Презентація на тему «Фотохімічна дія світла. Фотографія»

Фотохімічна дія світла.Фотографія

Хімічна дія світла
Будь-яке перетворення молекул є хімічний процес. Хімічні процеси, що протікають під дією видимого світла та ультрафіолетових променів називаються фотохімічними реакціями. Світлової енергії достатньо для розщеплення багатьох молекул. У цьому і виявляється хімічна дія світла.До фотохімічних реакцій відносяться: фотосинтез вуглеводів у рослинах, розпад бромистого срібла на світлочутливому шарі фотопластинки, взаємодія хлору з воднем на світлі з утворенням HCl і багато іншого. Вицвітання тканин на сонці та засмага (потемніння шкіри людини під впливом ультрафіолетових променів) – це теж приклади хімічної дії світла.

Процес фотосинтезу
Найважливіші хімічні реакції під дією світла і сонця відбуваються в багатьох мікроорганізмах, траві, зеленому листі дерев і т.д. Листя поглинають з повітря вуглекислий газ і розщеплюють його молекули на складові частини: вуглець і кисень. Відбувається це в молекулах хлорофілу під дією червоних променів сонячного спектра. Цей процес називається фотосинтезом. Хлорофіл -- зелений пігмент, зосереджений в хлоропластах і знаходиться в неміцному стані з білковими речовинами.

Наявність хлорофілу є необхідною умовою фотосинтезу, тобто створення органічної речовини з вуглекислоти і води за участю сонячного світла. У результаті фотосинтетичної діяльності рослин в минулі геологічні епохи в недрах і на поверхні Землі накопичилися величезні запаси відновленого вуглецю і органічних продуктів у вигляді кам'яного вугілля, нафти, горючих газів, сланців, торфу, а атмосфера збагатилася киснем. Фотосинтез може протікати тільки під дією світла певного спектрального складу.

Фотографія
Хімічна дія світла лежить в основі фотографії. Слово «малюнок» походить від грецького «фото» - світло, «графо» - малюю, пишу.Відповідно фотографія – «малювання світлом», була відкрита не відразу і не одною людиною. У цей винахід вкладена праця вчених багатьох поколінь різних країн світу. Люди давно прагнули знайти спосіб отримання зображень,який не вимагав би довгої і виснажливої праці художника. Деякі передумови для цього існували вже у віддалені часи.

Основний закон фотохімії
Одним з найбільш важливих внесків у створення реальних умов для винаходу способу перетворення оптичного зображення в хімічний процес в світлочутливому шарі послужило відкриття молодого російського хіміка-аматора, згодом відомого державного діяча і дипломата А.П.Бестужева-Рюміна та німецького анатома і хірурга І. Г. Шульце.
Займаючись в 1725 р. складанням рідких лікарських сумішей, Бестужев-Рюмін виявив, що під впливом сонячного світла розчини солей заліза змінюють колір. На безсумнівний зв'язок фотохімічного перетворення в речовинах з поглинанням світла вперше вказав у 1818 р. російський вчений Х. И. Гротгус. Він встановив вплив температури на поглинання і випромінювання світла, причому довів, що зниження температури збільшує поглинання, а підвищення температури збільшує випромінювання світла.

У своїх повідомленнях Гротгус чітко сформулював думку про те, що тільки ті промені можуть хімічно діяти на речовину, що цією речовиною поглинаються. Це положення з часом,вже після відкриття фотографії, стало першим основним законом фотохімії. Незалежно від Гротгуса ту ж особливість встановили в 1842 р.англійський учений Д. Гершель і в 1843 р. американський професор хімії Д. Дрейпер. Тому історики науки основний закон фотохімії називають нині законом Гротгуса - Гершеля - Дрейпера. Для розуміння і задовільного пояснення цього закону важливу роль у подальшому відіграла теорія Планка, відповідно до якої випромінювання світла відбувається уривчасто визначеними і неподільними порціями енергії так,званими квантами.

Перші в світі знімки
Цілеспрямовану роботу по хімічному закріпленню світлового зображення в камері-обскура вчені і винахідники різних країн почали тільки у першій третині 19 століття. Найкращих результатів домоглися відомі тепер всьому світу французи Жозеф Нісефор Ньєпс, Луї-Жак Манда Дагер і англієць Вільям Генрі Фокс Тальбот. Їх і прийнято вважати винахідниками фотографії.

Ньєпс перший у світі закріпив «сонячний малюнок». Він орієнтувався на використання властивості асфальту, тонкий шар якого на освітлених місцях твердне. В одному зі своїх експериментів Ньєпс наносив розчин асфальту з лавандовою олією на поліровану олов'яну платівку, яку виставляв на сонячне світло під напівпрозорим штриховим малюнком. У місцях пластинки, що знаходилися під непрозорими ділянками малюнка, асфальтовий лак практично не піддавався впливу сонячного світла і після експозиції розчинявся в лавандовому маслі. Після подальшої обробки і гравірування платівку покривали фарбою. Через світло застигав лак в освітлених місцях, а лавандове масло вимивало незастиглі ділянки лаку, внаслідок чого виникало рельєфне зображення, яке використовувалося як кліше для отримання копій з оригіналу. Покриті лаком платівки також застосовувалися разом з камерою-обскури для формування міцних світлопісних зображень.
Знімок Ньєпса

У 1826 р. Ньєпс за допомогою камери-обскури отримав на металевій пластинці, покритої тонким шаром асфальту, вид з вікна своєї майстерні. Знімок він так і назвав - геліографія (сонячний малюнок). Експозиція тривала вісім годин. Зображення було дуже низької якості, і місцевість була ледь помітна. Але з цього знімка почався «малюнок».

