«СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ХИМИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ СТАДИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОИЗОБРАЖЕНИЯ»

Дополнительный материал по химии на тему:  «СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ХИМИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ СТАДИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОИЗОБРАЖЕНИЯ» Первой   стадией   фотографического   процесса   является   экспонирование фотоматериала   светом   и   появление   скрытого   изображения.   Механизм образования   последнего   учеными   не   выяснен   окончательно.   Существуют различные теории и взгляды. Однако у специалистов нет сомнения, что оно создается   атомами   металлического   серебра,   которые   так   или   иначе образуются вследствие фотохимической реакции, например  AgBr = Ag + Br Обратному   протеканию   реакции,   то   есть   окислению   атомов   серебра атомами   брома,   в   фотоэмульсии   препятствует   желатина.   Многие   ученые считают,   что   первой   стадией   фотолиза   является   отрыв   электрона   от галогенидного иона с образованием атома галогена: Вг – e = Вг. Электрон перемещается   по   микрокристаллу   и   попадает   в   потенциальную энергетическую   яму   («ловушку»).   Наличие   в   яме   одного   или   нескольких электронов   придает   ей   отрицательный   заряд.   В   соответствии   с   законом Кулона эти электроны притягивают к себе положительно заряженные ионы серебра и восстанавливают их. В результате вокруг ямы образуются группы атомов серебра в соответствии с уравнением nAg+ + пе­ = nAg Устойчивую группу атомов серебра, образующуюся под действием света, в   микрокристалле   галогенида   серебра   называют   центром   скрытого изображения.   Скрытое   изображение   невидимо   не   только   невооруженным глазом,   но   и   на   оптическом   микроскопе.   Размер   центров   скрытого изображения   оценивается   в   10ֿ7  –   10ֿ8  см,   то   есть   он   лежит   за   пределами возможностей оптического разрешения приборов. Сущность проявления (визуализации) скрытого изображения сводится к химическому восстановлению галогенидов серебра на освещенных участках фотоматериала. Специфика этого процесса состоит в том, что восстановитель должен действовать на облученные светом микрокристаллы намного быстрее, чем   на   необлученные.   Значительно   большая   скорость   восстановления облученных   кристаллов   связана   с   тем,   что   образовавшиеся   частицы металлического   серебра   оказывают   каталитическое   действие   на   реакцию химического   восстановления.   В   результате   проявления   усиление   скрытого изображения происходит в 105–1011 раз. Фотографический  проявитель  –   многокомпонентная   смесь.   Она содержит   химический   восстановитель;   вещество,   создающее   щелочную реакцию   раствора   (Nа2СОз,   К2СОз,   Nа2В4О7,   NaOH   и   другие);   вещество, предохраняющее восстановитель от быстрого окисления кислородом воздуха (обычно Na2SO3) ; вещество, устраняющее вуаль (чаще всего КВr). Проявительрастворяют в воде. Среди химических восстановителей в проявителе чаще всего используют гидрохинон. Как уже было отмечено, после проявления изображения следует стадия его   закрепления   (фиксирования).   Для   этого   необходимо   удалить   с фотоматериала   незасвеченные   и   потому   не   восстановленные   проявителем кристаллы   галогенида   серебра.   Цель   достигается   путем   перевода малорастворимой   в   воде   соли   серебра   в   хорошо   растворимую.   Наиболее распространенным средством закрепления изображения является тиосульфат натрия Na2S2O3. Его старое название – гипосульфит. Данная соль переводит галогенид серебра (например, NaBr) в растворимое комплексное соединение Na3[Ag(S2O3)2] в соответствии с уравнением AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] +NaBr После   обработки   фиксажным   раствором   фотоматериал   необходимо тщательно   промыть   водой.   Операция   фиксирования   изображения   требует некоторого   времени.   Если   ее   прервать   или   использовать   истощенный фиксирующий   раствор,   то   образуется   не   комплексное   соединение,   а малорастворимая   соль   NaAgS2O3.   Она   не   удаляется   полностью   с фотоматериала и со временем разлагается по уравнению 2NaAgS2O3 + 2Н2О = Ag2S + H2S + 2NaHSO4 Сульфид   серебра   в   зависимости   от   крупности   кристаллов   окрашен   в коричневый или черный цвет и потому на фотоматериале появляются желтые или   бурые   пятна.   