Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика (1120574), страница 83
Текст из файла (страница 83)
достаточно изучены. Наряду с этим фотохимическим процессом, идущим в природе в гигантских масштабах, известно и множество других фотохимических превращений. Простым примером может служить фотохимический процесс в ы ц в е т а н и я многих красок, состоящий в окислении этих красок кислородоги воздуха под действием света. Покрасив раствором некоторой краски (цианина) слой желатииы, мы можем сохранять такую окрашенную пластинку двольно дол~о. Но если направить на нее интенсивный пучок света (от солнца или дугового фонаря), то пластинка в тех местах, куда падает свет, выцветает так быстро, что эти участки становятся бесцветными на глазах.
Отбелнвание холста, растянутого на солнцепеке, по существу представляет собой фотохимическое выцветание. Многие фотохимические процессы в настоящее время используются в технике для ускоренного получения тех или иных веществ. Большинство таких процессов идет особенно энергично под действием коротковолнового ультрафиолетового света. й 190. Роль длины волны в фотохимических процессах. Роль света в фотохимических процессах сводится к сообщению молекуле столь большой энергии, что молекула расщепляется на составные части.
Нетрудно понять с точки зрения представления о световых квантах, что энергия, сообщаемая светом отдельной молекуле, очень велика, и притом тем больше, чем меньше длина волны. Действительно, так как молекула поглощает свет целыми квантами, то на долю поглотившей свет молекулы приходится энергия, равная дт. Для света длины волны 480 нм найдем: Де=4,! ° 10 †'е Дж. Интересно отметить, что средняя кинетическая энергия отдельной молекулы газа достигает указанного значения лишь при температуре около 20 000 "С. Другими словами, освещевие даже видимым светом может также эффективно расщеплять молекулы, как нагреваняе на 20 000'С.
Освещение ультрафиолетовым или рентгеновским излучением может, следовательно, оказаться еще более эффективным. й 191. Фотография. Фотохимический процесс лежит и в основе фотографии. Чувствительный слой фотопластинки представляет собой желатину, в которой распределены кристаллики бромистого серебра. Под действием света молекула бромистого серебра (АнВг) распадается, и при этом выделяется металлическое серебро в виде мельчайших частичек, Если количество такого серебра, приходящееся на единицу поверхности, становится значительным, то пластинка тем. неет. Это можно наблюдать, если пластинку, завернутую до половины в черную бумагу, оставить на длительный срок на свету. Развернув бумагу, мы ясно заметим границу между неосвещенной (светлой) и освещенной(темно-серой) частями пластинки.
Однако в обычных условиях количество выделившегося под действием света серебра столь незначительно, что потемнение пластинки не наблюдается. Поэтому изображение, наметившееся в пластинке, но еще н е в и д и м о е, называют скратыж изображением. Кристаллики бромистого серебра, в которых началось разложение, становятся чувствительными к влияншо некоторых химических веществ, именуемых прояаипгсляжи. Под действием проявителя «зараженный» кристаллик ЛдВг разла~ается, и серебро выделяется в виде тончайшего темного поро~нка.
Пластинка, положенная (в темноте) в такой проявитель, быстро чернеет в тех местах, которые были предварительно освещены, и притом потемнение тем больше, чем сильнее было освещено соответствующее место пластинки. Этот процесс химической обработки освещенной пластинки называется проявлением. Проявив пластинку, растворяют неразложившееся бромистое серебро в растворе гипосульфита и, промыв ее водой, получают пластинку с закрепленным изображ е н и е м, т. е.
не чувствительную больше к действшо света. Из описанного ясно, что пластинка содержит н е г ат и в н о е изображение, т. е. освещенные места, соответствующие светлым частям снимавшейся картины, будут темными, и наоборот. Приложив такой негатив к новой пластинке или к фотографической бумаге, также обладающен светочувствительным слоем, и осветив бумагу с к в о з ь негатив, мы получим новое изображение, которое должно быть проявлено и закреплено подобным же образом е). Это новое изображение будет п о з и т и в н ы и, ибо в нем светлые места будут соответствовать хорошо освещенным частялт картины *'). Фотография имеет очень большое культурное, научное и техническое значение, ибо позволяет получать крайне точные изображения мгновенных картин или картин, столь *) В так называемой «дневной фотобумаге», содержащей йодистое серебро, темное изображение на освещенных местах полузается и без проявления.
Изображение на такой бумаге надо только закрепить (фиксировать). "») Н е г а т и в н ы й — лат. пейапуш — отринательный, п о з ит и в н ы й — лат. розц!внз — положительный. 437 слаоо освещенных, что глаз не мог бы различить подробностей. Так, например, надежная з а р и с о в к а молнии, длящейся малую долю секунды, затруднительна. Фотография же (рис. 335) передает ее точный вид. Интересно отметить, Рис.
