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胶片结构和感光化学原理

 h阴晴雨 2014-12-20

    照相胶片主要分为:负性感光胶片、正性感光胶片和反转感光胶片三类。
不论哪种类型的感光胶片,都有胶片透明片基、感光乳剂层和防止反射层和乳剂保护层构成。
    卤化银是主要的感光材料,感光乳剂中卤化银颗粒大小和颗粒度是最重要的参数之一。因为被摄景物的影像是由卤化银还原成颗粒状银所构成。在感光过程中,卤化银颗粒是单个地起作用的,每个颗粒形成潜影的一个显影单位。在正常曝光范围内,可显影的颗粒数目随着曝光量的增加而增加。
    感光层中卤化银颗粒大小不均,最大的在20-50μm,最小的直径仅有50nm,大部分颗粒在0.1-4μm之间。卤化银颗粒大易感光,卤化银颗粒小不易感光。卤化银颗粒小的胶片感光度小,反之则大;卤化银颗粒越小分辨率和质感越好。
    卤化银的晶体结构为正六方体。每个溴化银晶体结构中的每个带正电荷的银离子周围有六个带负电荷的溴离子,同样,每个带负电荷的溴离子周围有六个带正电荷的银离子。它们有规律地对称排列,互相之间有固定的距离和角度,这种具有规则点阵结构排列的理想晶体内部电荷是平衡的,所有的离子都被带有相反电荷的离子包围着。这样的结构是稳定的,没有光敏性,也就是不会被感光。只有具有缺陷的点阵结构排列才能造成晶体结构的薄弱环节,而这些成为感光中心的薄弱环节才使卤化银晶体具有感光性。
在照相胶片的制备过程中,故意加入杂质并使非常小而均匀的杂质颗粒与卤化银感光乳剂非常均匀地涂布在胶片上,越均匀胶片质量越好,越均匀感光中心分布就越均匀。照片的分辨率和质感越好。
    彩色胶片是按照三原色光线波长依次分布着感蓝光、绿色和红色光线。

    胶片感光层曝光时,能量为hν的光量子作用于卤化银晶体上,卤离子首先吸收光量子,释放出一个自由电子后变成卤原子,卤原子组成卤分子后离开晶体晶格结构被明胶吸收,自由电子则迅速移向感光中心并固定下来。这样感光中心便成了吸附很多电子的负电场带电体。晶体内的晶格间银离子在电场作用下被引向电场,银离子反过来俘获聚集在感光中心的电子,结果被还原成银原子。还原后的金属银原子也被固定在该感光中心上,从而使感光中心进一步扩大,扩大了的感光中心又不断地俘获光解出来的电子,周而复始,感光中心不断长大,达到一定程度就曝光合适,这时的感光中心形成的显影中心构成影像的潜影核,潜影则是由无数显影中心构成并经过后期化学显影和定影过程形成我们需要的影像。
    彩色胶片有三层感光乳剂层,在这些乳剂层里还分别含有不同的能够生成染料的有机化合物,叫做彩色偶合剂(成色剂)。它们本身是无色的,但在彩色显影时能与彩色显影剂的氧化物耦合成为有色的染料。对于负性胶片,上层盲色乳剂里所含的偶合剂在彩色显影时形成黄色,中层形成品红色,下层形成青色。这就是我们得到的经过冲洗的彩色胶片。通过扩印或放大再把影像投射到照相纸上或者是反转片的反转冲洗,胶片上层的黄色转变为它的补色蓝色,中间一层转为绿色,下层则转为红色。此时我们就得到了与自然状态一样的彩色照片或者透明的反转片。

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