Если   операция   закрепления   проведена   правильно,   то изображение будет устойчиво и фотоматериал может быть высушен. В   результате   трех   изложенных   стадий   фотопроцесса   на   фотопленке получается негативное изображение. Для создания позитивного изображения необходимо повторить процесс, освещая (обычно) фотобумагу через пленку, на которой имеется негативное изображение. Способы получения прямого позитивного изображения  В   современной   фотографии   разработаны   способы   получения   прямого позитивного изображения. Обращение негативного изображения в позитивное осуществляют двумя различными способами: в одном слое и в двух слоях с диффузионным   переносом   изображения   в   приемный   слой.   Наибольшее распространение получил двухслойный способ, так как он позволяет получить позитивное изображение прямо в фотоаппарате. В свою очередь, двухслойный способ реализуется в двух вариантах: «сухом» и «мокром». Фотографический   процесс   с   диффузионным   переносом   изображения является одностадийным, так как обработка скрытого изображения с целью получения визуального происходит в одну стадию. Его сущность заключается в   том,   что   одновременно   с   формированием   негативного   изображения   из светочувствительного слоя диффундируют вещества, создающие в приемном слое   позитивное   изображение.   В   фотоматериал   для   черно­белогодиффузионного   процесса   входят:   светочувствительный   галогенид   серебра; обрабатывающий   раствор,   который   содержит   проявляющие   и комплексообразующие вещества; материал­приёмник. После экспонирования на   свету   все   три   указанных   материала   приводят   в   контакт.   На экспонированных   участках   светочувствительного   слоя   в   результате   На химического   проявления   образуется   металлическое   серебро. неэкспонированных   участках   сохраняется   галогенид   серебра.   Он растворяется   при   взаимодействии   с   химическим   реагентом   (например,   с Na2S2O3)   и   образующийся   комплекс   (в   данном   случае   Na3[Ag(S2O3)2] диффундирует   в   материал­приемник.   Здесь   он   восстанавливается   до металлического серебра, которое и создает позитивное изображение. В мокром способе создания видимого изображения применяют жидкие обрабатывающие растворы. Они содержат проявляющее вещество, тиосульфат натрия,  щелочь,  антивуалирующее   вещество   и   воду.   Эти   жидкие   растворы подают   извне   в   промежуток   между   светочувствительным   и   принимающим слоями. В «сухом» способе используют вязкие обрабатывающие растворы. Они имеют тот же состав, что и растворы в мокром способе, но содержат еще загустители   –   обычно   водорастворимые   эфиры   целлюлозы.   Вязкие обрабатывающие растворы заключают в полимерные микрокапсулы, которые включают   в   состав   фотоматериала.   После   экспонирования   фотоматериал пропускают   между   валиками,   капсулы   разрушаются   и   раствор   из   них распределяется   между   светочувствительным   и   приемным   слоями.   При извлечении   из   фотоаппарата   приемный   материал   отделяют   от светочувствительного   и   наносят   на   него   быстровысыхающий стабилизирующий состав, образующий защитное глянцевое покрытие. Таким   образом,   с   химической   точки   зрения   получение   прямого позитивного   изображения   базируется   на   традиционных   стадиях фотографического процесса. Результат достигается за счет конструкционных особенностей фотоматериалов. Одноступенчатый черно­белый процесс получения прямого позитивного изображения был внедрен в практику в 40­х годах двадцатого столетия. В настоящее время разработан также его цветной вариант. Усиление и ослабление негативов. Тонирование позитивов Важное  значение  для  качества   фотографии  имеет  плотность  негатива. При неправильной выдержке и диаметре щели объектива или при недодержке (передержке) пленки в проявителе негатив получается с пониженной или с повышенной   плотностью   серебряного   слоя.   Это   усложняет   процесс перенесения изображения на бумагу при получении позитивного изображения.Данные   недостатки   негатива   и   упущения   фотографа   можно   исправить химическим усилением или ослаблением изображения на негативе. Одним   из   распространенных   усилителей   является   бромид   меди   (II) CuBr2. Его часто получают из более доступных реактивов сульфата меди (II) CuSO4  и   бромида   калия   КВr   сливанием   растворов   данных   солей.   При обработке   негатива   раствором   СuВг2  происходит   окисление   серебра   и переведение его в соль в соответствии с уравнением: Ag + CuBr2 = AgBr + CuBr В   результате   этой   операции   на   месте   атомов   серебра   на   пленке образуется смесь малорастворимых солей AgBr и CuBr. Поскольку эти соли лишь слабо окрашены в светло­желтый цвет, то данная операция визуально воспринимается как процесс отбеливания негатива. Отбеленную пленку затем подвергают   чернению.   