Спектральные сенсибилизаторы черно-белых фотоматериалов
Министерство
культуры Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
Санкт-Петербургский
государственный университет кино и телевидения
Курсовой
проект по предмету
«Химические
Полупродукты в технологии Кинофотоматериалов»
Тема:
«Спектральные сенсибилизаторы черно-белых фотоматериалов»
Выполнила
студентка
курса
заочного отд.
Факультета
ФиТРМ:
Алексеевич
А. А.
Шифр:
4995
Проверила:
Леликова Г. Ф.
2014г.
Содержание
Введение
Сенсибилизация:
химическая и оптическая
Черно-белые
фотоматериалы
Спектральные
сенсибилизаторы
Заключение
Список
литературы
Сенсибилизация черно-белых
фотопленок есть ничто иное как способность реагировать на различные цвета
спектра света. Изначально галогенид серебра (основной компонент фотопленки)
способен взаимодействовать с сине-голубой, фиолетовой и ультрафиолетовой частью
спектра, будучи почти нечувствительным к красно-желтой. Таковыми сейчас
являются черно-белые фотобумаги, которые можно обрабатывать
<#"700017.files/image001.gif"> <#"700017.files/image002.gif">
Защитный слой (1) предохраняет находящийся под
ним светочувствительный эмульсионный слой от механических повреждений. Он
представляет собой тонкую пленку хорошо задубленной желатины1.
Эмульсионный светочувствительный слой (2, 3)
представляет собой суспензию микрокристаллов галогенидов серебра (Ag Br, AgJ,
Ag CI), используемых в определенном сочетании и равномерно распределенных в
желатине. Толщина эмульсионного слоя различных фотоматериалов колеблется в
пределах от 4 до 30 мкм.
В состав эмульсионного слоя, как правило,
входят, кроме вышеуказанных, и некоторые другие вещества. Из них наибольшее
значение имеют оптические сенсибилизаторы. Галогениды серебра по своей природе
чувствительны только к синим, фиолетовым и голубым лучам (длина волны до 525
нм)2, для придания чувствительности к длинноволновым лучам (длиннее 525 нм) в
состав эмульсии вводят оптические сенсибилизаторы. Это красители, способные
окрашивать микрокристаллы эмульсии и обеспечивающие чувствительность к любым
лучам спектра.
Кроме того, в состав эмульсионного слоя входит
целый ряд специальных добавок: дубильные вещества, которые делают слой более
прочным при обработке; стабилизаторы, улучшающие сохранность фотоматериала;
пластификаторы, повышающие пластичность слоя; смачиватели, обеспечивающие
хорошее смачивание и равномерность обработки слоя.
К вспомогательным слоям фотоматериалов относятся
подслой (4) и противоореольный слой (6).
Подслой состоит из желатины, к которой добавлен
дубитель. Он служит для удержания эмульсионного слоя (2, 3) на подложке (5).
Толщина слоя очень мала.
Противослой (6) предохраняет пленку
от скручивания и предупреждает возникновение электрических разрядов; если в
него введены красящие вещества <#"700017.files/image003.gif">520
нм и не поглощают свет в более длинноволновой области спектра. При введении
красителей-сенсибилизаторов фотографический слой приобретает чувствительность к
лучам в зелено-желтой, оранжево-красной или ИК области спектра. В зависимости
от области сенсибилизации и распределения спектральной светочувствительности Sl
фотографические материалы подразделяют на ортохроматические,
изоортохроматические, изохроматические, панхро-матические, изопанхроматические
и инфрахроматические, как уже было сказано выше (см. рис.).
Спектральная светочувствительность
фотографических материалов (в относит. единицах): а - несенсибилизированных,
б-ортохроматических, в-изоортохроматических, г-изохроматических, д-
панхроматических, е - изопанхроматических, ж - инфрахроматических.
Наибольшее практическое применение для
сенсибилизации фотоматериалов находят интенсивно поглощающие свет метиновые
красители, главным образом цианиновые общей формулы
и Y-O, S, Se, NR,
C(R)2
и др., R и R'-углеводородные радикалы, R: и R "'-различные заместители, n
=0-7, Z-кислотный остаток. Основные сенсибилизаторы-производные бензотиазола и
нафтотиазола (тиацианины), бензооксазола (оксацианины), бензоселеназола
(селенацианины), бензоимидазола (имидацианины) и хинолина (хиноцианины).
