Презентация на тему: Химическое действие света. Фотография
Химическое действие света. Фотография.
ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА Любое превращение молекул есть химический процесс. Химические процессы, протекающие под действием видимого света и ультрафиолетовых лучей, называются фотохимическими реакциями. Световой энергии достаточно для расщепления многих молекул. В этом проявляется химическое действие света.К фотохимическим реакциям относятся: фотосинтез углеводов в растениях, распад бромистого серебра на светочувствительном слое фотопластинки, взаимодействие хлора с водородом на свету с образованием HCl и многое другое. Выцветание тканей на солнце и образование загара (потемнение кожи человека под воздействием ультрафиолетовых лучей) – это тоже примеры химического действия света.
ФОТОГРАФИЯ. Химическое действие света лежит в основе фотографии. Слово «фотография» происходит от греческого «фото» – свет, «графо» – рисую, пишу.Фотография – рисование светом, светопись – была открыта не сразу и не одним человеком. В это изобретение вложен труд ученых многих поколений разных стран мира. Люди давно стремились найти способ получения зображений, который не требовал бы долгого и утомительного труда художника. Некоторые предпосылки для этого существовали уже в отдаленные времена.
КОЕ-ЧТО ИЗ ИСТОРИИ ФОТОГРАФИИ. Камера-обскура С незапамятных времен, например, было замечено, что луч солнца,проникая сквозь небольшое отверстие в темное помещение, оставляет наплоскости световой рисунок предметов внешнего мира. Предметы изображаются вточных пропорциях и цветах, но в уменьшенных, по сравнению с натурой,размерах и в перевернутом виде. Это свойство темной комнаты (или камеры-обскуры) было известно еще древнегреческому мыслителю Аристотелю, жившему вIV веке до нашей эры. Принцип работы камеры-обскуры описал в своих трудахвыдающийся итальянский ученый и художник эпохи Возрождения Леонардо даВинчи. Пришло время, когда камерой-обскурой стали называть ящик сдвояковыпуклой линзой в передней стенке и полупрозрачной бумагой илиматовым стеклом в задней стенке. Такой прибор надежно служил длямеханической зарисовки предметов внешнего мира. Перевернутое изображениедостаточно было с помощью зеркала поставить прямо и обвести карандашом налисте бумаги. В середине XVIII века в России, например, имела распространение камера-обскура, носившая название «махина для снимания першпектив», сделанная ввиде походной палатки. С ее помощью были документально запечатлены видыПетербурга, Петергофа, Кронштадта и других русских городов. Это была«фотография до фотографии». Труд рисовальщика был упрощен. Но люди думалинад тем, чтобы полностью механизировать процесс рисования, научиться нетолько фокусировать «световой рисунок» в камере-обскуре, но и надежнозакреплять его на плоскости химическим путем Однако, если в оптике предпосылки для изобретения светописи сложилисьмного веков назад, то в химии они стали возможными только в XVIII веке,когда химия как наука достигла достаточного развития.
Основной закон фотохимии. Занимаясь в 1725 г. составлением жидких лечебных смесей, Бестужев-Рюмин обнаружил, что под воздействием солнечного света растворы солей железа изменяют цвет. Через два года Шульце также представил доказательства чувствительности к свету солей брома.На несомненную связь фотохимического превращения в веществах с поглощением света впервые указал в 1818 г. русский ученый Х.И.Гротгус. Он установил влияние температуры на поглощение и излучение света, причем доказал, что понижение температуры увеличивает поглощение, а повышение температуры увеличивает излучение света. В своих сообщениях Гротгус четко сформулировал мысль о том, что только те лучи могут химически действовать на вещество, которые этим веществом поглощаются. Это положение со временем, уже после открытия фотографии, стало первым, основным законом фотохимии.Независимо от Гротгуса ту же особенность установили в 1842г. английский ученый Д.Гершель и в 1843 г. американский профессор химии Д.Дрейпер. Поэтому историки науки основной закон фотохимии называют ныне законом Гротгуса – Гершеля – Дрейпера.Для понимания и удовлетворительного объяснения этого закона важную роль в дальнейшем сыграла теория Планка, согласно которой излучение света происходит прерывисто определенными и неделимыми порциями энергии, называемыми квантами.