Для   этого   ее   опускают   в   раствор   нитрата   серебра. Протекающая реакция описывается уравнением CuBr + 2AgNO3 = Ag + AgBr + Cu(NO3)2 В   результате   отбеливания   и   чернения   на   месте   одного   атома   серебра находятся две молекулы AgBr наряду с регенерированным атомом серебра. Если   такую   пленку   вновь   обработать   проявителем,   то   вместо   одного исходного атома серебра на пленке будут три, то есть произойдет усиление негативного   изображения.   Вместо   проявителя   на   данной   стадии   можно использовать сульфид натрия. Он провзаимодействует с бромидом серебра в соответствии с уравнением 2AgBr + Na2S = Ag2S + 2NaBr Сульфид серебра в зависимости от крупности кристаллов имеет темно­ коричневый   или   черный   цвет.   Поэтому   в   результате   данной   химической операции также произойдет усиление негатива. Сущность   процесса   ослабления   негативов,   наоборот,   заключается   в удалении   с   пленки   излишнего   серебра.   Для   этого   используют   растворы окислителей   KMnO4,   Например, перманганат калия (марганцовка) KMnO4  в кислой среде окисляет серебро в соответствии с уравнением:   K3[Fe(CN)6].   K2Cr2O7,   (NH4)2S2O8, 10Ag + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Ag2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Вместо   черного   металлического   серебра   получается   белая   соль   – сульфат   серебра   Ag2SO4.   Осветленный   негатив   далее   обрабатывают фиксажным раствором, то есть раствором Na2S2O3, и образовавшийся осадок Ag2SO4 удаляется с пленки. Конечно, операцию ослабления нужно проводить осторожно, чтобы не снять с пленки слишком много серебра. В   фотографии   довольно   широко   используют   тонирование   позитивных изображений. Чаще всего из черно­белых фотографий получают коричнево­ белые.   Схема   этого   процесса   включает   стадию   окисления   черного металлического   серебра   и   переведения   его   в   бесцветную   соль,   а   затембесцветную   соль   переводят   в   окрашенную.   Например,   коричневые фотографии  получают обработкой черно­белых раствором красной кровяной соли.  Таким несложным путем можно получить даже из старых черно­белых фотографий коричневые.  ОБРАЗЕЦ РЕФЕРАТА ПО ТЕМЕ: «Фотография» Химическое   действие   света   лежит   в   основе  фотографии.   Слово «фотография» происходит от греческих «фото» –  свет, «графо» –  рисую, пишу. Фотография – рисование светом, светопись – была открыта не сразу и не   одним   человеком.   В   это   изобретение   вложен   труд   ученых   многих поколений   из   разных   стран   мира.   Люди   давно   стремились   найти   способ получения изображений, который не требовал бы долгого и утомительного труда   художника.   Некоторые   предпосылки   для   этого   существовали   уже   в отдаленные времена. Кое­что из истории фотографии. Камера­обскура С   незапамятных   времен,   например,   было   замечено,   что   луч   солнца, проникая   сквозь   небольшое   отверстие   в   темное   помещение,   оставляет   на плоскости   световой   рисунок   предметов   внешнего   мира.   Предметы изображаются   в   точных   пропорциях   и   цветах,   но   в   уменьшенных,   по сравнению с натурой, размерах и в перевернутом виде. Это свойство темной комнаты   (или   камеры­обскуры)   было   известно   еще   древнегреческому мыслителю Аристотелю, жившему в IV веке до нашей эры. Принцип работы камеры­обскуры описал в своих трудах выдающийся итальянский ученый и художник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. Пришло   время,   когда   камерой­обскурой   стали   называть   ящик   с двояковыпуклой   линзой   в   передней   стенке   и   полупрозрачной   бумагой   или матовым   стеклом   в   задней   стенке.   Такой   прибор   надежно   служил   для механической   зарисовки   предметов   внешнего   мира.   Перевернутое изображение достаточно было с помощью зеркала поставить прямо и обвести карандашом на листе бумаги. В   середине   XVIII   века   в   России,   например,   имела   распространение камера­обскура,   носившая   название   «махина   для   снимания   першпектив», сделанная   в   виде   походной   палатки.   С   ее   помощью   были   документально запечатлены   виды   Петербурга,   Петергофа,   Кронштадта   и   других   русских городов. Это была «фотография до фотографии». Труд рисовальщика был упрощен. Но люди думали над тем, чтобы полностью механизировать процесс рисования, научиться не только фокусировать «световой рисунок» в камере­ обскуре, но и надежно закреплять его на плоскости химическим путем.