Простейший представитель эффективных цианиновых красителей - тиакарбоцианин (в
формуле X = Y = S, R = R' = С 2 Н 5, n= 1). При адсорбции цианинов на AgHal
наблюдается батохромное смещение полосы поглощения на 10-80 нм относительно
поглощения в спиртовых растворах.
Некоторые красители адсорбируются на AgHal в
виде полимолекулярных структур - агрегатов. Характер агрегации зависит от
состава и формы микрокристаллов AgHal, концентрации ионов Ag, величины рН,
наличия ПАВ. Агрегаты различаются количеством молекул красителей и их взаимным
расположением (углом упаковки), что проявляется в смещении полос поглощения и
сенсибилизации по отношению к основной (молекулярной) полосе поглощения красителя.
Удлинение цепи (n) на одну виниленовую группу,
как правило, приводит к смещению максимума поглощения на ~100 нм в сторону
более длинных волн, как, например, в случае тиацианиновых красителей (см.
табл.).
В основе спектральной сенсибилизации лежит
окислительно-восстановительная реакция между фотовозбужденным красителем (Кр*)
и AgHal. Для негативного фотоматериала она сводится к поглощению кванта света
(hv) красителем (Кр), адсорбированным на AgHal, и переносу электронов от Кр* на
AgHal с последующим образованием центров скрытого фотографического изображения.
Схематически процесс можно представить в виде:
Кр + hv: Кр
Спектральная сенсибилизация прямого
позитивного фотоматериала (в его классическом варианте) заключается в
фотоокислении возбужденным красителем серебряных центров вуали, предварительно
созданных засвечиванием или химическим восстановлением AgHal. Электроны от Кр*
при этом необратимо захватываются электроноакцепторными соединениями А,
содержащимися в эмульсии
<#"700017.files/image009.gif">
За последнее время были
синтезированы и получили применение в качестве оптических сенсибилизаторов
красители, содержащие несколько одинаковых или различных по характеру
хромофорных систем.
Так, слой, чувствительный к синим
лучам (не содержащий оптического сенсибилизатора), будет проявляться с
образованием желтого изображения, слой, чувствительный к зеленым лучам, при
проявлении даст пурпурное изображение, а слой, чувствительный к красным лучам,
- сине-зеленое изображение.
Помимо цианинов и родственных им
красителей с гетероциклическими ядрами, оптическими сенсибилизаторами являются
красители принципиально других типов, например мероцианины, трифенилметановые
красители, азокрасители, оксазины и феназины. Поэтому можно предполагать, что сенсибилизирующая
способность является общим свойством красителей. Однако многие красители,
вызывающие измеримую оптическую сенсибилизацию, практически бесполезны
вследствие общего падения светочувствительности при введении красителя.
Существует много доказательств того, что Десенсибилизация связана с
определенным электроноакцепторным механизмом в молекуле красителя. Одной из
причин высокой сенсибилизирующей способности цианинов, невидимому, является их
большая сопротивляемость восстановлению: можно, например, сравнить трудность
образования лейко-форм цианиновых красителей с легкостью их образования для
трифенилметановых красителей, феназинов и аналогичных красителей.
Полиметиновые красители с
кислородсодержащими заместителями на концах цепи применяются как оптические
сенсибилизаторы фотоэмульсий.
фотопленка оптический химический сенсибилизация
Вывод
Чёрно-белая фотография охватывает способы
получения изображений, на которых яркостные и цветовые различия деталей объекта
съёмки воспроизводятся чёрным и белым цветом и промежуточными между ними
оттенками серого цвета. Чёрно-белое изображение характеризуется
чувствительностью фотоматериала к различным лучам спектра, в результате
действия которых в светочувствительном слое возникает скрытое изображение.
Чёрно- белые негативные фотоматериалы обладают иной чувствительностью к цветам,
чем зрение человека. Существует естественная чувствительность галогенидов
серебра к сине-голубой зоне спектра. При съёмке на чёрно-белую плёнку эти цвета
отличаются друг от друга тональностью. Материалы с такой спектральной
чувствительностью называются несенсибилизированными и они непригодны для съёмки
многоцветных объектов, так как дают значительные искажения в их тонопередаче.
