Fekete-fehér nem szín, a tudomány és az élet
Fekete-fehér? NINCS SZÍN!
A kémiai tudományok doktora G. Branicki (Minszk).
Ma senki nem lepte meg a könnyű megszerzésének fényképe: pass elég exponált film a sötétkamrában, és egy óra alatt elkészül nyomatok. És ez nem beszél egy digitális fotót, amikor a kép megjelenik a kis képernyőn, amint megnyomja a gombot. Ezért sok tanúsít zavarba, hogy megtanulják, hogy még mindig vannak kutatócsoportok, akik továbbra is komolyan tanulmányozza az elmélet fényképészeti eljárások, részt vesz a javítása fényképészeti filmek és fotópapírok, és az eredmények ismertetése a regionális és nemzetközi konferenciákon.
Tehát mi a helyzet? Mi mást lehet tanulni, és ha ilyen egyszerű? De ne ugorj a következtetéseket.
A fénykép nem korlátozódik amatőr pillanatképek egyszerű és megfizethető kamerák. Ez nem csak azért szükséges, hogy rögzítse fotópapíron a világ minden szépségét. Fotó - szakmai kutatás módszere a különböző területeken az emberi tevékenység - a fizika, kémia, biológia, geológia, az orvostudomány, a csillagászat, űrkutatás ... A listát könnyű folytatni. Bármelyik fotó alkalmazás diktálja a követelmények az anyagválasztás, amellyel elérhető, kiváló minőségű állókép függetlenül felvételi körülmények (meleg, hideg, a levegő, vákuum). A céltól függően a fényképészeti anyag kell egy olyan fényképészeti fényérzékenység különböző spektrális összetételét és röntgen-sugarak, és a kép - a kívánt kontraszt és a színvisszaadást. Mindez lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük a nehézségeket létrehozásának univerzális fotóanyag, alkalmas minden alkalommal, és az oka a választék a fényképeket száz címeket. Ez nem csak a hazai, hanem a speciális fényképészeti, orvosi és röntgen, papír, tányérok és még fototkani.
Photo született több mint 150 évvel ezelőtt. Azóta, mi végre a különböző fotokémiai és fotofizikai folyamatokban, amelyek a lehetőségét, hogy képeket kapjanak a fényérzékeny anyagok szerves és szervetlen jellegű. Továbbra is uralja fényképek, amelyeken a funkciót a fényérzékeny ezüst-halogenid anyagok szállítására sót a világpiacon. Ez nem véletlen. Ennek része a emulzió a leginkább megfelelnek a különböző követelményeknek. Globális éves fogyasztás, miközben csökken létrehozásával kapcsolatban az elektronikus adatrögzítés, de még mindig becsült összege mintegy 15 milliárd dollárt. Ezekre a célokra költik több mint 5 ezer. Tonna ezüstöt évente.
Voltunk képesek azonosítani feltételeket, amelyek mellett egy közönséges fekete-fehér fényképészeti anyag nem képződik (használata nélkül a színes pigmenteket vagy festékeket) többszínű kép élénk színárnyalat. Ez a kép áll, ezüst mikrokristályok amelynek optikai tulajdonságai a különböző régióiban a kép határozza meg a mérete és alakja.
A tisztesség, tudomásul vesszük, hogy a kezdetektől a kialakulását és fejlődését operatőr már több kísérlet történt annak érdekében színes képek fekete-fehér fotóemúlzió használata nélkül színes pigmentek és színezékek. A motiváció egyszerű volt: ha a kamera lencséje vetítjük a fotográfiai anyag egy színes kép, miért nem kap a kép legyen más? Sőt, vannak olyan esetek, amikor az ezüst-halogenid sók megváltozott színe, mint milyen a megvilágított prizmán keresztül. Különösen lehetett végezni 1848-ban, a francia fizikus Edmond Becquerel: megkapta a színskála is látható a londoni Tudományos Múzeum. (Megjegyzendő, hogy Edmond Becquerel -. A reprezentatív az egész dinasztia francia tudós apja, Antoine Becquerel Cesar, volt elfoglalva az elektrokémiai, és fia, Henri Becquerel fedezte radioaktivitás).
Kép különböző árnyalatú színek nélkül is elérhető a festékek a ezüstözött réz kezelt lemezeken jód gőzök. Ők hívták dagerrotipek tiszteletére egyik alapítója Fotók - Louis Jacques Mande Daguerre. Miután expozíció egy camera obscura mint lemezt kezeljük higanygőz. Ezeket a képeket tároljuk sok múzeumok szerte a világon. Az egyik legérdekesebb kiállítási kapcsolatos fotótörténeti gyűjtik magánmúzeumként Naylor mérnök Bostonban.
