fotoap (Фотоаппарат), страница 3

способ фиксации портретных или натурных изображений за периоды времени, много меньшие, чем требуются для той же цели художнику. Однако по мере расширения возможностей Ф. стал увеличиваться и круг решаемых ею задач, чему особенно способствовало появление кинематографии и цветной фотографии', соответственно возрастали роль и значение Ф. в жизни человечества. В 20 в. Ф. стала одним из важнейших средств информации и документирования (фиксация лиц, событий и т. п.). технич. основой самого кассового вида искусства — киноискусства, входит в число осн. технич, средств полиграфии, служит орудием исследования во многих отраслях науки и техники. Это разнообразие задач, решаемых с помощью Ф., позволяет считать её одновременно разделом науки, техники и искусства.

Независимо от области применения Ф. можно подразделить на более частные виды по мн. признакам, напр.по временному характеру изображения — на статическую и динамическую (наиболее важным примером которой служит кинематография); по химическому составу СЧС — на серебряную (более строго — галогенидо-серебряную) и несеребряную: по способности передавать только яркостные или также н цветовые различия в объекте — на чёрно-белую и цветную; в зависимости от того, передаются ли изменения яркостей в объекте различиями поглощения света в изображения или различиями оптической длины пути света в нём — на амплитудную и фазовую; по пространственному характеру изображений — на плоскостную и объёмную. Последнее разделение, впрочем, требует оговорки: любое фотография, изображение само по себе является плоским, а его объёмность (в частности, в стереоскопической Ф.) достигается одновременной съёмкой объекта с двух близких точек и последующим рассматриванием сразу двух снимков (при этом каждого из них толы» одним глазом). Совершенно особым видом объёмной Ф. можно считать голографию, но в ней способ записи оптической информации об объекте и его пространственных свойствах принципиально иной, чем в «обычной» Ф., и похож на Ф. только использованием СЧС для за-писи информации.

Исторический очерк. История Ф. начинается с опытов, в которых на бумагу пли холст с помощью камеры-обскуры проектировали изображение объекта и зарисовывали его. Эти опыты начались не позднее конца 15 в.; о них знал и сам воспроизводил их ещё Леонардо да Винчи. Однако Ф. в собственном смысле слова возникла значительно позднее, когда не только стало известно о светочувствительности мн. веществ, но и появились приёмы использования и сохранения изменений в таких веществах, вызванных действием света. В числе первых светочувствительных веществ в 18 в. были открыты и исследованы соли серебра. В 1802 Т. Уэджвуд в Великобритании смог получить изображение на слое АgМОз, но ещё не сумел его закрепить. Датой изобретения Ф. считают 1839, когда Л. Ж. М. Дагер сообщил Парижской академии о способе Ф., названном им в собственную честь дагеротипией, хотя авторство его было спорным и мн. важнейшие особенности этого способа являются достижениями Ж. Н. Нъепса, разработанными им единолично или в сотрудничестве с Дагером. Почти одновременно с Дагером о др. способе Ф.— к а л о т и п и и (от греч. кalos — красивый, превосходный и typos — отпечаток) сообщил в Великобритании У. Г. Ф. Тол-бот (патент на этот способ выдан в 1841). Сходство обоих названных способов ограничивалось использованием АgI в качестве СЧС, различия же велики и принципиальны: в дагеротипии получалось сразу позитивное зеркально отражающее серебряное изображение, что упрощало процесс, но делало невозможным получение копий, а в калотипии изготовлялся негатив, с которого можно было делать любое число отпечатков. В этом отношении калотипия более близка к совр. Ф., чем дагеротипия; кроме того, в первой из них, как и в совр. Ф., проявление использовалось не только для того, чтобы сделать скрытое фотографическое изображение видимым для глаза, но и для того, чтобы его усилить.