Однако,   если   в   оптике   предпосылки   для   изобретения   светописи сложились много веков назад, то в химии они стали возможными только в XVIII веке, когда химия как наука достигла достаточного развития. Основной закон фотохимии Одним из наиболее важных вкладов в создание реальных условий для изобретения   способа   превращения   оптического   изображения   в   химический процесс в светочувствительном слое послужило открытие молодого русского химика­любителя,   впоследствии   известного   государственного   деятеля   и дипломата,   А. П.   Бестужева­Рюмина   и   немецкого   анатома   и   хирурга И. Г. Шульце.  Занимаясь   в 1725  г.  составлением  жидких  лечебных  смесей, Бестужев­Рюмин   обнаружил,   что   под   воздействием   солнечного   света растворы   солей   железа   изменяют   цвет.   Через   два   года   Шульце   также представил доказательства чувствительности к свету солей брома. На   несомненную   связь   фотохимического   превращения   в   веществах   с поглощением света впервые указал в 1818 г. русский ученый Х. И. Гротгус. Он установил влияние температуры на поглощение и излучение света, причем доказал, что понижение температуры увеличивает поглощение, а повышение температуры увеличивает излучение света. В своих сообщениях Гротгус четко сформулировал   мысль   о   том,   что   только   те   лучи   могут   химически действовать   на   вещество,   которые   этим   веществом   поглощаются.   Это положение   со   временем,   уже   после   открытия   фотографии,   стало   первым, основным законом фотохимии. Независимо   от   Гротгуса   ту   же   особенность   установили   в   1842   г. английский ученый Д. Гершель и в 1843 г. американский профессор химии Д. Дрейпер. Поэтому историки науки основной закон фотохимии называют ныне законом Гротгуса – Гершеля – Дрейпера. Для понимания и удовлетворительного объяснения этого закона важную роль   в   дальнейшем   сыграла  теория   Планка,   согласно   которой   излучение света   происходит   прерывисто   определенными   и   неделимыми   порциями энергии, называемыми квантами. Первые в мире снимки Целенаправленную   работу   по   химическому   закреплению   светового изображения в камере­обскуре ученые и изобретатели разных стран начали только в первой трети XIX века. Наилучших результатов добились известные теперь всему миру французы Жозеф Нисефор Ньепс, Луи­Жак Манде Дагер и англичанин   Вильям   Генри   Фокс   Тальбот.   Их   и   принято   считать изобретателями фотографии. Снимок Ньепса Ньепс первым в мире закрепил «солнечный рисунок». Он ориентировался на использование свойства асфальта, тонкий слой которого на освещенных местах затвердевает. В одном из своих экспериментов Ньепс наносил раствор асфальта   в   лавандовом   масле   на   полированную   оловянную   пластинку,которую   выставлял   на   солнечный   свет   под   полупрозрачным   штриховым рисунком. В местах пластинки, находившихся под непрозрачными участками рисунка,   асфальтовый   лак   практически   не   подвергался   воздействию солнечного света и после экспозиции растворялся в лавандовом масле. После дальнейшего травления и гравирования пластинку покрывали краской. Свет задубливал   лак   в   освещенных   местах,   а   лавандовое   масло   вымывало незадубившиеся   участки   лака,   в   результате   чего   возникало   рельефное изображение,   которое   использовалось   как   клише   для   получения   копий   с оригинала. Покрытые лаком пластинки также применялись вместе с камерой­ обскуры для формирования прочных светописных изображений. В 1826 г. Ньепс с помощью камеры­обскуры получил на металлической пластинке, покрытой тонким слоем асфальта, вид из окна своей мастерской. Снимок   он   так   и   назвал   –  гелиография  (солнечный   рисунок).   Экспозиция длилась   восемь   часов.   Изображение   было   весьма   низкого   качества,   и местность была едва различима. Но с этого снимка началась фотография. Снимок Тальбота В 1835 г. Тальбот тоже зафиксировал солнечный луч. Это был снимок решетчатого   окна   его   дома.   Тальбот   применил   бумагу,   пропитанную хлористым серебром. Выдержка длилась в течение часа. Тальбот   получил   первый   в   мире   негатив.   Приложив   к   нему светочувствительную бумагу, приготовленную тем же способом, он впервые сделал   позитивный   отпечаток.   Свой   способ   съемки   изобретатель   назвал калотипией, что означало «красота». Так он показал возможность тиражирования снимков и связал будущее фотографии с миром прекрасного.  