感光材料课件

第三章黑白感光材料,第一节黑白感光材料的结构第二节感光材料的性能第三节感光材料的分类,第一节黑白感光材料的结构,一、黑白感光材料的结构（一）感光片的结构（二）照相纸的结构二、感光材料的一般感光原理（一）潜影形成（二）显影（三）定影,摄影中的感光材料，指在光能量的作用下发生光化学变化，能够记录景物光学影像信息的材料。按乳剂层的构造分为黑白感光材料和彩色感光材料。,第一节黑白感光材料的结构,摄影中的感光材料，指在光能量的作用下发生光化学变化，能够记录景物光学影像信息的材料。按乳剂层的构造分为黑白感光材料和彩色感光材料。,第一节黑白感光材料的结构,感光材料是将具有感光能力的感光乳剂均匀涂布在支持体上做成的。为了提高其综合使用性能，还在支持体上附加了其它一些涂层。因此，感光材料结构的特点是分层式结构。,第一节黑白感光材料的结构,一、黑白感光材料的结构（一）黑白感光片的结构,1、乳剂层（1）卤化银：感光后被还原成黑色的单质银。,负片多使用含少量AgI的AgBr，叫碘溴化银。,电子显微镜照片（彩色等密度）,四面体状溴化银晶体,八面体状溴化银晶体沉淀在氯化银上,碘化银晶体,1、乳剂层（1）卤化银：感光后被还原成黑色的单质银。,（2）明胶：使卤化银颗粒均匀分布，相互隔离,负片多使用含少量AgI的AgBr，叫碘溴化银。,（3）增感剂卤化银只感受紫外线和蓝、紫光，且感光速度较低，一般在乳剂中还要添加一些增感剂。,化学增感剂：只提高感光度，不能增大感光范围。光谱增感剂：既能提高感光度，又能增大感光范围。,人眼与卤化银乳剂感色性的对比,色盲片（盲色片）：没有加光谱增感剂感受紫外线及蓝紫光，330480nm分色片：加入感绿光谱增感剂能感受黄、绿光，330600nm全色片：加入感绿、感红光谱增感剂能感受全部可见光，330700nm,红外线片：感色范围在7001250nm紫外线片：感色范围在200400nm,全色片拍摄效果,色盲片拍摄效果,2、片基,要求：（1）化学性质稳定（2）透光率高（3）机械强度、耐水性强（4）平整度好,种类：（1）硝酸纤维素片基（2）醋酸纤维素片基（3）涤纶片基,一、黑白感光材料的结构（一）黑白感光片的结构,3、保护层：一层透明的明胶薄膜，作用是（1）避免乳剂层与外界接触（2）保护乳剂层不受摩擦产生“摩擦灰雾”（3）使照片在上光过程中获得良好的光泽,4、底层：明胶和少量片基溶剂，作用是使乳剂层和片基牢固地结合，避免冲洗时药膜脱落。,（1）防光晕层吸收穿过乳剂层的光线，防止片基把光线反射回乳剂层。黑白感光负片将片基染成淡灰色或淡蓝色，而彩色片和黑白反转片在片基背面涂黑或绿色防光晕层。,涂有防光晕层的示意图,5、防光晕层、防静电层、防卷曲层,（2）感光片因摩擦产生的静电会出现树枝状或绒毛状的影像。在片基背面涂含导电物质的明胶层，以消除静电。（3）感光片两面膨胀率不同而使感光片向乳剂层这一面卷曲。防卷曲层使感光片两面应力平衡，消除卷曲。,5、防光晕层、防静电层、防卷曲层,第一节黑白感光材料的结构,一、黑白感光材料的结构（二）黑白照相纸的结构,1、钡地照相纸的结构,1、钡地照相纸的结构（1）乳剂层：正片和照相纸多使用含少量AgBr的AgCL，叫溴氯化银。黑白正片和照相纸的乳剂层中一般不加光谱增感剂。,1、钡地照相纸的结构（2）钡地层：由硫酸钡粉末和明胶混合而成。作用：增强乳剂层和纸基的粘附能力；增加照片的白度和反差；防止乳剂渗入纸基。,1、钡地照相纸的结构（3）纸基：由棉类或亚麻纤维组成。要求：抗水性好；伸缩性好，水浸后不变形；耐酸、耐碱；纸质纯度高，纸面细洁。,第一节黑白感光材料的结构,一、黑白感光材料的结构（二）黑白照相纸的结构,2、涂塑照相纸的结构,2、涂塑照相纸聚乙烯树脂层：纸基上下各一层。作用：避免药液渗入纸基，节省水洗和干燥时间；不必使用上光机也有光泽；防卷曲。,第一节黑白感光材料的结构,二、影像形成过程,感光材料中的影像形成要经历潜影形成、显影和定影三个基本过程。,（一）潜影形成感光乳剂层中的卤化银，特性是见光分解，产生微斑状的光解银，在乳剂层中形成看不见的显影中心，其分布与被摄景物的光场分布相对应。由此，被摄景物的影像信息得到了记录。通常，将这种由许多显影中心组成的不可见影像称为“潜影”。,Ag,AgBr,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,3.