Учебная работа. Реферат: Основы фотографии. Фотохимические реакции
Наинтереснейшая тема. Возлюбленная детками. Весьма современная. К огорчению, в «базисном» учебнике ей посвящен всего один маленький параграф. Без схем, без рассказа о современной цветной фото. Но не грешим ли мы, загоняя эту живую тему в рамки 1-го параграфа? Разве не нужно ребятам знать сущность такового заслуги населения земли, как фото? Ведь это и долгая память, и, в конце концов, вся жизнь. Тем наиболее, что одиннадцатиклассникам почти все можно объяснить на уровне главных понятий, даже базы цветной фото.
Начинаем, естественно, с общего определения фотохимических реакций (ФХР) – это реакции, происходящие лишь под действием света либо ультрафиолетового излучения (причина: химически активными стают неактивные в обыденных критериях атомы). лучше, если примеры ФХР ребята подберут сами, ведь почти все им уже понятно и из остальных школьных предметов, и из жизни. Почаще всего именуют фотосинтез, образование меланина в коже человека (загар), выцветание красителей (ткани , бумаги, даже волос), реакции хлорирования алканов (получение органических растворителей: хлороформа (CHCl3), четыреххлористого углерода (CCl4), дихлорэтана (C2H4Cl2) и др.), обработку фотоматериалов.
Как и фотоэффект, ФХР характеризуются красноватой границей – малой частотой nмин (наибольшей длиной волны lмакс) излучения, которое еще может вызвать протекание реакции. естественно, что у различных веществ красноватая граница различная. к примеру, объединённых общим происхождением выгорает не только лишь на открытом воздухе, под действием солнечного ультрафиолета, да и в помещении с остекленными окнами, под действием видимого света (ультрафиолет через обыденное стекло не проходит). А меланин в коже (загар) вырабатывается лишь под действием ультрафиолета.
сейчас остановимся на фото (сначала, естественно, черно-белой). 1-ые фотоснимки были получены в 1839 г. французским художником Луи Дагером, так что некое время такие изображения даже назывались дагерротипами. Это открытие сделалось вероятным благодаря обобщению результатов опытов Нисефора Ньепса, тоже француза. Вослед за ними собственный метод получения фото разработал британец Фокс Тальбот, а дальше фото начала развиваться бурными темпами и захватила практически весь мир. Постоянной осталась лишь база — фотохимические реакции, происходящие с галогенидами серебра (AgBr, AgCl, AgI и их консистенции).
Фотоматериал представляет собой прозрачное стеклянное (фотопластинка) либо полимерное (фотопленка) основание, покрытое фотоэмульсией, — желатином с инкрустированными в него микроскопичными (порядка микрометра) кристалликами галогенида серебра с добавками так именуемых сенсибилизаторов (веществ, повышающих чувствительность к свету). 1-ые фотопластинки не содержали этих веществ и имели настолько слабенькую чувствительность, что время экспозиции доходило до получаса. Недвижный объект сфотографировать на такую фотопластинку еще можно (фотоаппарат устанавливался на штатив), но заставлять человека посиживать настолько длительно перед объективом без мельчайшего шевеления было просто изымательством. Светочувствительность современных фотопленок благодаря различному составу и количеству сенсибилизаторов находится в границах от 50 до 1600 условных единиц ISO. (На практике мы сталкиваемся, как правило, с пленками чувствительностью от 100 до 400 единиц ISO). Большему числу условных единиц соответствует наиболее высочайшая чувствительность и, как следует, наименьшее время экспозиции.
Как-то сначала 80-х гг. в телевикторине «Что? Где? Когда?» знатокам проявили фотографию католического собора, сделанную посреди XIX столетия. пространство там вообще-то весьма многолюдное, но на снимке не было ни 1-го человека. Последовал вопросец: «Где люди, почему их нет?» Как досадно бы это не звучало, знатоки решили, что в момент съемок людей просто попросили уйти из кадра, чтобы не портить пейзаж. А верный ответ крылся в очень слабенькой чувствительности тогдашних фотоматериалов. За полчаса экспонирования люди преспокойно успевали войти и выйти из кадра, не оставив даже следа на фотопластинке!
Итак, неэкспонированная пленка представляет собой полимерную базу, покрытую «обычным» бромистым серебром (рис. а). Она «опасается» света, потому обязана находиться в абсолютной мгле, к примеру в фотокассете. В фотоаппарате пленка (тоже в полной мгле) протягивается за нормально закрытым световым затвором.