Снимок Дагера Одновременно   с   Ньепсом   над   способом   закрепления   изображения   в камере­обскуре   работал   известный   французский   художник   Дагер,   автор знаменитой парижской диорамы. Работа над световыми картинами натолкнула его на мысль закрепить изображение. Ньепс совместно с Дагером начал работу по усовершенствованию гелиографии. К тому времени этот процесс был уже модифицирован: наносился слой серебра на металлические пластины и затем тщательно очищенная поверхность серебра обрабатывалась парами йода. В результате такой обработки на зеркальной поверхности пластинки образуется тонкая кристаллическая пленка иодида серебра – вещества, чувствительного к свету. После   смерти   Ньепса   в   1833   г.,   Дагер   настолько   усовершенствовал методику   Ньепса,   что   мог   получать   изображения   значительно   большей яркости.   Он   снял   довольно   сложный   натюрморт,   составленный   из произведений живописи и скульптуры. Этот снимок Дагер передал потом де Кайэ, хранителю музея в Лувре. Автор экспонировал серебряную пластинку в камере­обскуре в течение тридцати минут, а затем перенес в темную комнатуи   держал   над   парами   нагретой   ртути.   Закрепил   изображение   с   помощью раствора поваренной соли. На снимке хорошо проработались детали рисунка как в светах, так и в тенях. Свой   способ   получения   фотоизображения   изобретатель   назвал собственным   именем   –  дагеротипия  –   и   передал   его   описание   секретарю Парижской Академии наук Доминику­Франсуа Араго. На заседании Академии  7 января 1839 г. Араго торжественно доложил ученому собранию об удивительном изобретении Дагера, заявив, что «отныне луч   солнца   стал   послушным   рисовальщиком   всего   окружающего».   Ученые одобрительно приняли известие, и этот день навсегда вошел в историю как день рождения фотографии. В августе того же года Араго от имени Академии выступил в палате депутатов   французского   парламента,   где   было   принято   решение   сделать фотографию   достоянием   всего   народа,   а   Дагеру   и   наследникам   Ньепса назначить за открытие пожизненную пенсию. Снимки Фрицше В России  первые  фотографические   изображения  получил  выдающийся русский химик и ботаник, академик Юлий Федорович Фрицше (1808 – 1871). Это были фотограммы листьев растений, выполненные по способу Тальбота. Одновременно   Фрицше   предложил   внести   существенные   изменения   в   этот способ. Доклад Фрицше на заседании Петербургской Академии наук в 1839 г. представлял собой первую исследовательскую работу по фотографии в нашей стране и одну из первых исследовательских работ по фотографии в мире. Совершенствование и развитие фотографии Значительный вклад в достижение фототехники внесли такие ученые, как французы   Ф. Физо,   А. Клоде,   венгр   Й. Петцваль,   русский   А. Греков, американец С. Морзе и многие другие. Период   дагеротипии   просуществовал   недолго.   Изображение   на серебряной   пластинке   стоило   дорого,   было   зеркально   обращенным, изготовлялось   в   одном   экземпляре,   рассматривать   его   из­за   блеска   было крайне затруднительно. Калотипный   способ   обладал   большими   достоинствами,   поэтому   он   и получил   дальнейшее   развитие.   Уже   в   конце   40­х   годов   прошлого   века изобретатель   из   семьи   Ньепсов   –   Ньепс   де   Сен­Виктор   –   заменил   в   этом способе   негативную   подложку   из   бумаги   стеклом,   покрытым   слоем крахмального клейстера или яичного белка. Слой сделали чувствительным к свету солями серебра. В 1851 г. англичанин С. Арчер покрыл стекло коллодионом. Позитивы стали печатать на альбуминной бумаге. Фотографии можно было размножать.Еще   через   два   с   небольшим   десятилетия   Ричард   Меддокс   предложил съемку на сухих броможелатиновых пластинках. Такое усовершенствование сделало фотографию родственной современной. В 1873  г.  Г. Фогель  изготовил   ортохроматические   пластинки.  Позднее были сконструированы объективы­анастигматы. В 1889 г. Д. Истмен наладил производство целлулоидных пленок. В 1904 г. появились первые пластинки для цветной фотографии, выпущенные фирмой «Люмьер». Фотография наших дней – это и область науки о ней самой и область техники,   это   методы   исследования   и   документации,   «зеркало   памяти» народов, это различные виды прикладной деятельности. История создания фотобумаги Луи   Бланкар­Эврар   (Франция)   изобрел   и   применил   непроявляемую альбуминную   фотобумагу   еще   в   1850   г.,   она   использовалась   в   качестве типовой   до   конца   XIX   века.   Громоздкий   фотоувеличитель,   названный солнечной камерой, был изобретен в 1857 г. американцем Д. Вудвордом. С появлением дуговых ламп фотопечатание можно было выполнять в темной комнате, но оставалась нерешенной проблема прочности фотобумаги. В 1874 г.   