A megkülönböztető jegye a dagerrotipek képeket, hogy azok tükrözzék a fény elsősorban csak egy hullámhosszon és ezért meg monokróm, és nem kell különböző színekben E. Ezt a hátrányt néha kompenzálják kézzel színezés természetes színek.
A helyzet gyökeresen megváltozott a megjelenése után a piacon a fényérzékeny fényképészeti lemez km emulzió nagyon finom ezüst-bromid mikrokristályokban. Ilyen fotografikus lemezek kísérletezett francia fizikus Gabriel Lippmann. A lemezeket behelyezett egy speciális kazetta, amely biztosítja a lehetőségét érintkezik a higany felszínét. A fény az expozíciós kamrában áthalad a lemez és a emulziós réteg, majd felszínéről visszaverődő a higany. A visszavert fény képződését okozta a fényérzékeny réteg a rejtett kép, amely fokozza a későbbi megnyilvánulása a kialakulását egyedi méret a mikrokristályok ezüst rétegek távolság választja el egymástól függ a fény hullámhossza kitéve, és azok vastagságát úgy határozzuk meg, a módszer a kémiai expozíció és fényképészeti feldolgozás. A generált kép vizuálisan érzékelhető, mint a normál negatív képet. De amikor tekinteni egy bizonyos szögben a visszavert fényt kap képet a természetes színek. Módszer egy színes fénykép másolatait Gabriel Lippmann 1908 elnyerte a fizikai Nobel-díjat.
Az ezt követő években Lippmann eljárás egy ideje sikeresen használják kereskedelmi célokra, hanem azért, mert a nyilvánvaló technikai nehézségek, már felváltották más módszerekkel a színes képek a fényes pigmentek szerves természetű, amely ma már tökéletes.
Ellentétben a hagyományos színes közönséges fekete-fehér kép nem tartalmaz színes pigmentek és színezékek. Ez van kialakítva ezüst részecskék. Az alakja ezen részecskék által meghatározott elektron mikroszkóppal. Ez a kis méretű fonal különböző hosszúságú vagy tekercs a szálak. Szokatlan ezüst mikrokristályai forma biztosítja a tulajdonság, hogy elnyeli ráeső minden hullámhosszon a látható spektrum. Emiatt, egy kép kialakítva egy átlátszó film, vagy egy fehér papírra, hogy vizuálisan rögzített a fekete-fehér. Érdekes, hogy ha az ezüst szál nagyon kicsi, a kép válik színárnyalatát, de ugyanaz minden területen, azaz a kép fekete-fehér.
Sok kutató vizsgálta a különböző időpontokban kapcsolat a mérete és alakja részecskék különböző anyagok egyrészt, és hogy képesek elnyelni és szórás beeső fény őket - a másikon. A fennálló ilyen kapcsolat matematikai formában leírt Gustav Mie 1908. Nem tudta megmagyarázni, hogy miért kék az ég, és miért a nap piros napkeltekor és napnyugtakor. Ezt úgy határozzuk meg, sok finom funkciók diszperziós folyamatokat, abszorpció és fénytörés áthaladó közeg részecskékből áll, az azonos alakú, de különböző méretű (pöttyök a por és egyéb részecskék atmoszféra).
Egyenletek Ni megjósolni a létezését nagysága közötti összefüggést ezüst részecskék és a színük. Ezt a feltevést végre a közepén 1980-as években, az úgynevezett festés hromoskedasicheskoy (a „hromoskedasichesky” alakul a görög gyökér jelentése „a színét, amikor a fény terjedési”). Fekete-fehér fényképészeti papír megvilágítására vörös fényt, és ezután ecsettel eltérő sorrendben reagensek megoldások szánt szokásos fényképészeti kémiai feldolgozás: fejlesztők, fixálók, stabilizátorok, aktivátorok. Ezután a papírt mossuk, és szárítjuk. A színösszeállítás a festett kialakított film méretétől függ az ezüst kolloid részecskéket. Különböző helyeken különböző. Összhangban az elmélet a sárga szín meg kell adni a részecskék átmérője 10-30 nm, és a piros fény - a részecskemérete 35-65 nm. Ezen belül azonban a fény szóródását különböző hullámhosszokon a valós kép hromoskedasicheskom végül telepítve.
