Фотографические эффекты
ДЛИННАЯ ДОРОГА К ПЛЁНКЕ
Серебро добывается в виде самородной руды и в виде соединений, например, в виде сульфида серебра - Ag2S. В фотоиндустрии обычно используется нитрат серебра - AgNO3, подвергающийся тщательной очистке из за повышенной чувствительности фотопроцессов к посторонним примесям и загрязнению. Его получают, растворяя предварительно выделенное металлическое серебро в азотной кислоте.
Фотоэмульсии состоят не из нитрата серебра, а из его галогенидов -- хлорида, бромида и иодида. Галогениды серебра получают при помощи реакции обмена взаимодействия поваренной соли, бромида или иодида калия с нитратом серебра.
Все галогениды серебра светочувствительны, причём наиболее светочувствительным является иодид, а наименее -- хлорид. Бромид серебра занимает промежуточное положение. Однако "видеть" они могут только соответствующую голубому и ультрафиолетовому цвету части спектра; для всех остальных цветов галогениды абсолютно "слепы". Для того чтобы галогениды серебра стали чувствительными ко всем частям спектра, необходима процедура спектральной сенсибилизации.
Внутри кристаллов, получивших достаточно света, в результате фотолиза образуется металлическое серебро, являющееся основой латентного (скрытого) изображения. Эти участки называют центрами скрытого изображения. При проявлении оно переводится в видимое изображение за счёт огромного увеличения частиц металлического серебра (по некоторым данным проявитель проявляет в 50 миллиардов раз больше атомов серебра, чем это делает свет). Почернение, видимое на фотобумаге или негативе, и есть металлическое серебро. Неэкспонированные кристаллы галогенида серебра (и, соответственно, не учавствовавшие в образовании изображения) переходят большей частью в фиксаж. При этом плохо растворимый галогенид серебра преобразуется в легко растворимый тиосульфат-комплекс, что значительно облегчает последующее вымывание остатков неэкспонированных кристаллов галогенида серебра из зафиксированного материала.
УТИЛИЗАЦИЯ СЕРЕБРА
В цветной фотографии утилизируется практически 100 % использованного серебра. В чёрно-белой - только не задействованное в образовании изображения серебро может быть утилизированно. Но, так как, преобладающая часть всего серебра, используемого в чёрно-белой фотографии, применяется для производства рентгенологических материалов, которые по прошествии какого-то времени всё равно подвергаются переработке, можно говорить, что серебро по большей части циркулирует в замкнутом технологическом круге:
Почему вообще нужно утилизировать использованные фотоматериалы и химикаты, содержащие серебро? Во-первых, запасы этого металла не безграничны; во-вторых, высокие концентрации ионов серебра опасны для здоровья, а обычные очистные сооружения не в состоянии обезвредить воду, в которой эти ионы окажутся, если сливать отработанные реактивы в канализацию. Существует несколько способов извлечения серебра из отработанных растворов:
- Химическое осаждение. Дорогой и сложный, но очень основательный метод.
- Электролиз. Позволяет получить довольно чистое серебро, однако при концентрациях меньше 100 мг/л процесс становится слишком медленным.
- Осаждение на железных опилках. Старый, сравнительно малоэффективный способ; к тому же в раствор переходит большое кол-во ионов железа.
- Сепарация с ионообменниками. Подходит для растворов с малыми концентрациями серебра (промывочная вода).
Извлечённое одним из вышеприведённых способов серебро направляется (продаётся) на обогатительные предприятия, где очищается и используется повторно (см. схему). Так замыкается круг и начинается новый жизненный цикл серебра.
Как и любые другие вещества, галогениды серебра могут участвовать в самых различных реакциях, обнаруживая при этом большое разнообразие свойств. Нас здесь будут интересовать лишь те немногочисленные реакции и свойства галогенидов серебра, без которых было бы невозможно проведение фотографического процесса на традиционных галогенидосеребряных фотоматериалах. Эти реакции и свойства относятся к трем важнейшим этапам процесса: частичным превращениям в галогенидах серебра под действием света, проявлению экспонированных фотоматериалов, фиксированию проявленных фотоматериалов. В такой последовательности и будем их рассматривать. Кристаллы галогенидов серебра химически весьма устойчивы. Правда, при контакте со многими веществами возможно протекание различных реакций, но чаще всего реакции полностью ограничены поверхностью галогенида серебра и, более того, отдельными точками или малыми участками на этой поверхности, а кристалл в целом сохраняет свою химическую индивидуальность. Разложение кристаллов также протекает трудно и требует значительной затраты энергии извне. Одним из источников требуемой энергии может стать свет, поглощаемый в галогениде серебра. При этом происходит реакция
2AgHal —> 2Ag+Hal2 :
причем судьба двух ее продуктов неодинакова: серебро остается в кристалле, а галоген в виде двухатомных молекул выходит в окружающее пространство. На начальных стадиях разложения серебро собирается в малые частицы в отдельных точках кристалла и лишь при достаточно сильном экспонировании или другом воздействии (скажем, тепловом) можно обнаружить более или менее сплошной переход галогенида серебра в металл. Более подробно об особенностях протекания реакции на свету будет специально рассказано в следующих разделах. Отметим лишь, что световая энергия, необходимая для полного или хотя бы заметного разложения галогенида, столь велика, что если бы получение серебряного изображения пришлось осуществлять непосредственно, без В помощи других химических реакций, фотография никогда не смогла бы приобрести практического значения. Только благодаря тому, что почти все превращение серебряной соли в серебро идет без участия света, посредством реакции проявления, расход световой энергии удалось снизить до разумных пределов, а превращение, начатое на свету, доводить до конца в темноте.