П. Маудслей   в   Англии   сообщил   о   создании   желатиновой   фотобумаги, содержащей бромид серебра, и в 1879 г. Дж. Сван организовал промышленное производство этой фотобумаги. Желатина стала основой всех фотобумаг с проявлением,   которые   заменили   альбуминную   фотобумагу,   и   до   сих   пор используется в промышленном производстве. Строение черно­белых фотоматериалов Фотоматериалы (пленки, пластинки, бумаги, ткани) состоят из подложки (основы), на которую наносят подслой, светочувствительный эмульсионный и противоореольный слои. слой   содержит Эмульсионный     микроскопически   малые светочувствительные   кристаллы   –  галогенид   серебра,   –   равномерно распределенные в желатине и создающие оптические плотности – почернения. Желатина   –   прозрачное   клеящее   вещество   белкового   происхождения, которое связывает кристаллы галогенида и крепит их к подложке. Подслой   в   фотопленках   и   фотопластинках   служит   для   удержания эмульсионного   слоя   на   подложке,   в   фотобумагах   –   для   предохранения проникновения эмульсии в пористую структуру бумаги. Противоореольный   слой   предназначен   для   поглощения   лучей, прошедших   через   пленку   и   создающих   при   отражении   от   внутренней поверхности подложки ореолы. Краситель противоореольного слоя поглощает лучи тех цветов, к которым материал наиболее чувствителен. Эмульсионный слой   также   подвергается   противоореольной   прокраске.   Противоореольные красители   разрушаются   и   выводятся   при   обработке.   Они   придают фотоматериалам легкую окраску различного тона.Строение цветных фотоматериалов Цветные   фотоматериалы   содержат   три   основных   светочувствительных слоя.  Цветная   негативная   пленка   предназначена   для   получения   цветного негативного изображения. Она состоит из следующих слоев: Первый   слой   –   синечувствительный   –   заключает   в   себе   компоненту, дающую   в   процессе   цветного   проявления   желтый   краситель.   Излучения зеленой и красной зон спектра не воздействуют на этой слой. За   первым   слоем   расположен  фильтровый   желтый  подслой.   Он нейтрализует   действие   активной   синей   зоны   спектра   на   нижние светочувствительные слои. Второй слой – зеленочувствительный – содержит компоненту, дающую пурпурный краситель. Третий слой – красночувствительный – содержит компоненту, дающую голубой краситель. Зеленый  противоореольный   слой  нанесен   на   обратную   сторону подложки.   Он   поглощает   весь   дошедший   до   нее   красный   цвет,   исключая возможность ореолов. Светочувствительность Светочувствительность – свойство фотослоя к химическому изменению под воздействием света с образованием скрытого изображения, которое после проявления (усиления) превращается в видимое. Под   критерием   светочувствительности   понимают   величину,   обратную количеству освещения, необходимого для получения почернения фотослоя, превышающего на определенную величину плотность вуали. Изучением свойств светочувствительных материалов занимается особая область   науки   –   сенситометрия   (фотографическая   метрология).   В   разных странах в соответствии с принятыми там сенситометрическими системами и стандартами светочувствительность фотопленок определяется по­разному. Цветочувствительность Фотографические материалы неодинаково реагируют на лучи различных   По   виду   цветочувствительности   они   делятся   на   изопанхроматические   и   ортохроматические, зон   спектра. несенсибилизированные, инфрахроматические. Технология получения фотографического изображения Технология получения фотографического изображения складывается из этапов,   каждый   из   которых   определяет   качество   будущего   изображения. Первый этап  – фотографическая съемка. На этом этапе получают сначала оптическое   и   скрытое   фотографическое   изображение.   Умелое   выполнениеработ   на   этом   этапе   прежде   всего   предопределяет   художественно­ эстетические   достоинства   снимка.  Второй   этап  –   негативный   процесс.   В результате ряда операций химико­фотографической обработки на этом этапе получают   негативное   видимое   изображение,   в   котором   место   светлых участков занимают темные и наоборот.  Позитивное изображение, то есть собственно   фотографический   снимок,   получают   на   этапе   позитивного процесса. На позитиве уже правильно передается распределение светлых и темных тонов. Существуют   и   другие   технологические   схемы   получения фотографического изображения, но описанная схема применяется наиболее широко. Фотохимические регистрирующие процессы Фотографический   процесс  –   это   фотохимический   процесс.   