Ззб. Фотографии молвив (иолучеиа в лаборатории И. С. Стековь- иикова) что, снимая молнию движущимся аппаратом, можно убедиться, что такая молния представляет собой повторные электрические разряды, разделенные сотыми долями секунды, так что каждый такой разряд протекает за тысячную долю секунды. Полная фаза солнечного затмения обычно непродолжителыта (нередко меньше минуты), поэтому надежных изображений солнечной короны, видимой только во время полной фазы, не было до тех пор, пока к этому делу не была применена фотография (рис.
336). С другой стороны, фотография может быть полезна для наблюдения объектов, посылающих очень слабый поток 4за энергии излучения, но в течение длительного времени. Заставляя свет действовать длительно на фотопластинку, мы «накапливаем» фотографический эффект. Так получена фотография участка неба, изображенная иа рис. 337, сделанная с двухчасовой выдержкой. На ней можно видеть изображение туманности, которую не удается наблюдать глазом Рнс.
336 Фогографпя солнечной короны (получена А. А. Михайловым во время полного солнечного аатмепня) даже в сильный телескоп. Конечно, для того чтобы, несмотря на суточное вращение Земли, наводка телескопа на небесный объект не менялась, аппарату придают с помощью часового механизма движение, противоположное вращательному движению Земли. Наконец, с помощью фотографии можно получать изображения объектов, посылающих невидимое излучение (рентгеновское, ультрафиолетовое или инфракрасное при- 439 мерно до 1200 нлч),— обстоятельство, илчеющее огромное значение в разнообразнешпих научных исследованиях. Действие света на фотографическую пластинку зависит от длины волны света.
Простые бромосеребряные пластинки чувствительны, начиная примерно с длины волны в 450 ны, Рис 337. Фотография ночного неба; выдержка 2 часа. Хоронза видна нагкминающая очертания Америки туманность, которую не удасчся набтюдать глазом. Фотография сделана Д. Я. Мартыновым в обсерва- тории им.
Энгельгардта близ Казани т, е, с сине-фиолетовых лучей. Красыые, желтые и зеленые цвета не действуют на пластинку, так как они не поглощаются бромистым серебром, и потому объекты такого цвета неотличимы практически от черных. На фотографии зто ведет иногда к довольно искаженному распределению светлого и темного. В настоящее время пластинки делагот чувствительными и к более длинным волнам путем окраски желатины соот- 440 ветствующими красителями, поглощающими эти длинные волны и передающими поглощенную энергию бромистому серебру (сенспбализация пластинок). Так получают о р т ох р о м а т и ч е с к и е пластинки, чувствительные примерно до 1=600 нм, и п а н х р о м а т н ч е с к и е, чувствительные ко всему видимому спектру, Для специальных научных и технических целей приготовляются пластинки, чувствительные и к инфракрасным волнам примерно до 1=1200 нм.
$192. Фотохимическая теория зрения. Зрительные ощущения человека и животных также связаны с фотохимическими процессами. Свет, достигая сетчатки, поглощается светочувствительными веществами (родопсин, или зрительный пурпур, в палочках и йодопсин в колбочках). Механизм разложения этих веществ и последующего их восстановления пока не выяснен, но установлено, что продукты разложения вызывают раздражение зрительного нерва, в результате чего по нерву проходят электрические импульсы в головной мозг и возникает ощущение света.
Так как зрительный нерв имеет разветвления по всей поверхности сетчатки, то характер раздражения зависит от того, в каких местах сетчатки произошло фотохимическое разложение. Поэтому раздражение зрительного нерва позволяет судить о характере изображения на сетчатке и, следовательно, о картине во внешнем пространстве, которая является источником этого изображения. В зависимости от освещенности тех или иных участков сетчатки, т. е. в зависимости от яркости объекта, количество разлагающегося за единицу времени светочувствительного вещества, а значит, и сила светового ощущения меняется. Следует, однако, обратить внимание на то обстоятельство, что глаз способен хорошо воспринимать изображения предметов, несмотря на огромное различие в их яркости. Мы вполне отчетливо видим предметы, освещенные ярким солнцем, равно как те же предметы при умеренном вечернем освещении, когда освещенность их, а следовательно, и их яркость (см.
5 73) меняются в десятки т ы с я ч р а з. Эта способность глаза п р и с п о с а б л и в а т ь с я к весьма широкому диапазону яркостей носит название адаптации а). Адаптация к яркости достигается несколькими путями. Так, глаз бы стр о реагирует на изменение яркости изменением д и а м е т р а зрачка, что может менять площадь зрачка, *) Адаптация — лат, айар1апо — приспособление. 44! а следовательно, и освещенность сетчатки примерно раз в 50.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