感光中心捕获电子后带负电,1.溴化银接收光子,Ag+,2.释放出电子,4.带负电的感光中心吸引游离Ag+,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,5.Ag+与感光中心上电子中和形成光解银Ag,显影中心,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,Ag,6.感光中心逐步增大形成稳定的显影中心,感光中心,游离银离子,7.许多显影中心组成了潜影。,卤化银颗粒,（二）显影显影是将潜影转化为人眼可见影像的过程。摄影多用化学法显影，即用化学显影剂将已曝光的卤化银还原为黑色的金属银颗粒，它们在底片上的分布组成了被摄景物的负像。卤化银+显影剂银+卤化物+显影剂氧化产物常用化学显影剂有米吐尔、菲尼酮、对苯二酚等。,D72显影液配方温水（50）750毫升米吐尔3.1克无水亚硫酸钠45克对苯二酚12克无水碳酸钠67.5克溴化钾1.9克加水至1000毫升,中性偏硬型显影液，速度快、反差适中，多用于冲洗相纸，也可冲洗负片。,D76微粒显影液配方温水（50）750毫升米吐尔2克无水亚硫酸钠100克对苯二酚5克硼砂2克加水至1000毫升,显出的影像颗粒细，反差小，适宜冲洗负片。,（三）定影定影指用定影剂除去感光乳剂层中未感光的卤化银，使显影后得到的原始银影像被固定下来的过程，可表示为：,最常用的定影剂是硫代硫酸钠，俗称海波或大苏打，化学式为Na2S2O3。,未感光卤化银+定影剂,可溶性银盐,（一）密度曝光并显影后底片的变黑程度称为光学密度，简称密度。密度高的底片，对光线的吸收和阻挡作用强，底片呈浓黑状，俗称为厚；反之，底片呈透明状，俗称为薄。摄影中密度的定量概念，通常用底片的阻光率的常用对数来定义。,第二节感光材料的性能,一、密度与灰雾度,1、阻光率,透光率T/0阻光率Q1/T0/,阻光率Q的大小，与乳剂变黑的程度一致，即Q越大阻光作用越强，底片越黑。但Q值一般都很大，使用不便，更重要的是，人眼对黑白灰度的视觉感受是按对数关系变化的，故通常以阻光率Q的常用对数定义为底片的密度，以D记之，即：DLgQLg(0/),2、密度,光学密度示意图,3、影响因素：（1）曝光量的大小（2）卤化银颗粒的特性（3）显影条件,最大密度Dmax,1、概念：感光片未经曝光的部分，经显影后产生的密度；用D0表示。,2、影响因素：（1）卤化银颗粒的特性；（2）显影时间长，温度高，D0大；（3）使用时漏光，D0大；（4）保存时间长，温度高，D0大。,（二）灰雾度,二、感光度曝光量是指曝光时感光材料所接受的光能量的多少，是决定潜影强弱的最主要的因素。H=Et式中E为感光材料所接受的光照度，单位为勒克斯（LUX）；t为曝光时间，单位为秒。,感光度指感光片对光线的敏感程度，又称感光速度，常用S表示。感光度S与曝光量H成反比，即达到规定密度D所需曝光量越小，则感光度越高；S是确定正确曝光组合的主要依据之一。国际上主要的感光度标准有中国GB制、德国DIN制、美国ASA制、国际标准ISO制。,（一）中国GB制和德国DIN制,该两标准的数值一致，即：SGBSDIN；特点是S值每大3个单位，感光度快一倍。例如：GB21比GB18感光度快一倍。,（二）美国ASA制,特点是S值每大一倍，感光度快一倍。例如：ASA400比ASA200快一倍，ASA200又比ASA100快一倍。与GB或DIN制的换算公式为：SGB10LgSASA+1,ISO制同时标出了感光度的ASA和DIN值，具体表示为：ISO100/21；ISO200/24等。卤化银成分不同，感光度不同；卤化银颗粒越大，感光度越高。,（三）国际标准ISO制,感光度每增加一倍（ASA制），即每增加3（GB制），所需的曝光量为原来的二分之一。,（2）ISO100/21f/5.61/125ISO400/27f/8,1/250,例：（1）ISO200/24f/111/30ISO100/211/125,f/4,（一）反差：被拍物或影像的明暗差别程度。摄影中有以下三种反差：亮度反差被拍景物最高亮度和最低亮度的差别。lgU=lgB2-lgB1=lgB2/B1密度反差底片的明暗差别。D=D2-D1影调反差照片最深影调和最浅影调的差别。,三、反差和反差系数,低反差,反差适中,高反差,（二）反差系数：影像表现的反差和被拍物实际反差的比值。