Фотографический процесс

 

 

 

Содержание:

Введение

Глава 1.

1.1.Роль света в области фотографии.

1.2.Превращение оптического изображения в химический процесс.

1.3.Химическое закрепление светового изображения.

Глава 2.

2.1.Механизм получения изображения.

2.2.Этапы фотографического процесса.

2.3.Принципы фотографического процесса.

2.4.Заключение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

7 января 1839 г. на заседании Парижской  Академии наук Л. Дагер сообщил, что он совместно с химиком Ж. Ньепсом нашел способ“остановить мгновение” —запечатлеть на медной посеребренной пластинке облик вечно меняющегося окружающего мира. Проецируя изображения объекта с помощью камеры-обскуры на поверхность такой пластинки, покрытую слоем светочувствительного асфальтового лака, удавалось получить через несколько минут точное позитивное изображение. Этот день считают днем рождения фотографии (по-гречески“фотос” — “свет”, “графо” — “пишу”). Хотя применяемый ныне способ фотографии — с использованием негативов и печатанием с них любого числа позитивов —был запатентован спустя 2 года, в 1841 г. , англичанином У. Толботом. В основе этого и подобных ему способов фотографии лежит фотохимическая реакция разложения галогенидов серебра под действием света.

В современном фотографическом  процессе для получения негативов  используют слой фотографической эмульсии–смеси мельчайших кристалликов йодистого  или бромистого серебра с желатиной (белковым веществом, “животным клеем”), —нанесенный на прозрачную подложку из стекла или полимерной пленки. Желатина защищает их от выпадения. Светочувствительность их объясняется присутствием в кристаллической решетке микрокристаллов включений из металлического или сернистого серебра. Эти включения служат центрами светочувствительности. В одном микрокристалле может быть несколько центров светочувствительности. Располагаются они на поверхности и внутри микрокристалла.

В целях улучшения свойств фотографической  эмульсии иногда желатину частично или  полностью заменяют синтетическими высокомолекулярными соединениями. Современные серебряные фотографические  материалы обычно содержат разные добавки, благодаря которым удается делать их чувствительными к свету с  разной длиной волн— от инфракрасного до ультрафиолетового.

 

Глава 1

1.1.Роль света в области фотографии.

Исследование  излучения и поглощения света, позволило, в свое время, сделать ряд важных открытий. Сама же световая частица  была названа квантом света или  фотоном.

Такими  открытиями являются:

- квантовые свойства материи, законам  которых подчиняется поведение  всех микрочастиц;

- корпускулярные свойства света  при поглощении, а при распространении  - волновые свойства;

- существование корпускулярно-волнового  дуализма у всех элементарных  частиц.

- существование давления света  на препятствие (впервые было  обнаружено и измерено русским  физиком П.Н.Лебедевым.)

- химические реакции, происходящие  под действием света.

Остановимся подробней на последнем пункте и  дадим характеристику химическим реакциям, протекающим под действием светового  потока.

Во-первых, химическое действие света проявляется  в превращении и расщеплении  молекул.

Фотохимическими реакциями называются всякие химические процессы, протекающие под действием  видимого света и ультрафиолетовых лучей.

Важнейшей характеристикой фотохимического  процесса является – фотосинтез. Также  к фотохимическим реакциям относятся - взаимодействие хлора с водородом  на свету с образованием HCl распад бромистого серебра на светочувствительном слое фотопластинки, загар, выцветание тканей на солнце.

В процессе фотосинтеза, под действием  света и солнца, происходят важнейшие  химические реакции в траве, зеленых  листьях деревьев и растений ,во многих микроорганизмах.

Фотосинтезом  называется процесс, при котором  листья поглощают из воздуха углекислый газ и расщепляют его молекулы на составные части: углерод и  кислород.

В результате фотосинтетической деятельности растений за все предшествующие геологические  эпохи атмосфера обогатилась  кислородом, а в недрах и на поверхности  Земли были сконцентрированы громадные  запасы восстановленного углерода и органических продуктов, которые человек и по сей день. Это - каменный уголь, нефть, горючие газы, сланцы, торфа. Фотосинтез может протекать только под действием света определенного спектрального состава.