ПЕРВЫЕ В МИРЕ СНИМКИ Целенаправленную работу по химическому закреплению светового изображения в камере-обскуре ученые и изобретатели разных стран начали только в первой трети прошлого столетия. Наилучших результатов добились известные теперь всему миру французы Жозеф Нисефор Ньепс, Луи-Жак Манде Дагер и англичанин Вильям Фокс Генри Тальбот. Их и принято считать изобретателями фотографии.
Снимок Ньепса Ньепс первым в мире закрепил «солнечный рисунок». Он ориентировался наиспользование свойства асфальта, тонкий слой которого на освещенных местахзатвердевает. В одном из своих экспериментов Ньепс наносил растворасфальта в лавандовом масле на полированную оловянную пластинку, которуювыставлял на солнечный свет под полупрозрачным штриховым рисунком. В местахпластинки, находившихся под непрозрачными участками рисунка, асфальтовыйлак практически не подвергался воздействию солнечного света и послеэкспозиции растворялся в лавандовом масле. После дальнейшего травления игравирования пластинку покрывали краской. Свет задубливал лак в освещенныхместах, а лавандовое масло вымывало незадубившиеся участки лака, врезультате чего возникало рельефное изображение, которое использовалось какклише для получения копий с оригинала. Покрытые лаком пластинки такжеприменялись вместе с камерой-обскуры для формирования прочных светописныхизображений.изображений.В 1826 г. Ньепс с помощью камеры-обскуры получил на металлическойпластинке, покрытой тонким слоем асфальта, вид из окна своей мастерской.Снимок он так и назвал – гелиография (солнечный рисунок). Экспозициядлилась восемь часов. Изображение было весьма низкого качества, и местностьбыла едва различима. Но с этого снимка началась фотография.
Снимок Тальбота В 1835 г. Тальбот тоже зафиксировал солнечный луч. Это был снимок решетчатого окна его дома. Тальбот применил бумагу, пропитанную хлористым серебром. Выдержка длилась в течение часа. Тальбот получил первый в мире негатив. Приложив к нему светочувствительную бумагу, приготовленную тем же способом, он впервые сделал позитивный отпечаток. Свой способ съемки изобретатель назвал калотипией, что означало «красота». Так он показал возможность тиражирования снимков и связал будущее фотографии с миром прекрасного.
Снимок Дагера Одновременно с Ньепсом над способом закрепления изображения в камере-обскуре работал известный французский художник Дагер, автор знаменитой парижской диорамы. После смерти Ньепса в 1833 г., Дагер настолько усовершенствовалметодику Ньепса, что мог получать изображения значительно большей яркости.Он снял довольно сложный натюрморт, составленный из произведений живописи и скульптуры. Этот снимок Дагер передал потом де Кайэ, хранителю музея вЛувре. Автор экспонировал серебряную пластинку в камере-обскуре в течениетридцати минут, а затем перенес в темную комнату и держал над параминагретой ртути. Закрепил изображение с помощью раствора поваренной соли. Наснимке хорошо проработались детали рисунка как в светах, так и в тенях. Свой способ получения фотоизображения изобретатель назвал собственнымименем – дагеротипия – и передал его описание секретарю Парижской Академиинаук Доминику-Франсуа Араго. На заседании Академии 7 января 1839 г. Араго торжественно доложилученому собранию об удивительном изобретении Дагера, заявив, что «отнынелуч солнца стал послушным рисовальщиком всего окружающего». Ученыеодобрительно приняли известие, и этот день навсегда вошел в историю какдень рождения фотографии.