Если на несенсибилизированную негативную плёнку снимают, например, объекты
фиолетового и жёлтого цвета, то под воздействием фиолетовых лучей изображение
становится чёрным, а под воздействием жёлтых - не проявляется и остаётся
прозрачным. При печати позитива (на фотобумагу) фиолетовый цвет будет
воспроизведён белым, а жёлтый - чёрным, то есть произойдёт искажение яркостей
объекта при передаче тонов в чёрно-белой фотографии. Расширение зоны спектр,
чувствительности и получение необходимой тональности чёрно-белых снимков
возможно при сенсибилизации фотоматериалов, то есть введении в их состав
специальных веществ - сенсибилизаторов. Благодаря сенсибилизации появляется
возможность с помощью полутонов различной плотности дифференцировать и выделять
в снимках различные тона изображаемых объектов. Так, изопанхроматические фотоматериалы
светочувствительны ко всему видимому спектру - от фиолетовых до красных лучей
включительно.
Цветовые оттенки объекта в черно-белой
фотографии передаются на изображении соответствующими плотностями почернений.
Значение последних зависит от фотохимического
эффекта, создаваемого излучениями различных спектральных зон, и часто не
соответствуют зрительно воспринимаемым значениям яркостей.
Излучения различных спектральных зон по-разному
взаимодействуют с существующими приемниками света. Так, глаз человека
воспринимает электромагнитные излучения в более широком интервале длин волн от
380 до 760 нм. Максимум его спектральной чувствительности приходится на
желто-зеленую область ( 554 нм).
Наиболее яркими для него являются желто-зеленые
цветовые оттенки. При одинаковых значениях энергии излучения фиолетовой, синей
и красной спектральных зон оказываются менее яркими, а голубой и оранжевый -
имеют некоторое среднее ее значение.
Спектральная чувствительность у разных
фотоматериалов существенно отличается от спектральной чувствительности зрения.
У несенсибилизированных она распространена только на коротковолновую часть
спектра. При съемке такие фотоматериалы не передают желто-зеленые и
оранжево-красные цветовые оттенки. Поэтому на фотоснимке соответствующие им участки
выглядят глубоко черными, а фиолетовые, синие и голубые участки - светлыми
(яркими). По мере расширения зоны спектральной чувствительности фотоматериал
дополнительно воспринимает зеленые, желтые, оранжевые и красные цветовые
оттенки.
Более приспособлены для съемки цветных объектов
панхроматические и изопанхроматические фотоматериалы, чувствительные к
излучениям видимой части спектра в области 400-680 нм. Однако и они имеют
повышенную чувствительность к коротковолновому (ультрафиолетовому, фиолетовому
и сине-голубому) излучению, и различные по цвету объекты передаются на снимках
плотностями, не соответствующими зрительно воспринимаемым значениям яркостей.
Чем больше энергия излучения, тем плотнее участки изображения при съемке. На
снимках, наоборот, коротковолновому излучению соответствуют участки с меньшей
плотностью (большей яркостью). Применение сенсибилизаторов хоть и расширяет
область чувствительности фотоматериалов, однако эффективная чувствительность к
длинноволновой области спектра значительно меньше природной и неодинакова в
различных спектральных зонах.
Искажения в передаче цветовых оттенков при
съемке на черно-белые фотоматериалы происходят и из-за различий спектрального
состава источников искусственного и естественного света. Так, для ламп накаливания
характерно преобладание оранжево-красных лучей; солнце, дуговые лампы,
импульсные источники света излучают больше коротковолновых (ультрафиолетовых и
сине-голубых). Изменяется интенсивность и спектральный состав солнечного света
в различное время дня. Поэтому одни и те же цветовые оттенки объекта в
зависимости от выбранного источника света и времени съемки будут восприниматься
фотоматериалом по-разному.
Список использованной литературы
1. Крауш,
Л. Я. Сенсибилизация // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А.
Иофис. - М.: Советская энциклопедия
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F>,
1981
. Яштолд-Говорко
В. А. Фотосъёмка и обработка. Съемка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е,
сокр. - М.: «Искусство», 1977
. Джеймс
Т. X., Теория фотографического
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/647.html> процесса, пер. с англ., 4
изд.. Л., 1980
. Шапиро
Б. И., "Успехи научной фотографии", 1986