Реакция фотосинтеза протекает под действием  красных лучей солнечного спектра  в молекулах хлорофилла. Хлорофилл  – сосредоточен в хлоропластах и  является зеленым пигментом. Он находится  в очень непрочном состоянии  с белковыми веществами. Наличие  хлорофилла является необходимым условием фотосинтеза, т.е. создания органического вещества, которое служит пищей для всех других организмов и обеспечивают существование, круговорота в системе.

Химические  свойства света были заложены в основу при создании фотографии.

Само  слово “фотография” - рисование  светом, светопись, имеет греческое  происхождение (“фото” – свет, “графо”  – рисую, пишу).

Изобретение фотографии само по себе не является открытием  одного человека, очень многие выдающиеся ученые и творцы истории имеют  к ней непосредственное отношение.

Если  углубиться в историю, то предпосылки  к изобретению берут свое начало в IV веке до нашей эры и отображены в трудах древнегреческого мыслителя  Аристотеля. Это камера-обскура. Уже  в те отдаленные времена, было замечено, что луч солнца, проникая сквозь небольшое отверстие в темное помещение, оставляет на плоскости  световой рисунок предметов внешнего мира. Предметы изображаются в точных пропорциях и цветах, но, по сравнению  с натурой, в уменьшенных размерах и в перевернутом виде. Далее выдающийся итальянский ученый и художник эпохи  Возрождения Леонардо да Винчи описал принцип работы камеры-обскура в своих трудах.

К середине VIII века камера-обскура значительно  модернизировалась, и редставляла из себя ящик с двояковыпуклой линзой в передней стенке и полупрозрачной бумагой или матовым стеклом в задней стенке. Она использовалась в качестве прибора для механической зарисовки предметов внешнего мира. Для этого достаточно было с помощью зеркала, поставить прямо перевернутое изображение и обвести карандашом на бумаге.

В России такое устройство успешно  использовалось, с помощью камеры-обскура были документально запечатлены виды Кронштадта, Петербурга, Петергофа других русских городов. В то время она носила название “махина для снимания першпектив”, и была изготовлена в виде походной палатки. Таким образом труд художников был упрощен и появилась “Фотография до фотогрфии”. Сложилось так, что именно в XVIII веке химия как наука достигла достаточного развития. А ученые ломали головы над тем, чтобы полностью механизировать процесс рисования, научившись не только фокусировать “световой рисунок” в камере-обскуре, но и надежно закреплять его на плоскости химическим путем.

 

 

1.2.Превращение оптического изображения в химический процесс.

Огромный  вклад в становление фотографии был сделан А.П.Бестужевым-Рюминым.

В 1725 году, тогда еще молодой химик-любитель, впоследствии дипломат и известный  государственный деятель, занимаясь  составлением жидких лечебных смесей, Бестужев-Рюмин обнаружил, что под  воздействием солнечного света растворы солей железа изменяют цвет. Через  некоторое время немецкий анатомик и хирург И.Г.Шульце обнаружил и представил доказательства чувствительности к свету солей брома.

В 1818 г. русский ученый Х.И.Гротгус открыто заявил, что существует связь фотохимического превращения в веществах с поглощением света. В своих докладах Гротгус четко сформулировал мысль о том, что только те лучи могут химически действовать на вещество, которые этим веществом поглощаются. Впоследствии это положение станет основным из законов фотохимии.

Он  также представил доказательства зависимости  поглощения и излучения света  от температуры. Причем было установлено, что повышение температуры увеличивает  излучение света, а понижение  температуры увеличивает поглощение.

в 1842 г. английский ученый Д.Гершель и в 1843 г. американский профессор химии Д.Дрейпер, не зависимо от открытий Гротгуса установили ту же особенность.

Сегодня основной закон фотохимии принято  называть законом Гротгуса – Гершеля – Дрейпера.

В дальнейшем важную роль сыграла теория Планка для понимания и объяснения закона фотохимии, согласно которой  излучение света происходит прерывисто определенными и неделимыми порциями энергии, называемыми квантами.

 

1.3.Химическое закрепление светового изображения.

Работа  в этой области началась в первой трети прошлого столетия и была нацелена на закрепление светового изображения  в камере-обскуре.

Изобретателями  фотографии принято считать Жозефа Нисефора Ньепс, Луи-Жака Манде Дагера, Вильяма Фокса Генри Тальбота, они добились наилучших результатов среди ученых и изобретателей разных стран.

