Девять цветов радуги - [67]
При соединении с серебром атом брома отбирает с внешней орбиты атома серебра один электрон. Получающиеся при реакции ионы брома имеют отрицательный заряд, а ионы серебра — положительный. Разноименно заряженные ионы притягиваются друг к другу и благодаря этой силе притяжения удерживаются в кристаллической решетке. Во внутренних ее частях каждый ион серебра связан с шестью ионами брома, а каждый ион брома — с шестью ионами серебра.
Так схематически выглядит кристаллическая решетка бромистого серебра.
Что же происходит, когда на фотоэмульсию падают лучи света?
На этот вопрос можно ответить, если вспомнить то, что уже известно нам о природе света и об одном из видов взаимодействия света с веществом. Многие читатели уже, наверное, догадались, о чем пойдет речь. Конечно, о фотонах. Только с их помощью можно объяснить, почему свет оставляет свои следы на фотоэмульсии, или, иными словами, дать теорию фотографического процесса.
Фотоны, проникая в кристаллическую решетку, как и в случае фотоэффекта, отдают свою энергию электронам. В первую очередь ее получают электроны, «отнятые» у атомов серебра. Вернее сказать, требуется меньше всего энергии, чтобы освободить эти электроны, отобрать их у ионов брома. Отдав электрон, ион брома превращается в электрически нейтральный атом брома. А электрон тем временем начинает перемещаться в пространстве кристаллической решетки, испытывая притяжение со стороны положительных ионов серебра и отталкивание со стороны отрицательных ионов брома. В конце концов он будет притянут одним из ионов серебра и займет место на пустовавшей орбите. Положительно заряженный ион серебра при этом восстановится в электрически нейтральный атом. Сила притяжения, связывавшая разноименно заряженный ион серебра и ион брома, исчезнет. Нарушится и одна из множества связей в каркасе кристалла, и тем уменьшится его прочность.
Если свет будет интенсивным, а время его действия на фотоэмульсию длительным, в каждый из кристаллов попадет достаточно много фотонов, и под их воздействием химические связи будут полностью нарушены. Бромистое серебро при этом разложится на составляющие: бром и непрозрачное металлическое серебро. Эмульсия почернеет и тоже станет непрозрачной.
Если же на поверхность пластинки проектируется изображение, то различные ее участки освещены по-разному. Количество фотонов, попавших на тот или иной участок, тоже будет различным. И, следовательно, степень потемнения окажется неодинаковой: более освещенные участки потемнеют сильнее, чем слабо освещенные. Таким путем можно получать фотографии, даже не проявляя их. Но для этого необходимы очень большие выдержки. Подобным образом еще совсем недавно делали отпечатки на так называемой дневной фотобумаге. Листок такой бумаги закладывали под негатив и выставляли на яркое солнце. Отпечатки имели очень приятный коричневый цвет. После печати их можно было закреплять прямо на свету. На снимке вы можете видеть, как делались фотографические отпечатки в мастерской Фокса Тальбота.
В мастерской Тальбота, 1845 год. Мастерская могла работать только в ясные, солнечные дни.
Если делать отпечатки подобным образом еще допустимо, то фотографировать невозможно. И уже с давних пор фотографический процесс ведется иначе.
Фотолюбители знают, что проэкспонированная фотопластинка или фотобумага по внешнему виду совершенно не отличается от неиспользованной. Ее поверхность такая же ровная и чистая, как и до экспозиции. Мы не видим на ней даже малейших следов изображения. Но разница между неиспользованной и отснятой пластинками станет заметной вскоре после того, как их положат в ванночку с проявителем. На чистой светлой поверхности отснятой пластинки начнут проступать темные пятна. Сперва еле заметные, они постепенно будут темнеть все больше и больше, становиться все более контрастными, и уже через несколько минут на фотоэмульсии появится невидимое прежде изображение. Неиспользованная же пластинка еще долгое время будет оставаться все такой же светлой, но со временем и она равномерно потемнеет.
Невидимое изображение, хранившееся в фотоэмульсии отснятой пластинки, называется скрытым. Для получения такого изображения можно делать значительно меньшие выдержки. Так, известно, что в чувствительных эмульсиях для получения одного проявимого фотографического зерна, которое состоит из большого количества расположенных близко друг к другу кристалликов, требуется примерно 1000 фотонов. При получении скрытого изображения уже не нужно, чтобы свет восстанавливал большое число ионов серебра в атомы. Достаточно лишь того, чтобы в каждом из засвеченных кристалликов появилось несколько «брешей», пробитых фотонами. Остальное доделают некоторые химические вещества, которые вступают в реакцию с кристаллами бромистого серебра. Именно такие вещества содержатся в проявителе.
Когда мы погружаем в ванночку с проявителем пластинку, эмульсия которой уже подверглась фотонной бомбардировке, проявляющее вещество проникает через тонкие желатиновые перегородки и вступает в сложную химическую реакцию с кристаллами бромистого серебра. В ходе этой реакции оно, как и под воздействием света, разлагается на составляющие: бром и серебро. Но скорость этой реакции неодинакова в различных участках эмульсии. Она протекает тем быстрее, чем больше нарушено связей в кристалле, чем меньшей стала его химическая прочность. В тех кристаллах, где таких нарушений было мало, реакция восстановления металлического серебра протекает гораздо медленнее. Однако, если бы мы оставили пластинку в проявителе на очень долгое время, эмульсия потемнела бы вся сплошь и изображение исчезло бы.