Снимки Фрицше В России первые фотографические изображения получил выдающийся русский химик и ботаник, академик Юлий Федорович Фрицше (1808 – 1871). Это были фотограммы листьев растений, выполненные по способу Тальбота. Одновременно Фрицше предложил внести существенные изменения в этот способ.Доклад Фрицше на заседании Петербургской Академии наук в 1839 г. представлял собой первую исследовательскую работу по фотографии в нашей стране и одну из первых исследовательских работ по фотографии в мире.
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ФОТОБУМАГИ Фотография наших дней – это и область науки о ней самой и область техники, это методы исследования и документации, «зеркало памяти» народов,это различные виды прикладной деятельности. Луи Бланкар-Эврар (Франция) изобрел и применил непроявляемуюальбуминную фотобумагу еще в 1850 г., она использовалась в качестветиповой до конца XIX века. Громоздкий фотоувеличитель, названный солнечнойкамерой, был изобретен в 1857 г. американцем Д.Вудвордом. С появлениемдуговых ламп фотопечатание можно было выполнять в темной комнате, нооставалась нерешенной проблема прочности фотобумаги. В 1874 г. П.Маудслей вАнглии сообщил о создании желатиновой фотобумаги, содержащей бромидсеребра, и в 1879 г. Дж.Сван организовал промышленное производство этойфотобумаги. Желатина стала основой всех фотобумаг с проявлением, которыезаменили альбуминную фотобумагу, и до сих пор используется в промышленномпроизводстве.
СТРОЕНИЕ ЧЕРНО-БЕЛЫХ ФОТОМАТЕРИАЛОВ Фотоматериалы (пленки, пластинки, бумаги, ткани) состоят из подложки(основы), на которую наносят подслой, светочувствительный эмульсионный ипротивоореольный слои. Эмульсионный слой содержит микроскопически малые светочувствительныекристаллы – галогенид серебра, - равномерно распределенные в желатине исоздающие оптические плотности – почернения. Желатина – прозрачное клеящее вещество белкового происхождения,которое связывает кристаллы галогенида и крепит их к подложке. Подслой в фотопленках и фотопластинках служит для удержанияэмульсионного слоя на подложке, в фотобумагах – для предохраненияпроникновения эмульсии в пористую структуру бумаги. Противоореольный слой предназначен для поглощения лучей, прошедшихчерез пленку и создающих при отражении от внутренней поверхности подложкиореолы. Краситель противоореольного слоя поглощает лучи тех цветов, ккоторым материал наиболее чувствителен. Эмульсионный слой такжеподвергается противоореольной прокраске. Противоореольные красителиразрушаются и выводятся при обработке. Они придают фотоматериалам легкуюокраску различного тона.
СТРОЕНИЕ ЦВЕТНЫХ ФОТОМАТЕРИАЛОВ Цветные фотоматериалы содержат три основных светочувствительных слоя. Цветная негативная пленка предназначена для получения цветногонегативного изображения. Она состоит из следующих слоев: Первый слой – синечувствительный – заключает в себе компоненту, дающуюв процессе цветного проявления желтый краситель. Излучения зеленой икрасной зон спектра не воздействуют на этой слой. За первым слоем расположен фильтровый желтый подслой. Он нейтрализуетдействие активной синей зоны спектра на нижние светочувствительные слои. Второй слой – зеленочувствительный – содержит компоненту, дающуюпурпурный краситель. Третий слой – красночувствительный – содержит компоненту, дающуюголубой краситель. Зеленый противоореольный слой нанесен на обратную сторону подложки. Онпоглощает весь дошедший до нее красный цвет, исключая возможность ореолов.Светочувствительность Светочувствительность – свойство фотослоя к химическому изменению подвоздействием света с образованием скрытого изображения, которое послепроявления (усиления) превращается в видимое. Под критерием светочувствительности понимают величину, обратнуюколичеству освещения, необходимого для получения почернения фотослоя,превышающего на определенную величину плотность вуали. Изучением свойств светочувствительных материалов занимается особаяобласть науки – сенситометрия (фотографическая метрология). Цветочувствительность Фотографические материалы неодинаково реагируют на лучи различных зонспектра. По виду цветочувствительности они делятся нанесенсибилизированные, ортохроматические, изопанхроматические иинфрахроматические.