При экспозиции затвор на весьма куцее время раскрывается, так что свет (как правило, отраженный от снимаемого объекта) поступает на часть пленки (кадр). Время экспозиции современных фотопленок при обычном освещении составляет от 1/30 до 1/500 с. Чем оно короче, тем наиболее точным выходит изображение, т.к. тем меньше движений во время съемки совершит объект. Когда на кристаллик галогенида серебра (возьмем для определенности AgBr) падает свет, происходит ФХР:
при этом бром сорбируется окружающим зерно желатином, а серебро (т.н. фотолитическое) выпадает в виде особенных образований — по 1-3 атома (заметим, что в реакции участвует весьма малая часть молекул, составляющих кристаллик зерна). Такие образования нереально узреть, потому их именуют центрами укрытого изображения. Светлые участки фотографируемого объекта (к примеру лицо) отражают больше света и делают больше центров укрытого изображения, а черные – меньше. Их распределение по фотокадру опосля экспозиции схематически показано на рис. б.
Таковым образом, изображение заложено, но оно немыслимо слабенькое. При проявлении фотопленки (в полной мгле) под действием проявителя (аква раствора метола либо гидрохинона) реакция восстановления засвеченного галогенида серебра до железного резко усиливается, реагируют все молекулы засвеченного кристаллика, и образуются «огромные», микронные зерна железного серебра, а бром выводится в раствор (рис. в).
Если на данный момент вынести пленку на свет, то можно узреть черно-серое изображение, которое, но, все еще «опасается» света, т.к. в эмульсии остались кристаллики незасвеченного галогенида серебра, под действием света в их может начаться ФХР, усиливаемая оставшимся на пленке проявителем (пленка-то влажная). Изображение на лишь что проявленной пленке держится
1–2 мин. Итак, нужно вывести незасвеченный галогенид серебра. Для этого пленку погружают в фиксаж, т.е. закрепитель (рис. г), к примеру в аква раствор гипосульфита. Следующие промывку и сушку уже можно созодать на свету.
сейчас поглядим на обработанную фотопленку. На месте засвеченного галогенида серебра остались зерна железного серебра серого цвета, на месте незасвеченного – лишь прозрачная база пленки. Иными словами, фотографировали мы, скажем, белоснежное лицо на черном фоне, а на пленке получили черное на светлом (прозрачном) фоне, т.е. изображение, оборотное по «черноте» оригиналу, – негатив. При фотопечати, представляющей собой копирование изображения с негатива на фотобумагу (как правило, с повышением), происходят подобные процессы в эмульсии фотобумаги и выходит негатив негатива, т.е. позитив – прямое, обыденное изображение.
Но все-же фотоэмульсия пленки различается от фотоэмульсии бумаги, так же, как и процессы их обработки. Во-1-х, красноватая граница ФХР фотопленки приходится на пограничную область меж красноватым и инфракрасным излучениями, так что реакция идет при освещении светом хоть какого цвета. Смесь фотобумаги имеет красноватую границу ФХР меж красноватым и оранжевым участками диапазона. Вследствие этого фотобумага красноватого света «не опасается», что дозволяет создавать фотопечать не в абсолютной мгле, а при несильном красноватом освещении. Во-2-х, время «возбуждения» реакции в эмульсии фотобумаги существенно больше, чем в эмульсии фотопленки (обычно от полсекунды до нескольких секунд, а то и до нескольких 10-ов секунд). Это изготовлено специально, так как продолжительность экспозиции фотобумаги описывает человек, а ему просто нереально отмерять весьма мелкие интервалы времени, скажем, 1/30 с.
Сейчас перейдем к цветной фото. Как исходную стадию она содержит в себе черно-белую фотографию: «рядовая» смесь задает контуры изображения и насыщенность подходящего цвета грядущего цветного изображения. (К примеру, чем больше железного серебра остается на месте грядущего изображения красноватого цвета, тем ярче, насыщеннее будет этот красноватый цвет.) На цветной пленке имеются к тому же три цветных слоя (так именуемых главных цветов — красноватого, голубого и зеленоватого). При засвечивании светом определенного цвета ФХР идет в соответственном цветном слое. Сложные цвета образуются методом наложения в различных пропорциях друг на друга главных цветов, подобно тому, как выходит цветное изображение на дисплее телека. При обработке фотопленки серебро «обыкновенной» черно-белой эмульсии из пленки выводится, т.к. оно свою роль сыграло.
Обработка цветной пленки, естественно же, труднее, чем черно-белой, так как добавляются такие стадии и процессы, как вторичная засветка, цветное проявление, отбеливание, не говоря уж о доп промывках. При обработке обратимых (слайдовых) пленок требуется к тому же особое прекращение первого (черно-белого) проявления. Реактивы тут наиболее едкие и ядовитые. Наиболее того, нужно выдерживать довольно строго время обработки в любом процессе, в индивидуальности температуру раствора. к примеру, температура цветного проявителя обязана быть 25 ± 0,25 °С. Ошибешься всего на полградуса – изображение получится ненатурального желтоватого колера. Так что дело это весьма хлопотное и просит аккуратности, терпения и опыта. Недаром людская идея пришла к автоматизации всех этих действий.
