ГЛАВА 1

Изображение, объекта съемки на фотослое

ЭКСПОН МЕТ ИЧЕСК Е ОБРАЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

I. Форма характеристической кривой. Светочувствительный слой фотографического материала (фотослой) состоит из разного размера микрокристаллов галогенного серебра, распределенных в желатине Галогенное серебро является полупроводниковым веществом с кристаллической структурой (решеткой), в которой при съемке кванты света, поглощаясь, образуют свободные

.Шит ВыбитыйсМодшй света

галогенного серебра

@1 0раю(аСшайся -ролюммш-

Сра

№

Ион ceesSno В междуузлиях решетки

а

Рис. 1. Схема образования скрытого фотографического изображения в кристалле галогенного серебра

Рис. 2. Оптическая характеристика фотослоя:

а - по квантовой чувствительности микрокристаллов (q - количество поглощенных квантов; р (?) - - вероятность поглощения квантов q); б - кванто-Еое выражение характеристической кривой (зависимость количества проявленных микрокристаллов n/N от числа поглощенных квантов q); 1 - истинной без оптической плотности вуали; 2 - практической ХК с дополнительной плотностью вуали

электроны. Один квант света порождает один электрон е~ (рис. 1). Под действием света отрицательно заряженные электроны, соединяясь с положительными ионами серебра Ag+, всегда имеющимися в междоузлиях решетки, образуют атомы металлического серебра. Соединение происходит на дефектах решетки, называемых центрами светочувствительности и способными после экспонирования содержать скрытое изображение (центры скрытого изображения). При погружении в проявитель эти центры, взаимодействуя с проявляющим- веществом, катализируют процесс восстановления всего микрокристалла до металлического серебра, из которого образуется фотографическое изображение.

Проявляемость фотослоя возникает с поглощением примерно четырех квантов света (критический размер центра скрытого изображения - пороговое число), а иногда и при большем их числе (рис. 2, а). Свыше порогового числа поглощение происходит без эффекта дополнительного воздействия, поскольку микрокристалл становится проявляемым уже при четырех квантах света. Если фотослой, содержащий N микрокристаллов, воспринял q квантов света, то каждый микрокристалл поглотил q/N квантов. Зависимость числа-проявленных микрокристаллов п от числа поглощенных квантов q графически изображается иа рис. 2, б (кривая 1) и называется квантовым выражением характеристической кривой (ХК).

Центры скрытого изображения образуются на поверхности и внутри кристалла галогенного серебра. Проявление начинается с центров, находящихся на поверхности, и при размерах выше критических. Б.сли до действия света центры светочувствительности будут иметь размер больше критического, то они при проявлении образуют фотографическую вуаль и называются центрами вуалирования. При этом изменяется первоначальная форма ХК, которая становится более пологой с меньшим контрастом (рнс. 2, б, кривая 2). Вуаль понижает степень контрастности фотослоя. Из двух ХК с одинаковыми коэффициентами контрастности истинный коэффициент контрастности больше для той ХК, у которой больше плотность вуали.

На практике действие света иа фотослой выражают не числом восстановленных микрокристаллов (их миллиарды), а оптической плотностью D, количество света не числом квантов, а экспозицией Н. В обоих случаях S-образная форма ХК всегда сохраняется. Для нее характерны нижняя и верхняя области непропорциональной передачи, заложенные самой природой квантового процесса светочувствительности. Для разных фотоматериалов кривизна этих областей различна и зависит от типа фотоматериала, размеров микрокристаллов, проявителя и времени проявления (рис. 3). С увеличением размеров микрокристаллов увеличивается масса галогенного серебра фотослоя, его светочувствительность и толщина желатинового слоя:

Рис. 3. -Типовые характеристические кривые фотоматериалов: К- контрастных; Н- нормальных; М - мягких

Светочувст- Средний раз- Масса вительность, мер микро- серебра, ед. ГОСТ кристаллов, г/м3

Толщина Число микро-желатино- кристаллов

вого слоя,

Эта относительная зависимость характерна только для отечественных фотослоев, состоящих из микрокристаллов объемной формы. Для некоторых зарубежных материалов (Кодак) Э1а зависимость другая, поскольку их микрокрпсталлы имеют пластинчатую форму с относительно большей поверхностью восприятия света, позволяющей при относительно малой массе, галогенного серебра получать относительно большую светочувствительность.

2. Сенситометрическое испытание фотослоя проводят для первичного определения его характеристической кривой посредством получения сенситограммы - ряда почернений или цветных потемнений. Для этого фотослой экспонируют рядом нормированных количеств освещения (экспозиций) при помощи модулятора освещенности, которым при определенном времени осве>

щения ступенчато изменяют освещенности Сенситограмму получают: при определенной цветовой температуре источника света, нормированном по времени и температуре проявлении и последующей стабильной обработке. В качестве модуляторапри-меняют ступенчатый серый оптический клии в сенситометре или передвигающийся по оптической скамье источник белого света. Сенситометр применяют в промышленности, оптическую скамью можно применить в индивидуальных условиях.

Оптический клин представляет собой спектрально нейтральное тело, оптические плотности которого ступенчато изменяются по определенному закону. -Количество ступеней (полей) определяется константой клина Ккп и максимальней плотностью последнего поля, необходимой для испытания фотоматериалов

Плотности полей сенситометрического оптического клина, S

аП=0,3 aD=Q3 аП=0,3 аВ-0,3 tD~t$ аДЦЗ дД0,3 аД=ЦЗ йЛЦЗ aP~Q3

Номера полей

Рис. 4. Схема сенситометрического модулятора экспозиций (оптического клина) для испытания светочувствительных материалов

с различной степенью контрастности. При переходе от какого-либо одного поля клина к другому изменение логарифма экспозиции равно разности оптических плотностей этих полей. Смещение плотности на одно поле равно константе клина. У ступенчатых клиньев константа бывает в пределах lg 0,l...lg 0,3. Ступень ДО = 0,3 означает изменение плотности в два раза, ступень

AD = 0,015 - в ]А<Г= 1,41, ступень AD = 0,1 - в 2 = = 1,26 раза.

Отечественный сенситометр ЦС-2М- для испытания черно-белых и цветных материалов имеет ступенчатый клин с 30 полями при константе К1<л - 0,15. Клин позволяет получать интервал экспозиций 1:22 000 (Д lg Я = 4,5); размер поля клина 8 X 25 мм. В сенситометре ФСР-41 для черно-белых материалов оптический клин с константой Ккл = 0,15 имеет 21 поле для получения интервала экспозиций 1 : 1000 (Д lg Я = 3); размер поля 5X8 мм. Поля клиньев обоих сенситометров, кратные 5, помечены вырезами.

На рис. 4 показана схема 21-польного клина с обозначением полей и их плотности. Плотность первого поля Dt =0,2; последнего - D.21 = 3,2. Плотность любого поля вычисляется по формуле £> = (л - I) Ккл + Омин. Каждое поле, кроме первого, отличается от предыдущего на 0,15£>. Пара полей имеет интервал плотности Д£> = 0,3.