Современная фотография находит все большее применение в науке, техникеи повседневной жизни. На начальных этапах невозможно было предугадать,сколь широки будут возможности использования фотографического метода.Благодаря фотографии человечество получает изображения элементарных частиц,составляющих атом, и изображения земного шара, Луны и других планет;изображения живой клетки и кристаллической решетки минералов; изучаетпроцессы, протекающие за одну миллионную долю секунды, и процессы, длящиесядесятилетия. Наряду с повсеместным применением фотографии в науке и техникенаиболее давнее и массовое распространение она получила как вид искусства. Фотография сочетает в себе оптику, точную механику и тонкую химическуютехнологию, а со стороны технической и художественной – теорию композиции,эстетику и теорию восприятия.
3D-фотография Технологию создания трёхмерных фотоснимков, над которой работают израильские учёные, специалисты называют не иначе, как революционной. Для мировой фотоиндустрии это такой же по значимости прорыв, как превращение чёрно-белой фотографии в цветную.Трёхмерной фотографией называют разные штуки: от "переливных" календариков, голограмм, стереоэффектов, которые видно только в очках, Flash-анимации до того, чем, собственно, 3D-фото и должно быть — правильно, такой же фотографией, как обычная, только трёхмерной. И не в онлайне каком, а в самом настоящем офлайне, чтобы руками трогать.Вот как раз над этим не первый год работает профессор компьютерных наук (Computer Science Professor) Шмуэль Пелег (Shmuel Peleg) из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University).
Профессор не ограничивается обучением студентов, а ещё и возглавляет команду учёных в компании HumanEyes Technologies. Эти "Человеческие глаза" и продвигают технологию 3D-фото на мировой рынок.они успешно продвигают, потому как успело подписать множество контрактов. Одно из крупнейших в мире рекламных агентств Publicis уже начало работать с HumanEyes и намеревается использовать технологию для приблизительно 300 рекламных щитов, которые будут размещены во французском метро летом 2002 года.С технологией HumanEyes уже успела поэкспериментировать и Coca-Cola: трёхмерной рекламой в Чили были украшены торговые автоматы, а продажи в этих машинах существенно увеличились. Но что-то мы не с того начали — вначале надо было объяснить, как это всё работает, а про автоматы с контрактами потом.Профессор Пелег объясняет, что его технология основана на стереоскопическом видении. Дело в том, что у нас у всех, вообще-то, трёхмерное видение: наши глаза несколько по-разному воспринимают двухмерные образы, а потом мозг уже комбинирует эти изображения в 3D. Шмуэль Пелег вместе с коллегами разработал программное обеспечение, названное ImpactioTM, которое так же, как мозг, объединяет кадры, сделанные цифровой фото или видеокамерой.Далее будет не совсем понятно, учёные объясняют, как могут, нам же остаётся в меру сил это понимать. Полученные снимки печатаются на бумаге (написано "printed onto paper") или прозрачном пластике ("or translucent plastic"), и потом хитрым образом кадры объединяются в трёхмерные изображения.Эти несколько снимков, которые всё-таки должны обладать какой-то прозрачностью для совмещения, потом заливаются пластмассой. Наверняка прозрачной. Вот, и потом невооружённым глазом (безо всяких очков) все видят не вызывающее сомнений 3D. Наиболее дорогая часть трёхмерной картинки — это та самая пластиковая оболочка.
В общем, сейчас компания HumanEyes Technologies, которую Шмуэль Пелег, кстати, основал вместе с бизнесменом Гидеоном Бен-Зви (Gideon Ben-Zvi — соучредитель компаний Ligature и Wizcom) и своими студентами, работает весьма интенсивно. От частных инвестором были получены "подъёмные" — миллион долларов, и работа по поиску инвестиций не прекращается. Компания взяла на работу ещё 15 человек, сняла новый офис и открывает филиалы в разных странах.
