|
|
|
|
|
|
||
Светочувствительные материалы применяются в фотографии, киносъемке, рентгеновской съемке и служат для регистрации изображения, образованного оптической системой.
У большинства фотоматериалов светочувствительным компонентам являются галоидные соли серебра AgCl, AgBr, AgJ. Кристаллы этих солей, размеры которых не превышают 5 мкм, равномерно распределяются в фотоэмульсионном светочувствительном слое. Кроме этих солей слои состоит из желатины, дубителей, пластификаторов, антисептиков и сенсибилизаторов.
Дубители повышают термостойкость слоя, пластификаторы увеличивают пластичность, антисептики защищают от бактерий и грибков, сенсибилизаторы расширяют спектральную светочувствительность слоя. Слой наносится на подложку (основу) 4 (рис.3.2.3.2-1) толщиной от 10 до 30 мкм.
Рис. 3.2.3.2-1
Толщина основы от 0,1 до 0,125 мм для фото- и кинопленок. Основа изготавливается из прозрачного материала (нитроцеллюлоза, ацетилпеллюлоза, полиэтилентерефтахат, стекло). Между подложкой и фотослоем находится соединительный слой 3. Сверху на фотослой нанесен защитный слой I, а на другой стороне основы - противоскручивающий слой 5.
Ширина пленки (формат) для фото и киносъемки от 8 до 70 мм, аэрофотосъемки до 500 мм. На краях фотопленки имеются специальные отверстия - перфорация. Перфорация характеризуется шагом tп ,высотой и шириной отверстий hп и bп.
Для получения изображения на фотоматериале необходимо спроектировать на него изображение снимаемого объекта и в течению некоторого времени лучи света оказывают воздействие на соли галоида. При воздействие света на них будут выделяться атомы Ag, которые и откладываются в определенных местах, называемых центрами светочувствительности. В месте образования атомов образуются темные участки. Taк как энергия квантов света с различном длиной волны различна, то и количество выделенных атомов Ag при облучении с различной λ различно, а с λ і 0,5 мкм свет вообще не воздействует на соли галоидов. Для расширения области спектральной чувствительности в эмульсию добавляют сенсибилизаторы (очувствители).
Сенсибилизированные фотоэмульсии подразделяются на:
а/ ортохроматические - очувствлены к зеленым и желтым лучам;
б/ панхроматические - очувствлены ко всему видимому спектру;
в/ инфрахроматические - очувствлены к красным и частично к инфракрасным лучах.
Если эмульсия одинаково чувствительна на всем спектральном диапазоне, то к ее наименованию делают добавку "изо".
Количестве выделенных атомов Ag пропорционально освещенности Е и времени воздействия света на светочувствительный слой. Время воздействия называется выдержкой t, а Н = Е · t - экспозицией.
После экспонирования в слое получается скрытое изображение. Для получения видимого изображения производят проявление фотоматериала, в процессе которого атомы Ag становятся катализаторами для увеличения их количества. Затем идет процесс фиксирования, заключающийся в удалении остатков солей галоида из эмульсии. Получаем негатив, где светлые и темные участки изображения получаются обратными по яркости предмету. Для получения позитива проводится процесс печати. Он бывает контактный и проекционный.
Для получения сразу позитивного изображения применяют процесс проявления с обращением.
Кроме черно-белой фотографии существует цветная фотография, при которой проектирование изображения производится на эмульсию, состоящую из трех слоев. Каждый слой, кроме ранее указанных веществ, содержит красители, которые выделяются на атомах Ag при обработке эмульсии. Каждый слой чувствителен только к определены излучению.
Чтобы получить любой цвет необходимо смешать три основные света (синий, зеленый и красный) в разной пропорции. К этим же основным цветам и чувствительны слои эмульсии цветной пленки.
Рис. 3.2.3.2-2
Характеристики светочувствительных материалов:
а/ светочувствительность подразделяется на общую S (по отношению к белому свету), эффективную Sφ (по отношению к свету, пропускаемому светофильтром) и спектральную Sλ(по отношению к монохроматическому cвету);
б/ фотографическая широта L;
г/коэффициент контрастности γ;
д/ разрешающая способность R;
е/ резольвометрическая широта LR;
ж/ фактор зернистости G .
Изучением этих характеристик (свойств) занимается наука - сенситометрия.
Почернение светочувствительного слоя пропорционально освещенности Е и времени экспонирования (выдержки) t , т. е. пропорционально количеству освещения - экспозиции Н. Степень почернения определяется плотностью негатива D.
,
где τ - коэффициент светопропускания негатива.
Зависимость D = f(lg Н) определяется на специальном приборе денситометре и строится характеристическая кривая, которая показана на рисунке для негативного фотоматериала.
Рис. 3.2.3.2-3
Почернение неэкспонированной части негатива называется фотографической широтой и характеризуется плотностью Do. Нa участке NК плотность увеличивается пропорционально возрастанию экспозиции. Этот интервал называется интервалом нормальных экспозиций или фотографической широтой. При съемке надо стремиться, чтобы экспозиция не выходила за пределы этого участка. Участок MN - участок недодержек, участок КQ - участок передержек.
Тангенс угла наклона прямолинейного участка кривой называется коэффициентом контрастности. Ясно, что с увеличением γ уменьшается фотографическая широта.
Величину светочувствительности определяют в условных единицах по формуле:
,
где К - постоянная величина, HDS - экспозиция, cоответствующая критерию светочувствительности, принятому в данной сенситометрической системе.
В России светочувствительность определяется в единицах ГОСТа черно-белых негативных материалов (ГОСТ 10631-63) по формуле:
;
т.е. за критерии светочувствительности принята плотность почернения DS , превышающая плотность вуали на 0,85.
В США светочувствительность определяет в единицах ASA по формуле:
.
У немецких материалов - в единицах ДИН по формуле:
.
Соотношение единиц 90 ед. ГОСТ ≈ 21 ДИН ≈ 100 ASA.
Эффективная светочувствительность Sφ всегда ниже S, а отношение S/Sφ - называется кратностью светофильтра.
Чувствительность к монохроматическому свету Sλ называется спектральной чувствительностью, которая увеличивается с уменьшением длины волны.
Разрешающей способностью эмульсии называется ее способность фиксировать раздельно две близколежащие светящиеся точки (линии решетки), разделенных промежутками, при их контрасте, равном 1.
Разрешающая способность оценивается в количестве линий на миллиметр. У одного и того же материала она зависит от степени потемнения светочувствительного слоя и при некоторой плотности достигает максимума Rmax . В пределах R = 0,8Rmax широта L называется резольвометрической широтой LR.
Разрешающая способность понижается с возрастанием светочувствительности. Ее определение проводят на приборах, называемых резольвометрами.
Зернистость изображения есть неравномерность структуры почернения фотослоя при экспонировании равномерно освещенного участка. Она характеризуется фактором зернистости G.
,
где Г - увеличение, при котором зернистость обнаруживается глазом. Обычно Г=2,5ё30х.