2014-08-31|Umieszczone w: Chemia, |przez: ZetKa

Błona fotograficzna pokryta jest cienką warstwą światłoczułą będącą zawiesiną bardzo drobno ziarnistego bromku srebra w żelatynie. Ta warstwa nosi nazwę emulsji fotograficznej. Jeśli emulsja fotograficzna zostanie nałożona na specjalnego gatunku papier otrzymujemy papier fotograficzny. Emulsja nakładana na papier fotograficzny zawiera także chlorek srebra. Pod wpływem naświetlania emulsji podczas wykonywania zdjęcia powstaje w niej tzw. obraz utajniony. Obraz ten jest złożony z niewidocznych ziarenek srebra powstałych w emulsji z redukcji niektórych mikro-kryształków bromku srebra. Obraz utajniony zapisany w emulsji ziarenkami srebra metalicznego poddawany jest następnie procesowi wywoływania.  Proces wywołania polega na redukcji jonów srebra do srebra metalicznego reduktorami organicznymi. Na błonie fotograficznej podczas wywoływania powstaje stopniowo wyraźny , widoczny, czarny negatywowy obraz. Pełna czerń znajduje się w miejscach najsilniej naświetlonych, gdzie wydzieliło się najwięcej srebra, mniejsze zaczernienie odpowiada cieniom, natomiast czarnej barwie fotografowanego przedmiotu odpowiadają obszary emulsji zawierającej nie zmieniony bromek srebra. Świeżo wywołany obraz srebrowy jest nietrwały. Pozostały w emulsji nie rozłożony bromek srebra musi być z niej usunięty. W przeciwnym razie wywołana błona po wyjęciu na światło uległaby całkowitemu zaczernieniu. Proces usuwania zbędnego bromku srebra nosi nazwę utrwalania i polega na rozpuszczeniu nie rozłożonego AgBr w tiosiarczanie sodu i wypłukaniu go wodą.   Po wysuszeniu utrwalonej i wypłukanej błony fotograficznej otrzymuje się gotowy trwały negatyw.
 

Kilka słów o fotografii
Zacznijmy od pytania podstawowego – czym jest fotografia? Nieoceniona Wikipedia podaje nam natychmiast następującą definicję:
Fotografia  (z gr. photos – światło, graphein – rysować, pisać – rysowanie za pomocą światła) – zbiór wielu różnych technik, których celem jest zarejestrowanie trwałego, pojedynczego obrazu za pomocą światła. Potoczne znaczenie zakłada wykorzystanie układu optycznego, choć nie jest to konieczne (fotografia otworkowa, rayografia).
Celem fotografii jest próba pokazania świata w sposób, w jaki go odbieramy. To chęć ujęcia w zamkniętym kadrze chwili, wrażenia, sytuacji, widoku, kompozycji, ujęcia tego wszystkiego w sposób, który przedstawia punkt widzenia fotografa. Przez wiele lat fotografia opierała się na związkach chemicznych reagujących w określony sposób na światło. Kryształki tych związków, umieszczone w żelatynowej zalewie, pokrywają celuloidową błonę. Wystawione na działanie światła, przechodzą przemiany chemiczne, zmieniają się ich właściwości. Rozwój elektroniki umożliwił zmianę sposobu rejestracji obrazu. Najmodniejsza i najszybciej rozwijająca się dziś odmiana fotografii to fotografia cyfrowa. Umożliwia pominięcie etapu żmudnej obróbki chemicznej. W fotografii cyfrowej, elektronicznej za utrwalanie obrazu odpowiedzialna jest matryca. To krzemowa płytka, skonstruowana tak, by jej mikroskopijne komórki reagowały na padające światło, wytwarzając ładunki elektryczne. Układy scalone aparatu fotograficznego zbierają sygnały z matrycy i przetwarzają na końcowy obraz, który w postaci plików zapisywany jest na nośnikach pamięci. Tak otrzymane obrazy możemy oglądać na ekranach komputerów bądź wydrukować, by otrzymać papierowe odbitki.
Aparat fotograficzny składa się z dwóch zasadniczych części. Z obiektywu – czyli układu optycznego odpowiedzialnego za przekazywanie światła ze świata zewnętrznego do wnętrza aparatu oraz z korpusu – czyli światłoszczelnej puszki, w której zamknięty jest element światłoczuły i która steruje całym procesem naświetlania. W aparatach prostych, kompaktach, niektórych lustrzankach korpus jest na stałe połączony z obiektywem. Jest to pewne ograniczenie, jednak we współczesnych aparatach montowane są dobrej jakości obiektywy o zmiennej ogniskowej, o tak dobranych parametrach, by zadowolić użytkowników. W bardziej zaawansowanej fotografii stosuje się zazwyczaj aparaty o wymiennej optyce. Dzięki temu fotograf otrzymuje bardziej uniwersalne i elastyczne narzędzie. Wymiana obiektywu zajmuje kilka sekund, a możliwości, jakie dzięki temu otwierają się przed fotografującym, są olbrzymie. Który element jest ważniejszy? Dla doświadczonego fotografa – obiektyw, dla początkującego – korpus. Współczesne korpusy wykonują za człowieka mnóstwo pracy. Mierzą światło, dostosowują automatycznie do niego parametry zdjęcia, potrafią same włączyć lampę błyskową, kiedy jest to niezbędne, itd. Umożliwiają laikowi robienie poprawnych technicznie zdjęć.