=D/lgU,当1时，表示胶片能如实反映原景物的反差。当1时，表示胶片上的影像减小了原景物的亮暗对比。当1时，表示胶片上的影像扩大了原景物的亮暗对比。,卤化银颗粒小而均匀，反差系数大，层次少；卤化银颗粒大不均匀，反差系数小，层次丰富。,一般负片反差系数在0.50.7之间，颗粒细，宽容度大；正片反差系数大于1。,四、感色性（一）概念：感光片对各种色光的敏感程度和敏感范围。（二）分类：盲色片、分色片、全色片、红外线片、紫外线片等。,全色片用于风景人物的拍摄和彩色图片翻拍；色盲片用于黑白文字、图片翻拍和黑白幻灯片的拷贝；分色片主要用于印刷制版、黑白图表翻拍。,人眼对形成影像的银颗粒不均匀性的视感觉。在显微镜下观察底片时，会看到形成影像的银粒的颗粒性。放大照片时，也将因银粒放大而产生颗粒不均匀的视觉印象（马赛克效应），这就是感光片的颗粒性。,五、颗粒性与颗粒度（一）颗粒性,（二）颗粒度对银颗粒直径的平均尺寸和颗粒的分布状态的客观量度。卤化银颗粒越小，颗粒度越小，表现细部层次的能力越强，可以放大的倍数越高。,六、解像力（一）概念：感光片对被拍物细部的表现能力。单位：线对/mm,（二）影响因素：1、卤化银颗粒小，解像力大；2、镜头分析力大，解像力大；3、曝光正确，解像力大；4、显影正常，微粒显影液，解像力大；5、景物反差大，解像力大。,七、清晰度（一）概念：感光材料的影像画面上每个细部部分边沿的清晰程度。,（二）影响因素：1、卤化银颗粒小，清晰度高；2、曝光、显影正常，清晰度高。,八、宽容度（一）概念：感光材料在正确再现景物亮度差异的前提下，允许曝光量变化范围的数值。用L表示。,（二）卤化银颗粒小，反差系数大，宽容度小。,（三）例：感光片宽容度为1:1281、景物反差为128:1，不能有曝光误差；2、景物反差为200:1，景物层次有所损失；3、景物反差为64:1，可以有一档的曝光误差。,对着暗部测光，曝光过度，亮部层次缺失。,对中灰区域测光，曝光准确，各影调层次正常。,对亮部测光，曝光不足，暗部层次缺失。,银盐颗粒与感光材料性能的关系,感光测定指运用标准仪器及规范工艺，对感光材料质量性能的检测。通常对受检胶片以倍增曝光量逐段曝光，用统一的工艺冲洗后，再用密度仪测出底片上各段的密度值。据此绘制出DLgH曲线，此即感光材料的感光特性曲线。为使用方便，作图时采用曝光量H的对数为横坐标，因为曝光量每增加一倍，LgH增加0.3个单位。,九、感光材料的感光特性曲线,（一）感光测定及感光特性曲线,基本平行横轴，与纵轴的交点D0称灰雾密度，是不经曝光直接显影的轻微密度。,1、未曝光部分（A0A）,（二）感光特性曲线规律,密度的增加与曝光量的增加不成正比，密度变化小。表明在低照度下的曝光，不能准确表现景物的明暗差别。,2、曝光不足部分（AB）趾部,（二）感光特性曲线规律,密度的增加与曝光量的增加成正比，即在此范围内感光材料能按比例记录景物明暗变化。故该段为曝光正确部分。,3、曝光正确部分（BC）直线部,k=bc/ab=D/lgH=L=lgH2lgH1,（二）感光特性曲线规律,4、曝光过度部分（CD）肩部,密度的增加与曝光量的增加不成正比，密度变化小。表明在高照度下的曝光，不能准确表现景物的明暗差别。,（二）感光特性曲线规律,5、反转部分（DE）,到达最大密度D后，继续增大曝光量，密度反而减小。某些感光材料(如电影胶片)没有这个反转部分。,（二）感光特性曲线规律,特性曲线显示了曝光量与胶片密度的对应关系。不同感光材料的特性曲线的形状大致相似，但曲线直线部的坡度、长度和两端弯曲程度不尽相同。因而，曲线的具体形状揭示出不同的感光材料的个性特点。,第三节感光材料的分类,1、感光片以透明物质为支持体的称为感光片。又分片基软性的胶片和片基硬性的玻璃干板两类。2、照相纸以不透明的高级纸浆为支持体的称为照相纸。,一、感光材料的分类（一）按支持体分：,1、负片在曝光和显影、定影后，得到影调明暗与景物恰好相反的负像，故称其为负片。2、正片在曝光和显影、定影后，得到影调明暗与景物一致的正像，故称其为正片。如电影片、幻灯片。,（二）按用途分：,3、反转片与负片、正片不同，这类感光片经曝光和反转冲洗后，可直接得到影调明暗与景物一致的正像，因而，可以省去从底片拷贝正片的过程。,1、慢速片感光度在GB18以下2、中速片感光度在GB19GB2