美到震撼！揭秘被央视人民日报等媒体报道的美丽化学视频是如何拍摄的
来源 | 美丽科学BOS（ID：beautifulscience）/ 一条（ID：yitiaotv）
化学枯燥吗？这部短片可能改变你对化学的印象！色彩斑斓的《美丽化学》系列视频，可能是有史以来，中国人制作的最酷的关于化学的科学传播作品。美国《时代》官网写道：“就算化学不是你的菜，就算你每堂化学课都睡着，但你只要看过‘美丽化学’的视频，就一定会爱上科学的不可思议！”
这几天，人民日报，央视新闻，新华社等大大小小的媒体都报道了《美丽化学》视频，此前，化学加也报道了很多次：
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=p01401cfge6&width=500&height=375&auto=0
看完《美丽化学》视频，大家都开始惊叹化学之美，学化学的也不例外。那这么美丽的化学反应视频是如何拍出来的呢？本文让拍摄者带大家来揭秘视频的拍摄过程。
文 / 朱文婷 科学摄影师
2017年2月，我开始参与“重现化学”项目的拍摄，7个月后，我完成了其中7个影片的制作。
“重现化学”运用摄影的语言，以纪录片式的形式展现了化学世界中多样的风景。很多人在看完这些视频之后，会说很美，甚至会被感动，因为大家看到了不曾见到过的景象，有可能感到新奇，也有可能在观看过程中产生了种种联想。
我们向观众展示了美的结果，甚至只能向观众展示美的结果。但是从我的角度，在经历了这些影片从实验到拍摄的整个过程之后，真正使我感动的除了这些视频之外，拍摄过程中也隐藏着非常多美好的东西，甚至还有那些看起来“不那么美”的东西，然而，这些“不那么美”的东西，却也是化学之美的所在。
我逐渐发现，美，不仅停留在视觉的表面。今天，我将分享其中三个影片的创作经过。
1 「金属置换 2」
「金属置换2」拍摄了近两个月的时间，是“重现化学”目前所有影片中拍摄时间最长的一个。金属晶体的生长非常缓慢，很多时候也因无法预见金属晶体的生长方向而捕捉不到合适的画面。它一共包括银、铅、铜和锡四种金属的五个化学反应。
△ 标记了拍摄日期的实验样品
每次拍完实验，我基本都会把拍摄实验时用到的金属保留，记下它们的拍摄日期。
△ 微距摄影使用的容器
运用了两种视角拍摄金属置换。一个是用微距，化学反应就发生在边长2厘米的小容器里，图中黄色的立面就是铜片，它可以和硝酸银溶液反应置换出银。
△ 显微镜拍摄装置
另一个是用显微镜拍摄的，上方白色环状的是光源，培养皿中间这个小点，就是实验中要用到的铜粒。我们希望运用这两种视角，来展现完全不同的意境。
很多人会问：“是怎么拍出来的？”
△铜置换出银
其实不仅仅是拍摄的问题，对于重现化学这个项目，它首先是化学，化学就要做实验，做实验和摄影都是同样重要的。只有先把实验做好，才能拍出好的素材。
△ 金属置换实验中使用的溶液浓度
在金属置换这个实验中，溶液的浓度会对金属晶体的外形有着很大影响。我用以上这些浓度的硝酸银溶液和硝酸铅溶液做的置换银和置换铅的实验。
△ 锌和0.1mol/L的硝酸银溶液的反应
第一个拍摄的是锌和0.1mol/L的硝酸银溶液的反应，是用显微镜拍摄的。当时我不敢相信，也不愿接受这样的结果。这个看起来脏脏的是银吗？化学反应的美美在哪里？于是，又用0.2mol/L和1mol/L的硝酸银溶液做了尝试。
△ 看起来都差不多的结果
△ 换一个视角用微距拍摄相同的实验