Összpontosítva az eredmények elméleti tanulmányok Mi, remélhetjük, hogy a fekete-fehér fotóemúlzió képes lesz használni többszínű képeket. Ez csak akkor szükséges, hogy fejlesszék oktatási technikák, amelyekben az emulzió a pontokban, kapott egy eltérő expozíciós lépésben, amelyet egy kémiai kezelés keletkezhetnek nem szálszerű, és a kolloid ezüst a különböző méretű részecskék. Egy másik megközelítés a probléma megoldására: miután kész a fekete-fehér kép a fekete szálas ezüst részecskék át őket kolloid részecskék, amelyek különböznek a mérete területeken különböző optikai sűrűségű. Mindkettő feltételek már azonosított a munka során. A végén, azt mondhatjuk, hogy van legalább két, alapvetően különböző módszerek vannak sokszínű kép - páralecsapódás és a levegő diszperziós.
Kondenzációs módszer végrehajtása két alapvető lépésből: fényérzékeny réteg van kitéve, mint a hagyományos fényképészeti papír, az érintkezés vagy előrejelzési módszer (hagyományos vagy egy színes negatív vagy pozitív keresztül nagyító), majd kezeljük egyetlen megoldás, a piros fény a sötétben 30-40 s . A fény be kell kapcsolni, hogy vizuálisan megbecsüljük a szükséges időt, hogy befejezze a folyamatot (a színek a képet alkotó függ a kezelés időtartama). Ezt követi a öblítés vízben és szárítás a szokásos fényképet.
Mi az eredetiség a módszer? Amikor fénynek tesszük ki vannak kialakítva, mint a hagyományos eljárásban, a rejtett kép központok ezüst részecskék, amely körülbelül négy atom ezüst. látens kép központok nem láthatók az elektronmikroszkóp, és stabil hosszabb tárolás során az emulzió a sötétben. Azokon a területeken, az emulzió, amikor az expozíciós központok több. Amikor elmerül a emulziót monovannu tónusértékeinek (egyidejűleg tartalmaz ezüst-halogenid oldószert, és egy redukálószerrel az anyag) ezüst-halogenid mikrokristályok elkezd feloldódni. A helyreállítási folyamat növekedéséhez vezet a rejtett kép központok mérete és nem képez szálakat és a kolloid ezüst részecskék, ahol a rejtett kép központok sokkal képződött kis mérete kolloid ezüst részecskék közel gömb alakú, és ahol a központ kis, - a nagyobb részecskék . Mindkettő különböző szórt fény a végső képet, és a szem által érzékelt, mint festett.
A csúcspontja a folyamat abban a tényben rejlik, hogy a fotóemúlzió szokatlan. Annak előállítására használt monodiszperz emulzió ezüst-bromid alapú érzéketlen a vörös fény. A „monodiszperz” azt jelenti, hogy az ezüst-bromid mikrokristályokban közel azonos méretű (
100-125 nm). Továbbá, finom ezüst részecskéket szétszórja a fénykibocsátás és sokkal gyengébb, mint azt befogadni bemutató szokatlan „light” módosítását ezüst kolloid. Ezért, az emulzió nem kell alkalmazni, hogy egy átlátszó, és a fényelnyelő (fekete) alapon.
A szakirodalom számos készítmények proyavlyayusche-rögzítéséről monovann photolayers kezelésére expozíció után. A szokásos szerek kifejlesztésére (metol, hidrokinon, fenidon és mtsai.) Ezek tartalmaznak egy ezüst-halogenid oldószert, általában nátrium-tioszulfát (hypo). Ez az anyag eltávolítja fényérzékeny ezüst-halogenid sókat a területeken, amelyek nem érik el a fény a megvilágítás során az emulzió. Ebben az esetben, a kapott polikróm kép áll monovann hiposzulfit helyett kálium-tiocianát (KSNS), és egy igen jelentős mennyiségű. Ez nem véletlen. Mint kiderült, nyomnyi mennyiségű kén, amely lehet adszorbeálva ezüstöt tartalmazó oldatokból hypo, megváltoztatják az optikai tulajdonságai a kolloid részecskék és a rosszabb helyett polikromatikus fekete-fehér kép van kialakítva egy tompa színárnyalat. Így a módszer egyszerű, pozitív eredményt ért el nyilvánvaló, de nehéz megvalósítani az otthoni hiánya miatt a kereskedelmi forgalomban kapható photolayers fekete alapon. Hogy oldja meg a problémát, ha lehet használni időn át fényképészeti nagyító, finom szemcseméretű fényképészeti lemez holográfia. De azután, hogy a számukra sokszínű kép az hátoldalára vonatkoznak fekete festékkel vagy elhelyezi fekete papírt.