Зерна галогенидов   серебра,   состоящие   из   упорядоченно   расположенных   атомов серебра и галогена (например, хлора), при экспозиции на свету разрушаются под действием нескольких фотонов. Падающий фотон разрывает связь между атомами серебра и хлора в молекуле, и в результате освобожденный атом серебра   соединяется   с   другими   атомами   серебра   на   поверхности   зерна. Образовавшееся   крошечное   пятнышко   серебра   является   носителем информации о том, что свет экспонировал эту часть пленки. Изображение не будет видимым, даже если его рассматривать на свету. На  стадии   проявления  экспонированные   зерна   галогенида   серебра превращаются в зерна серебра, а с теми зернами, которые не подвергались воздействию   света,   такого   превращения   не   происходит.   В   результате создается видимое негативное изображение. Так как неэкспонированные зерна галогенида серебра все еще светочувствительны, необходимо их или удалить, или превратить в любое соединение, не чувствительное к свету. В обычном процессе фиксирования неэкспонированный галогенид серебра удаляется. Стадия проявления представляет собой процесс значительного усиления, которое   уникально   среди   многих   фотохимических   процессов.   Только фотохимический   процесс   в   глазу   характеризуется   большим   усилением   в стадии проявления. Один из давно известных фотохимических процессов – светокопирование – часто используется для размножения чертежей. Это процесс, в котором соли трехвалентного   железа   превращаются   в   соли   двухвалентного   железа   под воздействием электромагнитного излучения. В одной из разновидностей этого процесса бумага покрывается железоаммониевой солью лимонной кислоты и калиевой солью железосинеродистой кислоты. Затем бумага экспонируется на очень ярком свету, проходящем сквозь чертеж на кальке, до тех пор, пока не образуется слабое изображение. Там, где свет попадает на бумагу, соединения трехвалентного железа переходят в соединения двухвалентного железа. Припогружении бумаги в воду для проявления соединения трехвалентного железа превращаются в синеокрашенное цианидное соединение, образуя негативное изображение. В этом процессе не требуется фиксирования, хотя изображение не особенно стабильно в течение длительного времени. С помощью такого процесса   при   использовании   других   химических   соединений   может   быть получен позитив. Стадия проявления в процессе светокопирования вызывает изменение цвета, но весьма незначительное. Диазопроцесс  –   еще   один   фотохимический   процесс,   широко применяемый   для   получения   копий.   В   одной   из   его   форм   определенное диазосоединение   (органическое   соединение),   вещество,   регулирующее проявление   (обычно   кислота),   а   также   краситель   используются   для образования на бумаге среды, создающей изображение. Основные принципы фотографического процесса Стандартный   фотографический   процесс   может   быть   кратко   изложен следующим   образом.   Фотопленка   или   фотобумага   экспонируется   в фотоаппарате   или   в   фотоувеличителе.   На   поверхности   зерен   AgCl   (или другого   галогенида   серебра),   поглотивших   значительное   число   фотонов, образуются   мельчайшие   крупинки   серебра   (центры   проявления).   Зерна, которые   недостаточно   освещались,   Набор экспонированных зерен представляет собой скрытое изображение. Если бы эмульсию можно было рассматривать на этой стадии процесса, то никакого изображения нельзя было бы обнаружить невооруженным глазом, поскольку частицы серебра слишком малы.   остаются   неизменными. Затем   пленка   (или   бумага)   проявляется   с   помощью   выбранного восстановителя   (проявителя),   который   превращает   в   чистое   серебро   зерна скрытого   изображения.   Частицы   серебра   действуют   как   катализатор   в процессе проявления. Проявитель является донором электронов, и в процессе проявления   электроны   присоединяются   к   положительным   ионам   серебра, образуя атомы металлического серебра. Если   оставшиеся   ионы   серебра   не   удалить   или   не   сделать   их нечувствительными   к   свету,   последующая   длительная   экспозиция   на   свету превратит   их   в   атомы   серебра,   что   разрушит   изображение.   В   процессе фиксирования   неэкспонированные,   практически   нерастворимые   в   воде частицы галогенида серебра превращаются в растворимые в воде соединения, которые   вымываются   из   эмульсии.   Для   прекращения   проявления   между стадиями   проявления   и   фиксирования   может   использоваться   фиксаж,   или гипосульфит,   который   часто   содержит   кислоту,   либо   может   применяться стоп­ванна. Фиксаж должен быть подобран таким образом, чтобы превратитьнеэкспонированные  зерна галогенида серебра в соединения, растворимые в воде, но не растворить серебро изображения. И   наконец,   пленка   или   бумага   промываются   для   удаления   побочных продуктов   процессов   проявления   и   фиксирования.   Если   этого   не   сделать, побочные   продукты   будут   со   временем   разрушать   изображение.   