ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Законы почернения фотографических эмульсий под влиянием излучения из "Методы количественного рентгеноспектрального анализа" Возможность использования фотоматериалов для регистрации различных излучений и измерения их интенсивности основана, как известно, на том, что под влиянием излучения в светочувствительном слое фотопластинки или фотопленки происходит частичное разложение галоидного серебра и выделение на поверхности этих кристалликов металлического серебра в виде микроскопических частиц, находящихся, повидимому, в коллоидальном состоянии. [c.7] Количество серебра, выделяющееся в результате воздействия излучения на фотоэмульсию и образующее так называемое скрытое изображение, чрезвычайно мало. По данным некоторых авторов [3], оно не превышает величин порядка 2-10 атомов на 1 см фотографического слоя и не может быть обнаружено ни одним из существующих методов микроскопического изучения структуры вещества. Для образования видимого фотографического изображения приходится использовать процесс проявления фотоматериалов, предварительно подвергшихся воздействию излучения. [c.7] Химическая сущность процесса проявления заключается в восстановлении галоидного серебра светочувствительного слоя до металлического. По результатам этот процесс аналогичен фотохимическому процессу образования скрытого изображения и отличается от последнего большей интенсивностью. Так, ориентировочные подсчеты показывают 13], что работа, выполняемая проявителем, приблизительно в раз больше, чем работа, затрачиваемая при образовании скрытого изображения в пределах области нормальных экспозиций. [c.7] Действие проявителя на фотоэмульсию имеет селективный характер. Участки фотоэмульсии, которые были предварительно подвергнуты действию излучения, проявляются значительно быстрее, чем те, которые остались незасвеченными. На этом свойстве проявителя и основано его исполь. [c.7] Строго говоря, ввиду ограниченной применимости закона Ламберта — Вера к мутным средам, подобным проявленному фотографическому слою, при изучении количественной связи между интенсивностью падающего на фотоматериал излучения и изменениями, обнаруживаемыми в нем после проявления, следовало бы отдать предпочтение первому из двух упомянутых выше методов количественного определения содержания металлического серебра в эмульсии, который характеризует фотохимическое действие излучения непосредственно количеством металлического серебра, образовавшегося в светочувствительном слое. Однако прямое определение содержания серебра в проявленной эмульсии — трудоемкая задача. Поэтому в научной фотографии она решается практически при помощи второго метода. [c.8] Вопросы, связанные с измерением фотографических свойств фоточув-ствительных слоев, рассматриваются в специальеюм разделе научной фотографии, получившем название количественного фотографического метода или сенситометрии. Полное изложение теоретических основ этого важнейшего раздела фотографии можно найти в известной монографии К- В. Чибисова [4] и в ряде специальных пособий по сенситометрии [5]. В данной книге изложены лишь те вопросы из этой области, которые имеют прямое отношение к рассматриваемым нами задачам количественного рентгеноспектрального анализа. [c.8] Задачей количественного фотометрического (сенситометрического) метода в широком его понимании является установление количественных соотношений между факторами, воздействующими на светочувствительный слой фотоматериалов, и конечным результатом этого воздействия. К числу важнейших факторов, обусловливающих тот или иной конечный результат фотографического действия, относятся интенсивность, длительность, спектральный состав и природа действующего на фотопленку излучения, а также параметры, характеризующие процесс проявления состав и температура проявителя, длительность проявления и др. Свойства проявленного слоя эмульсии и окончательный результат фотографического действия излучения характеризуются рядом специфических величин оптической плотностью почернения, градиентом и коэффициентом контрастности эмульсии, ее светочувствительностью и др. [c.8] Отмеченное небольшое непостоянство коэффициента пропорциональности между этими величинами связано с тем, что в ходе процесса проявления в подвергшемся воздействию излучения слое фотоэмульсии происходит не только увеличение числа зерен металлического серебра, но и постоянный рост и изменение их формы. Поэтому в каждый момент времени в проявляемом слое присутствуют зерна различных размеров, и число их меняется по-разному в зависимости от экспозиции и сорта эмульсии. Это приводит к отступлению от строгого следования закону Ламберта — Бера. Большим достоинством оптического метода изучения почернения фотоэмульсии как раз и является то обстоятельство, что в величинах оптической плотности можно суммарно учитывать не только общее количество выделившегося в проявленном