Из дальнейших открытий, принципиально важных для развития Ф., надо отметить прежде всего переход от камеры-обскуры со случайно выбранным объективом низкого качества к камере со спец. хорошо исправленным съёмочным объективом (его создал венг. оптик И. Пецваль в 1840; о т. н. у с л о в и и П е ц-в а л я ) и переход от мокрых СЧС, приготовляемых непосредственно перед съёмкой, к заранее приготовляемым сухим СЧС, способным длительно храниться в темноте без существенных изменений. В этом отношении решающую роль сыграли замена коллодионных СЧС желатиновыми (желатину в Ф. впервые широко использовал англичанин Р. Мэддокс, 1871), а также применение вместо чистого АgI др. галогенидов Аg, более удобных с практич. точки зрения. Наиболее распространённый вид СЧС — сухие желатиновые слои с диспергированными в них микрокристаллами АgНаl (На1 = = С1, Вг, С1 4- Вг, С1 + I, С1 + Вг + I, Вг + I. причём содержание АgI ни в одном случае не превышает неск. %). Именно такие СЧС стали массово выпускаться промышленностью с сер. 1870-х гг. Первоначально их изготовляли на стеклянной подложке (пластинки), а затем также на бумажной и плёночной. Хотя массовый выпуск плёнок начался на полтора десятилетия позже, чем пластинок (после изобретения гибкой нитроцеллю-лозной подложки амер. изобретателем Г. Гудвином, 1887), этот вид материалов постепенно стал преобладающим, чему сильно способствовало создание малогабаритных плёночных камер, со временем вытеснивших громоздкие пластиночные камеры (за исключением спец. репродукционных). К 70-м гг. 20 в. ок. 90% всех выпускаемых АgНа1-СЧС составляют плёнки, а на долю пластинок приходится менее 1%. В совр. ассортименте фотографических материалов плёнки обычно являются негативными СЧС (кроме кинопозитивных и обращаемых — см. ниже), бумаги — позитивными (за исключением спец. копировальных), пластинки — только негативными (см. Бумага фотографическая, Пластинки фотографические, Плёнка кино- и фотографическая).

Важнейшую роль в развитии Ф. на АgНаl-СЧС сыграло открытие оптической сенсибилизации (нем. учёный Г. Фогель, 1873), т. е. расширения спектральной области чувствительности СЧС путём введения в них красителей поглощающих свет больших (длин волн, чем АgНа1 [к-рые поглощают только в ультрафиолетовой (УФ) области и на коротковолновом участке видимой облас-сти, не дальше синей части]. Этим был преодолен крупный недостаток прежних СЧС. Уже в 1880-х гг. большинство выпускаемых СЧС стали ортохроматическими (см. Ортохроматические материалы), чувствительными к жёлтому цвету, а с 1920-х гг. осн. место среди массово выпускаемых СЧС заняли панхроматические материалы, чувствительные к оранжево-красной части спектра. Затем появились и А§На1-СЧС, чувствительные до длин волн 1,2—1,3 мкм, соответствующих смежному с видимой областью участку инфракрасной (ИК) области, однако не для любительской съёмки, а только для научно-технич. целей (см. Инфрахроматические материалы). Дальнейшее продвижение чувствительности СЧС в длинноволновую сторону невозможно, т. к. равновесное тепловое излучение окружающих тел сосредоточено как раз в ИК-области. Непрерывно действуя на сенсибилизируемые СЧС в течение всего времени между их изготовлением и использованием, оно вуалирует их до недопустимого уровня (см. Вуаль фотографическая) уже в первые сутки или даже часы их хранения. Преодолеть это ограничение для любого вида Ф. на АдНа1-СЧС принципиально невозможно.

Напротив, в коротковолновую сторону чувствительность АgНаІ-СЧС не ограничена ничем. На АgНа1-СЧС оказывают действие не только уже упоминавшиеся излучения видимой н близкой УФ-области, но и более коротковолновые, включая рентгеновское п гамма-излучения, а также ядерные частицы и электронные пучки. Благодаря этому АgНа1-СЧС уже давно применяются для получения изображений в рентгеновских лучах и пучках электронов (см. Рентгенограмма, Радиография, Электронная микроскопия); они стали также одним из распространённых средств для регистрации и измерения дозы ионизирующих излучений. Более того, нек-рые из этих излучений, как и ряд элементарных частиц, были открыты именно с помощью АдНа1-СЧС (см. Ядерная фотографическая эмульсия),

Изготовление светочувствительных материалов на основе АgНаI (см. также Фотографическая эмульсия). АgНаІ-СЧС получают нанесением (т. н. поливом) светочувствительной эмульсии — взвеси частиц АgНаI в желатине или др. защитном коллоиде — на подложку. Наиболее важные характеристики СЧС с такими эмульсиями, кроме физико-механич. и геометрических, формируются преимущественно до полива. К ним относятся прежде всего параметры, связанные с характеристической кривой,— светочувствительность, вуаль, контрастности коэффициент, а так- -же спектральная чувствительность и структурные характеристики, обусловленные размерами микрокристаллов (МК) А§На1. Основные этапы изготовления АgНа1-СЧС:

1) Эмульсификация и первое (т.н. физическое) созревание. На этом этапе происходит образование и рост твёрдой фазы эмульсии, т. е. МК АgНаІ. Образование АgНа1 является результатом реакции между АgNО₃ и соответствующими галогенидами (по б. ч. калия) в растворе, содержащем желатину, которая предотвращает слипание образующихся МК. Одновременно с образованием и ростом МК в растворе начинается перекристаллизация, т. е. преимущественный рост более крупных МК за счёт растворения более мелких. На скорость и результаты перекристаллизации существенно влияет наличие желатины. К концу реакции образования АgНа1 перекристаллизация становится преобладающим процессом. Чёткая граница между эмульсификацией н созреванием существует не всегда, и разделение этапа на 2 процесса иногда является формальным. В результате обоих процессов формирование твёрдой фазы полностью завершается и ни одна из последующих стадий не оказывает почти никакого влияния на размеры МК. Поэтому ряд свойств будущего СЧС (зернистость, отчасти разрешающая способность и др.) задаются именно на первом этапе; заметную роль в их формировании играет также соотношение масс желатины и АgНаІ: от него зависит рассеяние света в СЧС при экспонировании, а тем самым и краевая резкость деталей изображения, получаемого на СЧС. Вместе с тем сен-ситометрич. характеристики будущего СЧС зависят от условий и результатов первого этапа лишь косвенно (в частности, потому, что МК, сформировавшиеся без дефектов структуры, практически «е светочувствительны и мало влияют а светочувствительность фотоматериала даже после дальнейшей его обработки) и формируются в основном на последующих этапах; светочувствительность же эмульсий после первого созревания всегда мала.

2) В т о р о е (т. н. химическое) созревание. На этом этапе эмульсию выдерживают определённое время при повышенной темп-ре, способствующей протеканию реакций на поверхности МК между АgНаl и микрокомпонентами желатины — соединениями двухвалентной серы, восстановителями и т. д. Часто в таких реакциях участвуют специально вводимые вещества, прежде всего соединения серы (если их содержание в желатине мало), а также соли золота. В результате этих реакций и второго созревания в целом на поверхностях МК, в первую очередь на поверхностных дефектах, образуются примесные центры — малые частицы веществ, отличных от АgНаІ; ими могут быть сульфиды Аg, Аu, совместные золото-серебряные сульфиды, металлич. частицы аз и Аg и др. Во время экспонирования МК на таких частицах закрепляются подвижные фотоэлектроны; с этого и начинается образование скрытого изображения. Т. о., именно наличие примесных центров в основном определяет способность МК к дальнейшему участию в фотографич. процессе, а природа и размеры примесных центров определяют эффективность этого процесса, т. е., в конечном счёте, светочувствительность всей эмульсии; не случайно их принято наз. центрами чувствительности. То обстоятельство, что они расположены на поверхности МК, чрезвычайно важно; центры скрытого изображения при последующем проявлении сразу вступают во взаимодействие с проявляющими веществами и принимают электроны от их молекул. Однако если проводить второе созревание слишком долго или при излишне высокой темп-ре, реакции желатины с МК заходят слишком далеко, примесные центры становятся избыточно большими и способными принимать электроны от проявляющих веществ без участия скрытого изображения. Такая эмульсия может восстанавливаться в проявителе без экспонирования; в этом случае примесные центры наз. центрами вуали. При умеренном втором созревании центры вуали также образуются, но лишь в слабой мере, на немногих МК. Оптимальным можно считать такое второе созревание, в к-ром достигается макс, светочувствительность при миним. вуали. Это условие выполнимо тем труднее, чем больше различаются между собой отд. МК, и именно здесь сказывается роль предшествующего этапа — первого созревания, определяющего степень разнородности МК по размерам и совершенству кристаллич. структуры. Разнородностью МК, как до, так и после второго созревания, в основном определяется также коэффициент контрастности будущего СЧС, в среднем тем меньший, чем разнородность МК больше.

3) Подготовка эмульсин к поливу. На этом этапе заканчивается формирование сенситомстрич. свойств будущего СЧС и задаются его осн. физико-механич. характеристики. С этими целями при подготовке к поливу в эмуль-. сии вводят многочисленные добавки, из к-рых важнейшими являются: оптические красители -сенсибилизаторы, адсорбирующиеся на МК и расширяющие спектральную область чувствительности СЧС; компоненты цветного проявления (только в цветофотографических материалах), участвующие в образовании красочный: изображений; стабилизаторы, препятствующие изменению светочувствительности и вуали во время хранения готовых СЧС до экспонирования; дубители, повышающие механич. прочность, упругость и темп-ру плавления желатины, а тем самым и всего СЧС;

пластификаторы, снижающие хрупкость СЧС.после дубления; смачиватели, улучшающие контакт эмульсии с подложкой при поливе и позволяющие получить более равномерные СЧС.

4) Полив. На этом этапе эмульсию наносят тонким (обычно 5—15 мкм) слоем на подложку. Полученный материал высушивают, а затем нарезают на нужный формат. Здесь не только задаются геометрич. Характеристики СЧС, но и регулируются нек-рые др. параметры, напр, максимально достижимая оптическая плотность проявленного СЧС.

Список литературы:

1.БСЭ том 27

2.Шульман М.Я. Современные фотографические аппараты 1968

3.Кулагин С.В. Проектирование фото- и киноприборов 1976

4.Пальчевский Б.В. Фотография