Структуру цветной фотопленки можно показать учащимся с помощью нехитрого приятного пособия. Берем ненадобный цветной слайд (позитив, но можно пользоваться и негативом) и кладем его эмульсией ввысь. С него в нескольких местах соскабливаем один, два либо три слоя. Самый верхний слой – красноватый (на негативе — зеленоватый). Его частицы нужно аккуратненько наклеить на участок с вполне снятой эмульсией, и на просвет будет видно, что они красные (зеленые). Никак по другому структуру и цвет верхнего слоя не показать. А вот голубий и зелено-голубой (на негативе — желтоватый и оранжево-коричневый) слои можно узреть, если создать наиболее либо наименее глубочайшие соскобы на эмульсии. Опосля подготовки кадр вставляем в слайдовую рамочку и демонстрируем учащимся при помощи диапроектора, как обыденный слайд.
Негатив цветной пленки, как понятно, выходит в доп цветах. Если учащиеся незначительно осведомлены с теорией доп цветов, то о цвете, получаемом на негативе при съемке данного объекта, можно спросить и их самих, пусть пошевелят мозгами. Опыт указывает, что непременно кто-либо в классе догадается: то, что по сути красноватое, на негативе – зеленоватое, что в реальности желтоватое, на негативе – фиолетовое и т.д. Сто1ит спросить учеников, допустимо ли при цветной фотопечати слабенькое красноватое освещение. Они обычно сходу же соображают, что нет, поэтому что это вызовет возникновение на фотобумаге зеленоватого цвета.
Сейчас о роли сенсибилизаторов в цветной фото. Она тут намного наиболее важная, чем в черно-белой фото, так как сенсибилизаторы в цветных фотоэмульсиях не только лишь увеличивают чувствительность к свету вообщем, да и регулируют чувствительность к любому определенному цвету. Другими словами, они отвечают и за точную цветопередачу, и за приятное сочетание цветов. Набор сенсибилизаторов в любом определенном типе пленки – серьезный секрет фирмы-производителя. И у различных компаний секреты различные. Вспомним недавнешнее прошедшее, пленки «Свема» и «ORWO», более пользующиеся популярностью тогда в нашей стране. Изображения на пленках «Свема» постоянно имели сине-зеленый колер, а на пленках «ORWO» – коричневатый. Почти все современные пленки дают голубоватый колер и т.д. Одним словом, кому что нравится и в которой ситуации.
Сенсибилизаторы отвечают к тому же за яркость цветов. Разглядим таковой пример. необходимо сфотографировать в полный рост драгоценного для вас человека. Для вас тут принципиально все: и одежка, и выражение лица, и цвет глаз. Вы ожидаете, что пленка передаст все, в том числе и цвет глаз. Скажем, у человека глаза голубые. Но размер радужной оболочки глаза весьма мал по сопоставлению с размером целого кадра, и вожделенную голубизну пленка может или не поймать вообщем, или очень ее исказить, цвет получится блеклым. К огорчению, сиим в особенности «грешили» наши российские пленки. А вот фотоматериалы «ORWO» «умели» голубизну глаз созодать даже наиболее приметной.
Описанное, естественно же, лучше всего показать на настоящих слайдах либо фото. В особенности если один и этот же сюжет запечатлен в одно время на различные пленки (к примеру, съемки сразу производили двое, любой своим фотоаппаратом).
Учащимся-гуманитариям этого уже довольно для неплохого чувственного заряда. А в медико-биологических классах, где количество уроков физики побольше, можно поведать к тому же о особенностях опции фотоаппаратов для получения снимков неплохого свойства. Речь идет о регулировке так именуемых выдержки и диафрагмы. Напомним, что выдержкой именуется время экспозиции кадра, а диафрагмой – размер отверстия в объективе фотоаппарата, через которое засвечивается кадр. Мы уже гласили, что для увеличения резкости изображения фотографируемый объект должен быть неподвижен. Но абсолютной неподвижности достигнуть, как правило, нереально. Тогда стараются уменьшить выдержку, а для сохранения светового потока наращивают диафрагму.
Крайнее выводит на понятие сферической аберрации – 1-го из недочетов линз. Сущность сферической аберрации состоит в том, что через основной фокус линзы проходят не все лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси, а лишь те, которые проходят неподалеку от главной оптической оси. Наиболее дальние лучи пересекаются в остальных точках, что приводит к размыванию изображения. Широкая диафрагма как раз и «запускает в действие» такие лучи, так что делему недочета света (при принужденной малой выдержке либо при мерклом освещении) необходимо решать не повышением диафрагмы, а выбором наиболее чувствительной фотопленки.
]]>