слое металлического серебра, но и его состояние. [c.10] Основной функциональной зависимостью, характеризующей фотографические свойства светочувствительных материалов, является уравнение, выражающее связь между количеством лучистой энергии, поглощенной светочувствительным слоем за время экспозиции, и его потемнением, возникающим в стандартных условиях проявления фотоматериала. Эту зависимость представляют обычно графически в виде кривой, передающей связь между величиной оптической плотности почернения проявленного фотографического слоя О и десятичным логарифмом действовавшего на слой количества освещения И. Кривая получила название характеристической кривой эмульсии. Для всех эмульсий она обычно имеет 8-образную форму. Детали ее строения значительно меняются в зависимости от природы излучения, свойств фотографической эмульсии н условий ее проявления. Некоторые из этих вопросов будут рассмотрены более подробно в следующих параграфах настоящей главы. Ниже изложены самые общие свойства характеристической кривой и введены некоторые важные параметры, характеризующие ее форму и строение. [c.11] За пределами области пропорциональности почернения логарифму экспозиции наблюдается постепенное убывание величины g. На рис. 2 дан общий вид кривой зависимости величины градиента от логарифма количества освещения. [c.12] Законы почернения фотоэмульсии под действием рентгеновских лучей во многих отношениях сходны с теми, которые имеют место в видимой области спектра, хотя и отличаются характерными особенностями, имеющими большое значение при использовании фотографического метода регистрации излучения в практике рентгеноспектрального анализа. Аналогичны законы почернения также и для некоторых других типов радиаций потоков быстрых электронов и излучений, энергия квантов которых соизмерима или больше энергии кванта рентгеновских лучей. С методической точки зрения, при рассмотрении фотографических методов регистрации излучений удобно различать две энергетические области. В пределах одной области энергия воздействующих на эмульсию частиц или квантов соизмерима с энергией, необходимой для совершения единичного акта разложения бромистого серебра (оптическая и примыкающие к ней области спектра с большей длиной волны). Во второй области энергия ионизирующих частиц намного больше величины энергии разложения молекул галоидного серебра рентгеновские и т-лучи, корпускулярные потоки больших энергий, а также часть ультрафиолетовой области спектра). В последнем случае характер взаимодействия излучения с фоточувствительной эмульсией характеризуется общими закономерностями, которые будут рассмотрены в следующих разделах. [c.13] Показатель р — так называемый коэффициент Шварцшильда, величина которого для области малых интенсивностей излучения близка к 0,8, в широкой области изменения времени и интенсивности излучения изменяется в пределах от 0,04 до 1,85 в зависимости от длительности, условий освещения и проявления фотоэмульсии. Для области малых освещенностей значение коэффициента р обычно меньше единицы, при высоких освещенностях — больше. [c.13] Несмотря на приближенный характер уравнения Шварцшильда и ограниченную область его применения, оно очень удобно в практике. Поэтому это уравнение до сих пор часто используется для характеристики степени отклонения от закона взаимозаменяемости, тем более, что в узком интервале изменения освещенности коэффициент р сохраняет постоянство и допускает, как на это впервые обратил внимание Росс, простое фотографическое истолкование. [c.14] Последние равенства показывают, что ход характеристических кривых эмульсий, построенных соответственно в шкале времени и в шкале освещенности в условиях, когда закон Бунзена — Роско не выполняется, различный, причем отношение соответствующих градиентов или коэффициентов контрастности обеих кривых численно равно коэффициенту Шварцшильда. [c.15] В тех случаях, когда р = 1, величины д (О и должны быть соответственноравны величинам и Т/г, а форма характеристических кривых, построенных как в зависимости от длительности, так и от интенсивности освещения,— совпадающей. [c.15] Справедливость закона взаимозаменяемости для рентгеновской области спектра значительно упрощает методику сенситометрических исследований свойств фотоматериалов под действием рентгеновских лучей, так как возможно использовать как характеристические кривые, построенные в шкале времени (при постоянной интенсивности излучения), так и при постоянной длительности, но разной интенсивности освещения. [c.16] При достаточно больших значениях экспозиции это уравнение совпадает с первым вплоть до третьего члена разложения в ряд. Так, например, при соответствуюш,ем выборе констант ход характеристической кривой эмульсии, представленной на рис. 6, может быть с равным правом описан одним из двух соотношений ) = 4,61 lg (3,75//+ 1) или ) = 4,50(1 — е-1-29 ). [c.18] Вернуться к основной статье