Знімок Тальбота
Витримка тривала протягом години. Тальбот отримав перший у світі негатив. Додавши до нього світлочутливий папір, приготовлену тим же способом, він вперше зробив позитивний відбиток. Свій спосіб зйомки винахідник назвав калотіпіей, що означало "краса".Так він показав можливість тиражування знімків і пов'язав майбутнє фотографії зі світом прекрасного.
У 1835 р. Тальбот теж зафіксував сонячний промінь. Це був знімок гратчастого вікна його будинку. Тальбот застосував папір, просочений хлористим сріблом.

Знімок Дагера
Одночасно з Ньєпсом над способом закріплення зображення в камері-обскура працював відомий французький художник Дагер, автор знаменитої паризької діорами. Робота над світловими картинами наштовхнула його на думку закріпити зображення. Ньєпс спільно з Дагером розпо-чав роботу по удосконаленню геліографіі. До того часу цей процес був вже модифікований: наносився шар срібла на металеві пластини і потімретельно очищена поверхню срібла оброблялася парами йоду.
У результаті такої обробки на дзеркальній поверхні пластинки утворюється тонка кристалічна плівка іодіода срібла - речовини, чутливого до світла.

Після смерті Ньєпса в 1833 р., Дагер настільки удосконалив методику Ньєпса, що міг одержувати зображення значно більшої яскравості. Він зняв досить складний натюрморт, складений з творів живопису та скульптури. Цей знімок Дагер передав потім де Кайе, зберігачу музею в Луврі. Автор експонував срібну пластинку в камері-обскура протягом тридцяти хвилин, а потім переніс в темну кімнату і тримав над парами нагрітої ртуті. Закріпив зображення за допомогою розчину кухонної солі. На знімку добре опрацьовані деталі малюнка як у світлі, так і в тінях.

Свій спосіб одержання фотозображення винахідник назвав власним ім'ям - Дагеротипія - і передав його опис секретарю Паризької Академіїнаук Домініку-Франсуа Араго. На засіданні Академії 7 січня 1839 Араго урочисто доповів зборам вчених про дивовижний винахід Дагера, заявивши, що «від тепер промінь сонця став слухняним художником всього навколишнього». Вчені схвально прийняли звістку, і цей день назавжди увійшов в історію як день народження фотографії.

Знімки Фріцше
У Росії перші фотографічні зображення отримав видатний російський хімік і ботанік, академік Юлій Федорович Фріцше (1808 - 1871). Це були фотограми листя рослин, виконані за способом Тальбота. Одночасно Фріцше запропонував внести суттєві зміни в цей спосіб. Доповідь Фріцше на засіданні Петербурзької Академії наук у 1839 р. представляла собою першу дослідницьку роботу по фотографії в Східній Європі і одну з перших дослідницьких робіт по фотографії у світі.

Технологія одержання фотографічного зображення
Технологія отримання фотографічного зображення складається з етапів, кожний з яких визначає якість майбутнього зображення.
Перший етап - фотографічна зйомка. На цьому етапі отримують спочатку оптичне й приховане фотографічне зображення. Майстерне виконання робіт на цьому етапі перш за все зумовлює художньо-естетичні гідності знімка.

Другий етап - негативний процес. В результаті ряду операцій хіміко -фотографічної обробки на цьому етапі отримують негативне видиме зображення, у якому місце світлих ділянок займають темні і навпаки.
Позитивне зображення, тобто власне фотографічний знімок, отримують на етапі позитивного процесу. На позитиві вже правильно передається розподіл світлих і темних тонів.
Існують і інші технологічні схеми одержання фотографічногозображення, але описана схема застосовується найбільш широко.

Фотохімічні процеси
Фотографічний процес - це фотохімічний процес. Зерна галогенідів срібла, що складаються з впорядковано розташованих атомів срібла і галогену (наприклад хлору), при експозиції на світлі руйнуються під дією декількох фотонів. Падаючий фотон розриває зв'язок між атомами срібла і хлору в молекулі, і в результаті звільнений атом срібла з'єднується з іншими атомами срібла на поверхні зерна. Утворена крихітна цятка срібла є носієм інформації про те, що світло експонувало цю частину плівки. Зображення не буде видимим, навіть якщо його розглядати на світлі.

На стадії прояву експоновані зерна галогеніду срібла перетворюються у зерна срібла, а з тими зернами, які не піддавалися дії світла, такого перетворення не відбувається. У результаті створюється видиме негативне зображення. Так як не експонірованні зерна галогеніду срібла все ще світлочутливі, необхідно їх або видалити, або перетворити на будь-яке з'єднання, не чутливе до світла. У звичайному процесі фіксування не експонірованні галогеніди срібла видаляються.
Стадія прояви являє собою процес значного посилення,яке унікально серед багатьох фотохімічних процесів. Тільки фотохімічний процес в оці характеризується великим посиленням в стадії прояви.

Дякую за увагу !