但是在经过一些请教之后，换一种视角，用微距拍摄相同的实验，把锌片放置在2厘米的方形容器中，当锌片与0.1mol/L的硝酸银溶液反应时，就好像一片俯视的森林。这样的结果是出乎意料的，相同的实验，由于视角的改变而产生了完全不同的结果。
所以，往往不是一个事物不美，而是没有从一个很好的角度发现它的美。
△ 使用锌粒拍摄相同的实验
锌片是平面的，但是锌还有颗粒状的。取一颗锌粒，同样运用微距拍摄，反应过程也很有趣。
△ 铜和0.1mol/L的硝酸银溶液反应置换出银
铜也可以和硝酸银溶液反应置换出银。当铜片在0.1mol/L的硝酸银溶液中时，是灰白色的。但是下图中铜片在0.5mol/L的硝酸银溶液中置换出来的银就完全不同。
△ 铜和0.5mol/L的硝酸银溶液反应置换出银
△ 银的颜色和形态因浓度差异而不同
微小的浓度差异对银的形态和颜色都有着很大的影响，面对这几种情况，我很难做出选择，它们放在一起才是对这个过程相对完整的呈现。
△ 锌和0.05mol/L的硝酸铅溶液反应置换出铅
使用不同浓度的硝酸铅溶液置换出来的铅的形态也有很大的差异。一开始我使用0.05mol/L的硝酸铅溶液，铅晶体尖尖的好像叶子的形态，过了一段时间之后，“叶片”上方会出现毛茸茸的结构，像仙人掌。
△ 随着浓度的增加，置换出来的铅也显露出棱角，看着坚硬了许多。
铅晶体的生长是极为缓慢的，大部分在一个小时左右的时间。拍摄中也有很多不确定和无法预测的因素，我常常把镜头给到某个位置，以为这个位置能捕捉到晶体的生长，但是很多时候，拍不到任何东西。这也是金属置换拍了这么久的原因，有的时候一天拍下来都没有什么收获，但是，不能放弃，第二天继续拍，要相信，总会有惊喜出现。
△ 显微镜下的铜
显微镜下的铜，是红褐色的。看起来很像珊瑚，由于显微镜适合拍摄平面的东西，所以当拍摄对象有一定厚度的时候，拍出来的照片有明显的虚实差异。
△ 微距拍摄的铜
用微距拍摄的铜可能受到硫酸铜溶液本身蓝颜色的影响。在反应了一段时间之后，上方靠近液体表面的部分会逐渐变红，产生非常漂亮的渐变色。
△ 溶液中的金属锡
金属锡的生长非常快，也非常疯狂。有趣的是，反应时还伴随着气体的产生，可以看到很多泡泡。
△ 微距拍摄的金属锡
微距摄影的清晰焦点范围很小，所以一旦被摄主体物只要移动或者变化一点点就会失去清晰的焦点，聚焦是非常折磨人的过程，很多时候置换反应很美，却无法捕捉到清晰的画面。
△ 显微镜拍摄的金属锡
显微镜下能看到金属锡的结构，像一片笔直的树叶，闪着金属的光亮。
△ 锌片上附着的金属锡晶体，从这样的角度已看不清锡的光泽与结构。
2 「沉淀 3」
△ 液滴中的沉淀
沉淀反应是两种溶液相融以后产生不溶于水的物质。「沉淀 3」是我拍摄重现化学项目中的第一个化学反应，用显微镜拍摄的，展现的就是在载玻片上的小液滴中的沉淀究竟是什么样子。
也是在拍摄「沉淀 3」的时候，我第一次知道浓度的改变会对沉淀的形态产生影响。
△ 「沉淀 3」的实验列表
因为要实验不同的浓度，一共拍摄了108组实验，至于每一组要拍摄多少次，就没有精力统计了。最终只选择了9组实验中的8个沉淀反应剪辑到视频中。
如果只做一次实验，是无法判断的，必须经过大量的尝试与观察，才会有一个对沉淀反应整体的把握，才会有一个比较，做出筛选，保证最终呈现出来的都是有代表性的素材。
虽然，这或许看起来很多，但是，当真正投入到这些实验中的时候，做了第一组尝试就忍不住想知道接下来会发生什么，总是好奇，发现这是一件无法终止的过程。
