Ход урока
1. Вступительное слово учителей химии и физики.
Здравствуйте! Мы рады приветствовать вас в мастерской "Краски разных времён". Нам сегодня предстоит:
- познакомиться с многообразием химических веществ и материалов, применяемых в живописи, и технологиями работы с ними;
- ответить на вопросы: "Как данные вещества могли способствовать развитию международных связей и установлению дипломатических отношений между деятелями науки и искусства?";
- познакомиться с особенностями цветовосприятия нашего глаза и составом белого цвета.
2. Приглашаем вас в виртуальную галерею. Показ презентации №1 "Картины великих русских художников". Звучит музыка: Иоганн Себастьян Бах, Ария из оркестровой сюиты № 3 (время просмотра - 5 мин).
3. Учитель химии:
Любите живопись, поэты!
Лишь ей, единственной, дано
Души изменчивой приметы
Переносить на полотно.
Н. Заболоцкий
Краски настолько органично вошли в жизнь человека, что он вспоминает о них очень часто и необязательно только в сугубо техническом или бытовом смысле. Краски стали образным воплощением процесса творения, синонимом художественного слова; краски могут быть дешёвыми или поддельными, причём не только в коммерческом смысле. Слова "чернить" и "портить" - речевые понятия очень близкие по смыслу. Человека могут вогнать в краску повышенным вниманием, замечание, неожиданное известие.
"Каждое искусство изучается постепенно, частями.
Для живописи первое - приготовление красок".
Из трактата Теофила (написан сотни лет назад).
Живопись вечна и прекрасна, потому что несет красоту и добро в мир. Живописные произведения классифицируют не только по стилевым особенностям, но и по характеру применяемых материалов и технологии работы с ними. С этих позиций выделяют относительно самостоятельные техники живописи: энк/аустика, фреска, т/емпера, масло, гуашь, пастель, акварель и др. Краски в любой технике наносят на какую-либо твердую основу. Таковой может быть стена здания, холст, картон, дерево, шелк, стекло и т. п. Для прочности соединения красочного слоя с основой и обеспечения лучшей сохранности художественного произведения практически во всех живописных техниках применяется грунтовка основы, это означает, что основу предварительно покрывают специальным составом, грунтом. Сами краски состоят, как минимум, из двух компонентов: пигмента и связующего вещества. Пигментами называют природные или синтетические окрашенные соединения. Связующее вещество обеспечивает прочное соединение частиц краски с основой - в каждой технике оно свое: в энкаустике - воск, в темпере - эмульсии (сок растений, цельное яйцо). Поверхность красочного слоя нередко закрепляют. Работая в любой технике, художник имеет дело с многочисленными веществами и материалами. Познакомимся с ними немного подробнее, и начнем с пигментов - веществ, из которых приготавливают краски всех типов.
4. Работа учащихся в группах, знакомство с предложенной информацией. Выполнение лабораторного опыта "Ознакомление с образцами пигментов".
Химия и искусство имеют внутреннюю общность, которая коренится в их творческой природе. Марселен Бертло
(фр. х., признанный мастер органического синтеза, министр просвещения и изящных искусств, министр иностранных дел)
Группа № 1. Волшебный мир пигментов
Любая художественная краска представляет собой комплекс. Состоящий из двух компонентов - пигмента и связующего вещества. Для приготовления красок всех типов - масляных, темперных, акварельных - используются одни и те же пигменты, но различные связующие вещества. В живописи преимущественное применение получили минеральные пигменты. Эти вещества характеризуются рядом важных свойств: они нерастворимы в воде, масле, спирте и растертые с каким-либо связующим веществом окрашивают материал только с поверхности. Классификация минеральных красителей представлена в таблице № 1.
Табл. № 1. Неорганические пигменты (фрагмент)
| Химическое вещество | Название краски |
| ZnO Оксид цинка (2) | Цинковые белила |
| TiO2 Оксид титана (4) | Титановые белила |
| Pb3O4 Оксид свинца (4) | Свинцовый сурик |
Группа № 2. Вечная живопись
Один из самых удивительных видов живописи - энкаустика - живопись расплавленными красками, связующей основой которых служит воск. Прочность энкаустической живописи главным образом объясняется свойствами связующего - пчелиного воска. Технология работы энкаустика исключительно сложна. Твердые краски на восковой основе наносят на специально подготовленную доску и используют особые инструменты - каутерии - бронзовые ложечки. Когда роспись готова, для лучшего ее закрепления все полученное изображение прогревается до легкого оплавления красок. Энкаустические краски всегда содержат немного льняного масла. При оплавлении оно выступает на поверхность и образует тончайшую стекловидную пленку (после застывания). Это и есть знаменитый энкаустический лак.