Na czym polega sam proces wykonania zdjęcia? Fizycznie to naciśnięcie spustu migawki. Patrząc przez wizjer w aparacie, widzimy to, co widzi nasz obiektyw. W tym czasie jednak element światłoczuły pozostaje zasłonięty. Kiedy naciskamy spust, na chwilę otwiera się migawka – zasłona między obiektywem a kliszą czy matrycą. Światło pada na element światłoczuły i powstaje obraz.  Wyjaśnijmy podstawowe pojęcia i zjawiska, jakie napotkamy podczas fotografowania.
Ogniskowa – to po prostu odległość między środkiem układu optycznego a jego ogniskiem. Każdy, kto bawił się soczewkami, próbując za ich pomocą podpalić czy ogrzać cokolwiek, pamięta, że soczewka skupia światło w jednym miejscu. I właśnie odległość tego punktu od soczewki wyrażoną w milimetrach nazywamy ogniskową. Ogniskowa, w fotografii pozwala nam poznać „kąt widzenia” każdego obiektywu. Im większa jest wartość ogniskowej, tym mniej widzimy, tym bardziej ograniczone jest pole widzenia. Obiektywy pod względem wartości ogniskowych można podzielić na:
– Obiektywy szerokokątne, o niskich ogniskowych – tj. do ok. 35 mm, umożliwiają nam fotografowanie dużych przestrzeni. Ich strefa widzenia może być nawet większa niż to, co widzimy swoimi oczami.
– Obiektywy standardowe – tj. o ogniskowych w zakresie ok. 40-70 mm, odwzorowują obraz w sposób zbliżony do naszego postrzegania. Jako ciekawostkę można podać ogólne założenie, że obiektyw najlepiej oddający ludzkie widzenie świata powinien mieć ogniskową zbliżoną do 43 mm.
– Obiektywy portretowe – tj. o ogniskowych w zakresie ok. 80-135 mm. Są to obiektywy zawężające pole obserwacji, pozwalające wyeksponować obiekty na pierwszym planie. Stąd też ich nazwa i główne przeznaczenie – to wymarzone obiektywy do fotografii portretowej.
– Teleobiektywy – tj. o ogniskowej powyżej 135 mm. Znacząco ograniczają pole widzenia. Bardzo „przybliżają” fotografowane obiekty. Stąd ich szerokie zastosowanie – od fotografii przyrodniczej, przez sportową do szpiegowskiej.
Pod względem konstrukcji obiektywy dzielimy na dwie grupy: stało- i zmiennoogniskowe. Te pierwsze mają ściśle określoną wartość ogniskowej, drugie zaś, zwane popularnie zoomami, umożliwiają zmianę wartości ogniskowej w pewnym zakresie.
Określenie jasność pojawia się przy obiektywach. Ten termin definiujemy jako miarę ilości światła przepuszczanego przez obiektyw do wnętrza obiektywu. Im liczba opisująca jasność obiektywu bardziej zbliżona jest do jedności, tym więcej światła obiektyw przepuszcza na element światłoczuły. Konstrukcyjnie ograniczanie światła padającego na element światłoczuły realizuje się przez zastosowanie we wnętrzu obiektywu mechanicznej przegrody. To właśnie przesłona, składający się z kilku bądź kilkunastu ruchomych listków mechanizm, którym możemy sterować, zmniejszając lub powiększając otwór wewnątrz obiektywu. Przesłoną zmieniamy głębię ostrości. Dzięki sterowaniu ostrością możemy uzyskać na naszych zdjęciach efekty zbliżone do normalnego postrzegania albo wprost przeciwnie, uzyskać obraz, jakiego oczami ludzkimi nie jesteśmy w stanie zarejestrować. Głębia ostrości ma związek z ogniskową obiektywu. Im krótsza ogniskowa, tym obiektywy mają większą GO przy maksymalnie otwartej przysłonie. Dlatego w prostych automatycznych aparatach fotograficznych stosuje się obiektywy o ogniskowej ok. 25 mm. Dzięki temu nie trzeba sterować ustawianiem ostrości, gdyż przy takiej wartości ogniskowej praktycznie wszystkie obiekty znajdujące się w polu widzenia obiektywów pozostają wyraźne. Parametrem wpływającym na otrzymane zdjęcie jest czas naświetlania. Kiedy naciskamy spust migawki, otwiera się na określony czas zasłona między kliszą lub matrycą a obiektywem. Czasy otwarcia migawki mogą być różne. Zazwyczaj zawierają się w zakresie od 1/4000 s do kilku, a nawet kilkunastu minut. Światło padające na element światłoczuły musi dostać się tam w ściśle określonej ilości, tak, by spowodować określony efekt. Kiedy światła jest dużo – w jasny, słoneczny dzień – migawkę otwierać można na ułamek sekundy. Kiedy wejdziemy do ciemnego pomieszczenia bądź fotografujemy coś w nocy, niezbędne będzie otwarcie migawki na czasy długie, sięgające czasami kilku minut.