Впервые “Солнечный рисунок” закрепил Ньепс. Для своих работ он использовал асфальт и его свойства затвердевать на солнце.

Эксперимент состоял из простой процедуры. Раствор  асфальта в лавандовом масле на полированную оловянную пластинку, которую выставлял  на солнечный свет под полупрозрачным штриховым рисунком. В местах пластинки, находившихся под непрозрачными  участками рисунка, асфальтовый  лак практически не подвергался  воздействию солнечного света и  после экспозиции растворялся в  лавандовом масле.

Так процедура травления и гравирования пластинки продолжалась несколько  раз подряд, затем пластинку покрывали  краской. В результате чего возникало  рельефное изображение, свет задубливал лак в освещенных местах, а лавандовое масло вымывало незадубившиеся участки лака. Покрытые лаком пластинки применялись вместе с камерой-обскуры для формирования прочных светописных изображений, так же изображение использовалось дальше, как клише для получения копий с оригинала.

В 1826 г. Ньепс смог с помощью камеры-обскуры получить вид из окна своей мастерской на металлической пластине покрытой тонким слоем асфальта.

Первый  снимок получил название – гелиография, что и означает “солнечный рисунок”. Он был весьма низкого качества и местность была едва различима, при том что процедура заняла восемь часов. Но именно с этого снимка началась фотографии, как принято считать в истории.

В 1835 г. Тальбот тоже зафиксировал солнечный луч, используя для этого более усовершенствованный метод. Тальбот применил бумагу, пропитанную хлористым серебром. Выдержка длилась в течение часа. Это был снимок решетчатого окна его дома.

В том же году Тальботом был получен первый в мире негатив. Приложив к нему светочувствительную бумагу, приготовленную тем же способом, он впервые сделал позитивный отпечаток.

Свой  способ съемки изобретатель назвал калотипией, что означало “красота”.

Так он показал возможность тиражирования  снимков и связал будущее фотографии с миром прекрасного.

Одновременно  с Ньепсом над способом закрепления изображения в камере-обскуре работал известный французский художник Дагер, автор знаменитой парижской диорамы. Работа над световыми картинами натолкнула его на мысль закрепить изображение. Ньепс совместно с Дагером начал работу по усовершенствованию гелиографии. К тому времени этот процесс был уже модифицирован: наносился слой серебра на металлические пластины и затем тщательно очищенная поверхность серебра обрабатывалась парами йода. В результате такой обработки на зеркальной поверхности пластинки образуется тонкая кристаллическая пленка иодида серебра – вещества, чувствительного к свету.

После смерти Ньепса в 1833 г., Дагер настолько усовершенствовал методику Ньепса,

что мог получать изображения значительно  большей яркости. Он снял довольно сложный натюрморт, составленный из произведений живописи и скульптуры. Этот снимок Дагер передал потом де Кайэ, хранителю музея в Лувре. Автор экспонировал серебряную пластинку в камере-обскуре в течение тридцати минут, а затем перенес в темную комнату и держал над парами нагретой ртути. Закрепил изображение с помощью раствора поваренной соли. На снимке хорошо проработались детали рисунка как в светах, так и в тенях.

Свой  способ получения фотоизображения  изобретатель назвал собственным именем – дагеротипия – и передал его описание секретарю Парижской Академии наук.

7 января 1839г. на заседании Академии  Араго торжественно доложил ученому собранию об удивительном изобретении Дагера, заявив, что “отныне луч солнца стал

послушным рисовальщиком всего окружающего”. Ученые одобрительно приняли известие, и этот день навсегда вошел в историю как день рождения фотографии.

В августе того же года Араго от имени Академии выступил в палате депутатов

французского  парламента, где было принято решение  сделать фотографию достоянием всего народа, а Дагеру и наследникам Ньепса назначить за открытие пожизненную пенсию.

В России первые фотографические изображения  получил выдающийся русский химик  и ботаник, академик Юлий Федорович Фрицше (1808 – 1871). Это были фотограммы листьев растений, выполненные по способу Тальбота. Одновременно Фрицше предложил внести существенные изменения в этот способ.

Доклад  Фрицше на заседании Петербургской Академии наук в 1839 г. представлял собой первую исследовательскую работу по фотографии в нашей стране и одну из первых исследовательских работ по фотографии в мире.