Группа № 3. Таинства стенного письма
Стенная роспись, которой обычно украшались интерьеры русских православных храмов, называется фреской. Русские изографы применяли цветные глины красных, желтых, коричневых, зеленых тонов. Эти глины тщательно растирали на воде. Попадавшиеся в них крохотные частички кварца и слюды создавали особую фактуру живописи, слабое ее мерцание. На Руси известь для фресок проходила многолетнюю обработку. Для получения штукатурки известь смешивали с гипсом, мелом, мелкотолченым кирпичом, рубленным льном. Грунт обычно делали двуслойным. На хорошо просохший, первый, достаточно толстый слой штукатурки непосредственно перед началом работы художника наносили тонкий второй слой. По нему и выполняли роспись.
Группа № 4.Эмульсии и живопись
Западноевропейские художники эпох Средневековья и Возрождения, византийские и русские иконописцы писали техникой живописи темперой. Для приготовления красок пигменты растирали на различных эмульсиях. В старину для повышения эластичности красок применяли различные добавки: итальянские живописцы использовали вино и сок фигового дерева, немецкие - спирт и пиво, содержащие растительную клейковину, русские изографы - хлебный квас. Технология создания темперного полотна очень сложна. Живопись многослойна, каждый ее фрагмент прописывается много раз. Их обычно писали на сосновых, липовых или еловых досках. На подготовленную доску накладывали кусок холста - паволоку, а на него последовательно наносили до десяти слоев левкаса (грунта).
Группа № 5. Масло. Акварель. Гуашь. Пастель.
Среди важнейших техник живописи масляная -
наиболее молодая. Масляная живопись быстро
распространилась по мастерским европейских
художников. Для приготовления красок
использовали высыхающие масла: маковое ореховое
(из ядер грецких орехов), конопляное льняное.
Единственно пригодной бумагой для акварельной
техники живописи является льняная бумага,
обладающая безукоризненной белизной. Техника
живописи акварелью по своей сложности
приближается к темперной и даже фресковой. Гуашь
Живопись гуашью - это старинным способ живописи,
представляющий одну из разновидностей акварели
Гуашь лишена прозрачности. Живопись гуашью
исполняется либо специальными красками, либо же
работа ведётся по методу гуаши обыкновенными
акварельными красками с добавлением в них белил.
Пастель - техника живописи и рисования по шероховатой поверхности бумаги, картона и т.п. специальными карандашами из сухого красочного порошка. При этом: начинают жестковатыми карандашами и заканчивают мягкими; красочный порошок растирают пальцами.
5. Показ презентации № 2 "Краски разных времён". Работа со словариком терминов и с раздаточным материалом (картины, книги, материалы "Это интересно:").
6. Обсуждение результатов работы групп. Что мы узнали о химических веществах и материалах, применяемых в живописи, и технологиях работы с ними?
После отчёта группы № 1 проводится показ демонстрационного опыта "Вулкан" и выступление учениц 9-а класса с презентацией исследовательской работы "Приготовление красителей из растений и их применение".
7. Учитель химии.
Итак, в нашей распоряжении есть пигменты, необходимые для составления цветовой гаммы радуги: Красный - свинцовый сурик; Оранжевый - смесь красного пигмента с жёлтым; Жёлтый - свинцовый крон, охра; Зелёный - медянка, зелёный крон; Голубой - малахит или ультрамарин; Синий - берлинская лазурь; Фиолетовый - кобальт фиолетовый, синий или кобальт фиолетовый.
В добавление к данным пигментам имеются: белый - оксид титана или оксид цинка; чёрный - сажа.
Учитель физики.
"Слеп физик без математики, сухорук без химии", - говорил М.В. Ломоносов, думая о содружестве наук как необходимом условии развития естествознания.
Гимн свету
Чудный дар природы вечной,
Дар бесценный и святой.
В нем источник бесконечный
Наслажденья красотой.
Солнце, небо, звезд сиянье,
Море в блеске голубом,
Всю природу создания
Мы лишь в свете познаем.
Наши глаза способны видеть окружающий мир разноцветным, мы не задумываемся о том, как это происходит. Почему все, что нас окружает, утопает в таком многообразии цветов и красок? Внутренний мир красок таинственный и загадочный, объясним с точки зрения химии. Внешний мир- с точки зрения физики.
Показ презентации "Цвет и свет".
Продолжает учитель физики.