Сущность проявления состоит в восстановлении ионов Ag+ из решетки микрокристаллов AgHal до Ag с помощью специально выбранных реагентов — проявляющих веществ, играющих роль восстановителей. Они передают электроны ионам Ag+, играющие в данном случае роль окислителя проявляющего вещества. Передача происходит преимущественно на тех микрокристаллах, которые подверглись экспонированию и поэтому содержат малые частицы серебра. Происходящую химическую реакцию восстановления можно схематически записать в виде
AgHal + Red —> Аgметалл + Ox + Hal
где Red — проявляющее вещество в активной восстановленной форме. Ox — он же в окисленной форме; индекс (Ag) над стрелкой означает, что реакция идет при некой форме участия уже имеющегося серебра, возникшего на стадии экспонирования.
Фотографические эффекты
Общее название явлений, нарушающих однозначную связьмежду экспозицией (См. Экспозиция) Н, которую испытал фотографический материал, и оптическойплотностью (См. Оптическая плотность) D почернения фотографического (См. Почернениефотографическое), полученного после проявления этого материала. Известно несколько десятков Ф. э.Теоретически и практически наиболее важны следующие Ф. э.
1) Соляризация (см. также ст. Сенситометрия и рис. 1 там же), наблюдаемая при больших значенияхН, и т. н. 2-е обращение, т. е. переход к возрастанию D с ростом Н при значениях Н ещё более высоких, чемнужно для соляризации. Оба Ф. э. на практике встречаются лишь при очень больших передержках, но иногдасознательно используются для получения некоторых художественных эффектов.
2) Невзаимозаместимость (см. Невзаимозаместимости явление). Этот Ф. э. оказывает сильноевлияние на результаты съёмки очень слабо светящихся (например, звёзд) или очень сильно светящихся(например, взрывов) объектов.
3) Эффект прерывистого освещения, т. е. зависимость всех параметров характеристической кривой(См. Характеристическая кривая), в том числе и значения D при данной величине Н, от того, сообщается лиэкспозиция путём непрерывного освещения или разбивается на n частных экспозиций H1, H1,..., Нп (n > 2),разделённых темновыми паузами (при соблюдении условия H1 + H2 +... + Нп = Н = const); эффектпроявляется как зависимость D не только от разбивки единой экспозиции на ряд частных, но и от способатакой разбивки (числа дробных экспозиций, их длительностей, частоты следования друг за другом). Этот Ф. э.сказывается на практике при съёмке периодических процессов (например, искрового разряда (См. Искровойразряд)), при ослаблении светового потока вращающимся диском с прорезями и т.д.
4) Эффект двойных экспозиций – получение при двойном экспонировании светом (при разныхуровнях освещённости (См. Освещённость)) или излучениями разной природы такого значения D, котороебольше суммы D1 + D2 почернений от каждого экспонирования по отдельности. Если 1-е экспонированиесамо по себе не создаёт почернения (D1 = 0) и его действие лишь повышает чувствительность кпоследующему экспонированию, этот Ф. э. называется гиперсенсибилизацией (См. Гиперсенсибилизация) спомощью предварительного экспонирования, а если почернения не создаёт само по себе 2-еэкспонирование (D2 = 0), лишь усиливая действие 1-го экспонирования, такой Ф. э. называетсялатенсификацией с помощью последующего экспонирования. Эти Ф. э. используют при съёмкеслабосветящихся объектов.
5) Температурные эффекты – зависимость D при данном значении Н от температуры во времяэкспонирования, а также различный характер этой зависимости при разных уровнях освещённости Е –монотонное возрастание D с убыванием температуры при низких Е и с ростом температуры при высоких Е исложное немонотонное изменение D с температурой в области умеренных Е, типичных в большинствеслучаев практической съёмки. Эти Ф. э. могут существенно влиять на результаты съёмки, хотя не всегдапринимаются во внимание.
6) Эффект Гершеля – частичное или полное разрушение скрытого фотографического изображения(См. Скрытое фотографическое изображение) последующим экспонированием красным или ещё болеедлинноволновым излучением; является важным способом исследования скрытого изображения и механизмаего образования.
7) Регрессия скрытого изображения – постепенное его разрушение, обычно непреднамеренное(тепловое, химическое или то и другое одновременно под действием окружающей среды) за время междуэкспонированием и проявлением; в результате регрессии проявление приводит к пониженным значениям D,не соответствующим фактической величине Н. Этот Ф. э. влияет на результаты съёмки, если проявлениеоткладывается надолго, например в экспедициях (особенно в жарком и влажном климате).
8) Эффект Сабатье – полное или частичное обращение изображения (уменьшение D с увеличением Нпри всех или только при малых значениях Н) путём равномерного экспонирования проявленного неотфиксированного фотоматериала и последующего дополнительного проявления. Этот Ф. э. (такжеиспользуемый в целях художественной выразительности) представляет собой эффективное средствовыделения на снимке т. н. эквиденсит – зон равного значения D