Eljárások termelő polikróm képek a megsemmisítése a szerkezet egy tekercselt szálas ezüst (levegő diszperzió), amely magában foglalja a szokásos fekete-fehér kép, végre lehet hajtani különböző módon.
Az egyik esetben használni erre a megoldás egzotikus abból a szempontból kémiai összetétel: egyaránt tartalmaz erős oxidálószer ezüst (úgynevezett vörösvértestek K3-só [Fe (CN) 6]) és egy redukáló ezüst oxidációs terméket (ez a nátrium-bór-hidrid NaBH4) . Malodostupen bór-hidrid és munka szükséges nagyon óvatosan, ügyelve a tűzvédelmi intézkedéseket. Kompatibilitás oldatban egy erős oxidálószer és egy erős redukálószer, így azok egymással kölcsönhatásban tárolás során, úgy érjük el, a jelenléte az oldatban a nagy mennyiségű lúg (NaOH). Amikor elhelyezzük a fekete-fehér fényképen ilyen megoldás kép eltűnik. Ez akkor fordul elő eredményeként kémiai reakciók kialakulásához vezet színtelen ezüst komplex vegyületek. Ezek összetétele nem teljesen telepítve. A legérdekesebb dolog az, hogy a mosás után folyóvízzel helyett fekete-fehér van kialakítva sokszínű gazdag kép színei miatt a méretbeli különbség az ezüst kolloid részecskék és a sűrűsége csomagolást a különböző részeket. Ebben az esetben, mint kiderült, az ezüst szemcsemérete sokkal kisebb, mint a Kondenzációs módszer (2-3 20 nm), és számuk egységnyi területen a kép lényegesen nagyobb. Az ilyen részecskék nem a látható fény szétszóródik, de csak szelektíven elnyelik azt. Ez lehetővé teszi, hogy átalakítsa a fekete-fehér kép sokszínű nem számít, mi volt az alapja - átlátszó vagy fehér fotópapírt.
Figyelembe véve ezeket a nehézségeket a bór-kísérletet tettünk, hogy cserélje ki ezt az anyagot az összetétele a kezelési megoldások egyszerűbb és olcsóbb csökkentése, amely lehetővé tette, hogy végre folyamat a következő verzióban. Fekete-fehér kép a film vagy fotópapírok eredetileg feldolgozott jódoldattal tartalmazó kálium-jodid. Ezt az oldatot ezüst oxidálódik, és esetleg részben átalakul vegyület, amely egy vegyes só ezüst-jodid és a kálium-KAgJ2. Az elektronmikroszkóp akkor láthatjuk, hogy ez az anyag mikrokristályai mérete 10-40 nm, a háromszög alakú. Azonban a további feldolgozás során az emulzió oldatokban redukálószerek, mint például a hidrokinon vagy a fenidon, azokat átalakítják festett különböző színű ezüst kolloid részecskék közel gömb alakú. Ebben az esetben, a színek a polikromatikus képeket lehet szabályozni a halvány kék sötét rózsaszín bevezetése oldatba különböző mennyiségekben fenilmerkaptotetrazola, nátrium-szulfit és más vegyületek.
Érdekes, ha az oxidációs folyamatot rostos ezüst fekete-fehér kép elvégzésére a fényt egy erősen K3 oldatot [Fe (CN) 6], és az oxidációs terméket ezután feloldott tartalmazó oldatokban vas só és citromsav különböző kombinációkban, a színskála alkotó sokszínű képet is jelentősen bővült. Kiderült, hogy ebben az esetben a színes kép határozza egyrészt a mérete és alakja ezüst kolloid részecskéket, és a többi - a színes vegyületek, mint a vas berlini kék.
A feliratok
Ábra. 1. A hagyományos fekete-fehér ezüst kép egy szálszerű szerkezetet (a). Ahhoz, hogy egy polikróm kép, szükséges, gömb alakú részecskékké ezüst. Színes kép függ a mérete és alakja részecskék: fényszórás részecskemérete 250-300 nm ad zöld árnyalat (B), 150-180 nm - rózsaszín (a), 100-200 nm - Sárga (g) 50-70 nm - kék (d).