Первый шаг к разгадке цвета сделал И.Ньютон, когда был студентом Кембриджского университета. Проделав маленькое отверстие в оконной ставне, он подставил под пучок света треугольную стеклянную призму и на противоположной стене заиграли все цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Эту полоску Ньютон назвал спектром. Разложение белого цвета в цветной спектр означало, что белый свет является составным, то есть представляет собой смесь всех цветов радуги. Когда пучок белого света проходит через призму, составляющие его лучи разных цветов, преломляются по - разному: сильнее всего преломляются фиолетовые лучи, слабее всего - красные. Как глаз различает цвета? Сетчатка глаза состоит из нервных окончаний имеющих вид палочек и колбочек. Колбочки создают ощущения различных цветовых тонов, но обладают малой светочувствительностью. Палочки обладают большей светочувствительностью, но создают при действии на них любых излучений ощущение только черно-белых тонов. Расположены колбочки и палочки неравномерно по сетчатке глаза. В одних частях сетчатки преобладают палочки, в других - колбочки. В центре сетчатки расположено так называемое желтое пятно, плотно покрытое только одними колбочками. Чем дальше от центра, тем колбочек меньше, но появляются палочки. За пределами желтого пятна колбочки почти отсутствуют, на краях сетчатки уменьшается и количество палочек.
Когда мы смотрим внимательно на какой-либо
предмет, глаз сам поворачивается так, что
изображение этого предмета падает на желтое
пятно. Глаз непрерывно движется. Эти колебания
очень быстрые, небольшие по величине и поэтому
незаметные. Но они играют очень важную роль в
зрительном восприятии. Благодаря этим колебания
на одни и те же места сетчатки попадают
изображения рядом расположенных мелких деталей.
Мы видим цвета потому, что происходит изменение
излучений. Глаз суммирует эти кратковременные
изменения излучений, попадающих на одни и те же
участки сетчатки. Поэтому мы, например, не
различаем их в цветной репродукции цвета мелких
разноокрашенных растровых элементов, а видим
единый "суммарный цвет". Из многих теорий
цветового зрения наиболее распространена
трехцветная теория, согласно которой все
многообразие видимых нами цветов обусловлено
возникновением в сетчатке глаза нервных
возбуждений трёх типов (колбочек трех цветов:
красной, зеленой и синей). Если в мозг идут
сигналы только от "синих" колбочек мы видим
синий цвет, если от "красных" и "зеленых" - то
желтоватый. Трехцветная теория зрения позволяет
объяснить возникновение ощущений различного
цветового тона, светлоты и насыщенности.
Вместе с тем зрительное восприятие цвета
зависит не только от устройства самого глаза как
приемника лучистой энергии. Во многом оно
зависит также от нашего сознания, накопленного
опыта по восприятию цвета знакомых предметов в
различном окружении и при разном освещении.
Окраска предметов. При освещении предметов белым светом мы видим их окрашенными в различные цвета. Окраска предметов может быть обусловлена различными причинами. Почему листья зеленые, а кровь - красная? Пусть белый (например, солнечный) свет падает на предмет, который поглощает "красные" лучи, а все остальные - отражает. Такое поглощение света определенных длин волн называется избирательным поглощением. Какого же цвета будет свет, отраженный от этого предмета? В нем не будет хватать красной части спектра, и поэтому он будет восприниматься глазом как зеленоватый. Зеленый цвет листьям растений придает хлорофилл - органическое соединение, "ответственное" за фотосинтез (превращение солнечной энергии в химическую энергию органических веществ). Хлорофилл поглощает преимущественно красные и синие лучи. В результате отраженный от листа растения "остаток" солнечного спектра приобретает зеленую окраску. А кровь обязана своим красным цветом гемоглобину. По своей химической структуре он подобен хлорофиллу, за исключением того, что "главным" атомом является в нем атом железа. Но эта "маленькая замена" кардинально меняет цвет: гемоглобин не поглощает красного света, поэтому кровь - красная. Как возникает радуга? После дождя в воздухе остается много мельчайших капелек воды, имеющих форму шара. Когда луч света падает на такую капельку, он преломляется на поверхности капельки, затем отражается от ее внутренней поверхности и при выходе из воды в воздух преломляется еще раз. В результате, выйдя из капли, "красный" луч пойдет под одним углом, а "фиолетовый" под другим.
Оптическое смешение цветов. Белый цвет можно получить не только сложением семи цветов. В 1807 году Т. Юнг 9анг. Физик) заметил, что белый цвет можно получить сложением трех спектральных цветов - красного, зеленого и синего. Это можно увидеть в театре или в цирке, наблюдая за тремя лучами прожектора (красный, синий, зеленый). В результате оптического сложения этих лучей получится белый цвет. В зависимости от того, в каких пропорциях складывать эти цвета можно получить разнообразные цвета и их оттенки, но красный, зеленый и синий цвета нельзя получить смешением других цветов. Поэтому эти три цвета были названы основными.На сложении этих трех цветов основаны цветное кино, цветное телевидение, цветная фотография.