Для   того чтобы   сделать   изображение   долговечным,   иногда   применяют   специальные соединения   для   нейтрализации   гипосульфита,   превращающие   некоторые продукты фиксирования в бесцветные стабильные соединения. Это особенно важно для фотографий, представляющих собой архивные документы. Проявители Чтобы проявить эмульсию, то есть скрытое изображение превратить в видимое,   необходимо   выбрать   восстановитель,   чтобы   проявить   до   серебра зерна, которые экспонировались на свету, и сохранить неизменными зерна, которые не экспонировались. Если пленку держать в проявителе длительное время при достаточно высокой температуре, то весь галогенид серебра будет превращен   в   серебро.   Для   достижения   хорошего   проявления   надо использовать   подходящий   проявитель   при   определенных   температурах   и временах   обработки.   Проявителями   могут   быть   как   органические,   так   и неорганические   соединения,   но   в   настоящее   время   главным   образом применяются ароматические соединения – производные бензола. Проявители в водных растворах образуют ионы водорода. Концентрация этих   ионов   влияет   на   скорость   восстановления   проявителем   галогенида серебра  до   металлического   серебра.  Концентрацию   ионов   водорода   можно регулировать   введением   щелочи   в   проявитель   во   время   приготовления последнего. Такие щелочи называются ускорителями (например, карбонаты натрия и калия, сложные соединения бора и натрия). В проявитель обычно добавляются   сульфитные   соединения   (например,   сульфит   натрия),   иногда называемые   сульфитами.   Основные   функции   сульфита   –   действовать   в качестве   очистителя   от   использованного   проявителя   и   в   качестве стабилизатора.   Наконец,   большинство   проявителей   содержит   замедлитель (например,   бромид   калия),   который   действует   как   противовуалирующее вещество. Проявляющие   вещества.  Амидол  –   одно   из   самых   активных проявляющих веществ, способное проявлять без ускоряющих веществ, однако он   очень   быстро   окисляется   кислородом   воздуха   и   поэтому   долго   не сохраняется   в   растворе.  Гидрохинон  –   активное   проявляющее   вещество, создающее изображения с высокой оптической плотностью и контрастностью. Глицин  –   действует   очень   медленно,   дает   очень   мягкие   малоконтрастные негативы   с   хорошей   проработкой   деталей   в   тенях   и   с   небольшой   вуалью. Метол  – наиболее распространенное проявляющее вещество, используемое как отдельно, в метоловых проявителях, так и в сочетании с гидрохиноном.Чисто   метоловый   проявитель   работает   медленно,   дает   мягкие   негативы   и используется в качестве выравнивающего. Обработка после проявления После   того   как   пленка   или   бумага   проявлены,   их   часто   помещают   в слабокислый раствор (обычно 2%­ной уксусной кислоты), называемый стоп­ ванной.   Стоп­ванна   может   содержать   бисульфитные   соединения,   которые удаляют окисленное проявляющее вещество и таким образом предотвращают пятнистое   окрашивание   эмульсии.   На   этой   стадии   процесса   эмульсия содержит   серебро   и   непроявленные   галогениды   серебра.   Если   галогениды серебра не удалить, то они будут чернеть при экспонировании на свету. Для удаления продуктов проявления и фиксирования пленка или бумага должны   промываться   в   больших   количествах   воды   или   в   проточной   воде: остатки   использованного   проявителя   образуют   пятна   на   отпечатке,   а гипосульфит через длительное время изменяется, приводя к обесцвечиванию отпечатка. Наконец,  отпечаток   или   пленку   надо   высушить.  Полиэтиленированная бумага или пленка сушатся на воздухе. Часто, чтобы ускорить процесс сушки, эмульсию обдувают нагретым воздухом. Заключение Современная   фотография   находит   все   большее   применение   в   науке, технике   и   повседневной   жизни.   На   начальных   этапах   невозможно   было предугадать,   сколь   широки   будут   возможности   использования фотографического   метода.   Благодаря   фотографии   человечество   получает изображения   элементарных   частиц,   составляющих   атом,   и   изображения земного   шара,   Луны   и   других   планет;   изображения   живой   клетки   и кристаллической решетки минералов; изучает процессы, протекающие за одну миллионную долю секунды, и процессы, длящиеся десятилетия. Наряду   с   повсеместным   применением   фотографии   в   науке   и   технике наиболее давнее и массовое распространение она получила как вид искусства. Фотография сочетает в себе оптику, точную механику и тонкую химическую  технологию, а со стороны технической и художественной – теорию  композиции, эстетику и теорию восприятия.