Ocenia się, że widzimy świat tak, jak na zdjęciach naświetlanych przez 1/50 s. Dlatego też zdjęcia robione przy takim czasie wydają nam się najbardziej naturalne. Płynąca woda sfotografowana przy czasie otwarcia migawki 1/50 s będzie na zdjęciu wyglądać tak jak w normalnym postrzeganiu. Jednak na zdjęciach często chcemy uzyskać efekt, którego nasze oko nie zarejestruje. Efekt rozmycia czy zamrożenia ruchu.
Przemyślane i celowe zastosowanie różnych czasów naświetlania umożliwia więc uzyskanie bardzo ciekawych efektów. Fotografując płynący strumyk czy wodospad, możemy wodę ukazać w postaci smug, potęgując wrażenie ruchu, bądź zamrozić jej ruch, koncentrując się na ciekawych zawirowaniach czy kroplach. Wszystko to osiągniemy, zmieniając czas wystawienia elementu światłoczułego na działanie światła. Aby uzyskać dobre zdjęcie należy powiązać ze sobą czas naświetlania i ogniskową. Zazwyczaj celem fotografa jest uzyskanie ostrego, nieporuszonego zdjęcia. Nie jest to trudne nawet w kiepskich warunkach oświetleniowych, kiedy mamy obiektyw o niewielkiej ogniskowej. Fotografując trzymanym w ręku aparatem, nie jesteśmy w stanie wyeliminować niezauważalnych dla nas mikro drgań. Wpływają one niestety na rejestrowany obraz.
Zjawisko to staje się ważnym problemem w momencie, kiedy fotografujemy obiekty od nas oddalone, przy użyciu obiektywu o dużej ogniskowej. Wówczas nawet minimalny ruch ręki, minimalne przesunięcie obiektywu spowoduje zauważalne rozmycie, poruszenie fotografowanych obiektów. Rozwiązaniem w tej sytuacji jest użycie statywu. Pozwoli nam na dokładne ustawienie aparatu i wykonanie nieporuszonego zdjęcia, nawet przy długim czasie naświetlania. W przypadku, kiedy nie mamy pod ręka takiego urządzenia, wówczas dobrze jest pamiętać o pewnej zasadzie – by fotografować z czasami naświetlania będącymi odwrotnością stosowanej aktualnie ogniskowej lub jeszcze krótszymi. Na przykład – stosując teleobiektyw 200 mm, używamy czasu 1/200 s lub jeszcze krótszego. Wówczas zminimalizujemy skutki drgań aparatu.
Skoro wiemy jak sterować naświetleniem, głębią ostrości i jak wybrać ogniskową, pozostaje  jeszcze jeden tajemniczy parametr. Jest nim czułość. Wyrażana w stopniach ASA, DIN lub GOST. Oznacza stopień reagowania elementu światłoczułego na światło. Im większa wartość czułości, tym mniej światła potrzeba, by prawidłowo naświetlić zdjęcie. Najczęściej posługujemy się stopniami w systemie ISO. Na opakowaniach negatywów znaleźć się musi informacja o tym parametrze – na przykład 200/24 ISO. Odszyfrować ten zapis możemy: czułość filmu w skali ASA wynosi 200, zaś w skali DIN 24. W technice cyfrowej aktualnie stosuje się jedynie skalę ASA. Najczęściej spotykane w tej skali wartości wynoszą: 50, 100, 200, 400, 800, 1600. Dwukrotny wzrost wartości informuje nas, że do zrobienia poprawnie naświetlonego zdjęcia w tych samych warunkach potrzebować będziemy dwa razy mniej światła. Czyli zmieniając kliszę czy ustawienia czułości w aparacie ze 100 na 200, możemy w tych samych warunkach zrobić poprawne technicznie zdjęcie przy dwukrotnie krótszym czasie czy też przy przymkniętej o jeden stopień przysłonie. Wysokie czułości mają dwie wady – jedną z nich jest cena w przypadku negatywów, drugą zaś tzw. ziarno (przy negatywach) czy szumy (przy matrycach światłoczułych). Na rynku są negatywy o czułościach od 50 do 400 ASA. Wyższe czułości wymagają stosowania bardziej zaawansowanych technologii. Ziarno i szumy wpływają niekorzystnie na jakość zdjęć, na ich ostrość i barwę. Zwykłemu fotografowi hobbyście pozostaje więc korzystanie ze standardowych materiałów światłoczułych.
            Opisane parametry to najbardziej podstawowe, ograniczające proces fotografowania. To jednak tylko niektóre. Aby wykonywać lepsze zdjęcia należy poznać sposoby pomiaru światła, korekcji ekspozycji, tryby automatyczne i półautomatyczne, zasady kompozycji obrazu. O tym  szukaj w periodyku internetowym.  Mam nadzieję, że znajomość praw chemicznych i fizycznych pozwoli rozwijać wszystkim talenty fotograficzne.

Urszula Gryglicka