Механическое смешение цветов. Механическое смешение цветов происходит тогда, когда мы смешиваем краски на палитре. Основными красками являются малиновая, желтая и голубая, которые при смешении дают краску черного цвета. Складывая желтый и голубой спектральных цвета (луча), мы получаем белый цвет, т. к. эти цвета дополнительные. Но смешивая желтую и голубую краски, мы получаем зеленую краску, т. е. оптическое сложение цветов не совпадает с механическим.
Психологическое воздействие цветов на человека. "Цвет способен на все: он может успокоить и возбудить, он может создать гармонию или вызвать потрясение, от него можно ждать чудес, но он может вызвать и катастрофу" - так говорил французский ученый Жак Вьено. Поэтому художникам, дизайнерам, модельерам следует это учитывать. Красный, оранжевый, желтый и их оттенки человеческий глаз воспринимает как теплые; голубой, синий, фиолетовый - как холодные тона; зеленый цвет - нейтральный, хотя и у него есть холодные и теплые оттенки. Теплые цвета, как правило, вызывают бодрое настроение - их очень часто называют активными, холодные же, наоборот, успокаивают, их называют пассивными. Большая интенсивность цвета, действующая на человека длительное время, утомляет зрение, яркая окраска надоедает и раздражает. Помещение со слабым освещением лучше всего отделывать в светло-желтые и светло-розовые тона. Белый цвет значительно уступает этим цветам, т. к. при слабом освещении белые поверхности кажутся тусклыми и серыми. Хорошо освещенные помещения, обращенные на юг можно отделывать более темными и даже холодными цветами. Не следует забывать, что освещенность нижних этажей, всегда меньшая, чем верхних, поэтому цвет окраски нижних этажей должен быть светлее верхних. Исследования показывают, что больше всего утомляет сетчатку глаза фиолетово-синий, несколько менее красный и менее всех - зеленый цвет
Практическая часть. Работа в группах.
Практическая работа№1 "Качественные реакции на ионы железа". Для гостей - лабораторный опыт "Приготовление масляной краски на основе зелёного пигмента"
Практическая работа№2 "Искусственная радуга". Для гостей - "Наблюдение цветного спектра" (в плоскопараллельной стеклянной пластине и компакт-диске). "Механическое смешивание цветов" (получение черного, зеленого, голубого и белого цветов)
8. Современная техника живописи (компьютерная). Презентация № 3.
Заключение
Интересным источником сведений о химических средствах и их применении служит живопись. Для создания картин требовались самые разнообразные пигменты, связующие материалы, растворители и др. вещества.
Красители - вещества, получаемые методами органического синтеза и предназначенные для окраски, прежде всего тканей. Краски - смеси, содержащие пигмент и связующие вещества, предназначенные для поверхностного окрашивания. Пигменты - нерастворимые химические соединения, окрашивающие различные материалы.
Живописные произведения классифицируют не только по стилевым особенностям, но и по характеру применяемых материалов и технологии работы с ними. С этих позиций выделяют относительно самостоятельные техники живописи: энк/аустика, фреска, т/емпера, масло, гуашь, пастель, акварель и др.
Различные химические вещества, применяемые человеком, добывались и производились в различных странах. Это приводило к развитию международной торговли, установлению дипломатических связей между учёными и деятелями искусства. Благодаря деятельности учёных разных стран художники получили палитру красок для создания своих творений. Пример: в основе получения берлинской лазури лежат обменные реакции с ионами железа. Их изучали в первой половине 18 века англ. учёный Р.Б. Вудворд, нем. - А.С. Маркграф, русский - М.В. Ломоносов. Интересен факт, что Д.И. Менделеев был неравнодушен к пигментам и даже лично приготовил для картины А.И. Куинджи "ночь на Днепре". Художники тоже не были чужды химической науке: И.Н. Крамской, И.Е. Репин, А.И. Куинджи и И.И. Шишкин были участниками менделеевских сред.
Удивительные оптические явление дают яркую и разнообразную картину природных красок. Человеческий глаз, благодаря своей уникальной физиологии способен воспринимать цветной мир таким, какой он есть. Для создание новой палитры цветов достаточно механически смешать краски, несмотря на то, что оптическое сложение цветов не совпадает с механическим.
Наука и искусство так же необходимы для людей, как пища, и питьё, и одежда, даже необходимее: Л.Н. Толстой
Наука и искусство так же тесно связаны между собой, как легкие и сердце, так что если один орган извращён, то и другой не может правильно действовать. Л.Н. Толстой
Чем дальше, тем искусство становится более научным, а наука более художественной, расставшись у основания, они встретятся когда-нибудь на вершине. Г. Флобер.