△ 同样都是硝酸银溶液和铬酸钾溶液的沉淀反应，如果改变铬酸钾溶液的浓度，这二者生成的沉淀形态截然不同。
△ 不同浓度的氢氧化钠溶液和氯化铬溶液生成的氢氧化铬沉淀。
3 「沉淀 4」
△ 这两个沉淀反应都是俯视拍摄的，只不过「沉淀 4」用微距拍摄视角更加宏观（左图）。「沉淀3」用显微镜拍摄，能够看到沉淀的肌理（右图）。
△ 碘化铅沉淀
用到的实验器材都是很常见的器材：培养皿，吸管。把其中一种溶液覆盖培养皿的底部，让液体产生一定的高度。再向培养皿中央滴加另一种溶液。
△ 用上述方式拍摄的沉淀。
△ 氢氧化镍沉淀
氢氧化镍沉淀的形态因两种溶液浓度的改变而改变。这些情况放在一起看展现出一个有趣又神奇的过程，化学的美也体现在这些微小的浓度差异所带来的变化中间。
△ 氢氧化镍沉淀
经常拍摄同一组实验是非常枯燥的，但是总会有惊喜出现。在经过这些控制浓度的实验之后，发现0.1mol/L的氢氧化钠溶液和1mol/L的氯化镍溶液生成的氢氧化镍沉淀向四周延伸的更多，就像活的一样。
△ 氢氧化铁沉淀
△ 同一个实验反复拍很多次，忽然出现三角形的氢氧化铁沉淀，是极为少见的状况。
在经过很多类似这样的尝试之后，我发现在和氢氧化钠溶液产生沉淀的反应中，0.1和1这种数量关系的搭配常常能产生比较神奇的效果。这种浓度关系下生成的沉淀会向四周扩散的更多，半透明的质感，看起来更有生命力。
既然这么多溶液都可以和氢氧化钠溶液生成沉淀，如果让这些溶液混合后同时和氢氧化钠溶液发生反应，又会是什么样子呢？
△ 硫酸铜溶液和氯化铁溶液混合后与氢氧化钠溶液发生反应
我就先将硫酸铜溶液和氯化铁溶液先混合，再将混合后的溶液和氢氧化钠溶液发生反应。结果看起来还是比较有趣的，就希望尝试更多的可能。
△ 「沉淀 4」的部分实验列表
我列举了一些可以和氢氧化钠溶液生成沉淀的反应，对它们进行排列组合，让氢氧化钠溶液和列表中的所有组合反应。因此，「沉淀 4」的拍摄量比「沉淀 3」还要多，一共是123组的实验。
△ 氢氧化镁沉淀
△ 氢氧化钠溶液和氯化镍 + 硫酸铜溶液生成的沉淀
△ 氢氧化钠溶液和氯化铬 + 氯化镁溶液生成的沉淀
△ 氢氧化钠溶液和氯化铁 + 氯化镁 + 氯化钴溶液生成的沉淀
△ 氢氧化钠溶液和硫酸铜 + 氯化镁 + 氯化铁 + 氯化镍 + 氯化钴溶液生成的沉淀
△ 在使用吸管滴加溶液做实验的过程中，也想到了使用注射器，就产生了长条形状扩散的效果。
化学反应产生的很多结果都是意料之外的，甚至有时达不到预期，相同的化学反应之间，不同的化学反应之间都有着不一样的美。
科学的美也不仅是视觉的满足和享受。科学的美，离不开知识。
在重现化学拍摄过程中，美丽科学的很多成员都在提供着知识，才保证拍摄的顺利进行。我们运用知识，在拍摄实验中有了新的发现，也产生了许多问题：为什么金属的晶体好像植物？为什么沉淀的形态好像海洋生命？……是不是科学的美有时也反映着大自然的美？自然万物并非因美而存在，但万物的存在却产生了美。
世界如此简单，简单到一个微观世界反映着另一个微观世界；也如此复杂，复杂到我们不知道它还存在着多少种可能。一切发现都没有边界，一切探索都不在于诉说一个答案。
更多视频：http://www.envisioningchemistry.cn
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