» ультрафиолетовых лучах. Такие снимки могут дать дополнительные сведения к люминесцентным снимкам, например обнаружить записи, неравномерность покрытия лаком и т. п. Для получения их картина освещается источником ультрафиолетовых лучей (например, кварцевой лампой) без фильтра; на объектив же фотоаппарата надевается фильтр, пропускающий только ультрафиолетовые лучи, в данном случае отраженные поверхностью картины (например, УФС-4).

Ориентировочные условия съемки: картина в 1 кв. м освещена двумя лампами ПРК-2, установленными на расстоянии 1 м от центра картины под углом около 45° (избегать бликов!); фотопластинка «Изоорто» средней чувствительности (65 по ГОСТ'у), объектив «Индустар 51» (просветленный), диафрагма 8, экспозиция — 3 минуты. При тех же условиях, но при объективе «Тессар» — экспозиция 15 секунд. Такая значительная разница экспозиции объясняется тем, что просветленный «Индустар 51» сильнее задерживает ультрафиолетовые лучи. Поэтому при съемке в отраженных ультрафиолетовых лучах необходимо учитывать, насколько значительно задерживает ультрафиолетовые лучи тот или иной объектив и пользоваться наиболее прозрачным для них.

___________

1Люминесценция («холодное свечение») может возникать и от других причин, например при некоторых химических и биологических процессах (хемилюминесценция); при трении, разрыве (триболюминесценция), при прохождении электрического тока через разреженные газы (электролюминесценция).

2Прингсхейм П. и Фогель М., Люминесценция жидких и твердых тел и ее практические применения, пер. с англ., предисловие акад. С. И. Вавилова, М., 1948.

3Данкворт П., Люминесцентный анализ в фильтрованном ультрафиолетовом свете, пер. с нем. Л., 1931, стр. 6.

4Лазарев Д. Н., Ультрафиолетовая радиация и ее применение, Л.—М., 1950.

5Демкина Л. И., Цветное стекло Изюмского завода оптического стекла. — Журнал технической физики, т. VI, вып. 3, 1936. УФС-2 и УФС-3 по Каталогу цветного стекла, Гос. изд. оборонной промышленности, М., 1952.

6Сам объектив недостаточно задерживает ультрафиолетовые лучи.

7 По Каталогу цветного стекла, Гос. изд. оборонной промышленности, М., 1952.

8 Прибор сконструирован автором настоящей статьи.

9Нередки случаи и умышленной подцветки лака для придания картине «музейного» вида.

Первоисточник: 
Реставрация и исследование художественных памятников. Сборник статей. ГЭ М., 1955
 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2018)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РАБОТ ВЕРНИСАЖА И ВЕБ-ПОРТФОЛИО
Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.