ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО
УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
КАФЕДРА ТОПОГЕОДЕЗИЧНОГО ТА НАВІГАЦІЙНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВІЙСЬК
ЗАТВЕРДЖУЮ
Начальник військово-технічного факультету
кандидат технічних наук, д о ц е н т
полковник О.Г.Міхно
"____" _______________ 2008 р.
Л Е К Ц І Я № 16
ВОС - 191400, 191401
Дисципліна :"Спеціальні карти і фотодокументи"
Тема 3. "Фотографічні процеси"
Заняття 8. Виготовлення негативів .
Розглянута на засіданні кафедри ТГНЗ військ та рекомендована для використання в навчальному процесі.
Протокол №____ від "___" ________ 2008 р.
Склав начальник кафедри
полковник Сівков С.В.
КИЇВ – 2008
Навчальні питання та розрахунок часу:
Вступна частина 5 хв.
1. Підготовка робочого місця і фотоапарата до роботи 20 хв.
2. Експонування. 25 хв.
Проявлення. 5 хв.
Фіксування. 10 хв.
Промивання.Сушіння. Контроль якості негативів. 10 хв.
Заключна частина 5 хв.
Навчальна мета:
Ознайомити з технологією виготовлення негативів та діапозитивів на фототехнічних плівках, хімічними розчинами, які застосовуються при роботі. Виховувати повагу у майбутніх офіцерів до своєї спеціальності.
Час: 2 год.
Навчально-матеріальне забезпечення:
проектор, слайди
Сергунин “Издание карт”, М., Недра, 1980
Периков и др. Издание топографических карт. РИО ВТС, 1955
Синяков. Технология изготовления фотомеханических печатных форм. М.:,Недра, 1974
Організаційно-методичні вказівки :
При викладанні звернути увагу на фактори, які впливають на час експонування, функції кожної речовини хімічних розчинів, дефектах негативів та способах їх ліквідування.
Вимоги програми :
В результаті ознайомлення з матеріалом лекції курсанти (студенти) повинні знати теоретичні основи фотографії, основні напряки та перспективи розвитку картографії, вдосконалення картографічного обладнання; уміти видавати топографічні, спеціальні карти та фотодокументи.
Вступна частина - 5 хв.
Приймаю доповідь чергового взводу про готовність до заняття, перевіряю наявність особового складу та готовність до заняття.
Для виготовлення негатива доброї якості необхідно не тільки правильно підібрати фотоплівку, але і добре засвоїти призначення і послідовність фотографічних операцій та операцій обробки фотоматеріалів.
Технологічна схема виготовлення негатива на фототехнічній плівці передбачає наступні процеси:
Підготовку робочого місця і фотоапарата до роботи.
Експонування.
Проявлення.
Промивання.
Фіксування.
Промивання.
Сушіння.
Контроль якості негатива.
Перше питання. Підготовка робочого місця і фотоапарата
До роботи - 20 хв
Успіху виготовлення негативів на фотоплівках допомагає правильна підготовка робочого місця фотолаборанта. При підготовці робочого місця необхідно:
підготовити необхідні розчини : проявлювач, фіксаж, а також заповнити промивочну вану водою;
підібрати необхідну фотоплівку, нарізати на необхідний формат. Порізку фотоплівки проводять на столі при такому освітленні, яке не діє на даний тип плівки. Краще усього проводити порізку фотоплівки ланцетом по картоному або фанерному трафарету;
перевірити роботу гойдаючихся кювет;
перевірити роботу місцевого освітлення і лабораторного освітлення;
підготовити допоміжні матеріали:
а) ганчір’я білизняне;
б) вату гігроскопічну;
в) лінійку - шаблон для вимірювання розмірів зображення;
г) рукавички хірургічні;
д) пензлі ретушорні;
убрати з робочого місця усі непотрібні предмети, які заважають роботі;
провести щоденне технічне обслуговування фотоапарату;
провести підготовку фотоапарату до експонування.
Друге питання. Експонування - 25 хв.
Експонуванням називається процес дії світла на емульсійний шар фотографічного матеріалу з ціллю одержання фотографічного зображення.
Зерна бромистого срібла зберігаються як цілісна система тільки тоді, якщо на них не діє світло. Під дією світла частки бромистого срібла, які складаються із світлочутливих елементів світлочутливого шару, розпадаються на на дві групи : срібла і брому. Групу срібла неможливо виявити оптичним шляхом, тому одержане зображення носить назву потаємного, невидимого. Присутність потаємного зображення доказується непрямим шляхом, діючи на утворену групу срібла відновлювачем (проявлювачем).
Таким чином, потаємним фотографічним зображенням прийнято називати зображення в емульсійному шарі, яке складається із колоїдних часток металевого срібла. Кількість металевого срібла пропорційна кількості світлової енергії, яка потрапила на емульсійний шар. Ділянки емульсійного шару, на які не діяло світло, не будуть мати зображення; при дії на ці ділянки відновлювачем (проявлювачем), змін в емульсійному шарі не виникне, тому що бромисте срібло не володіє здібністю відновлення.
Час експонування - це оптимальний час на протязі якого світло діє на світлочутливий шар для отримання якісного негатива. В практиці картовидання час експонування визначають дослідним шляхом.
При роботі необхідно враховувати, що на час експонування впливають слідуючі фактори :
ОСВІТЛЕННІСТЬ ОРИГІНАЛУ - залежить від інтенсивності і спектрального складу світла, випромінюючого світильниками, а також від відстані від освітлювачів до оригіналу. Чим більша освітленність оригіналу, тим меньша витримка.
ЯКІСТЬ ОРИГІНАЛУ. В поняття якості оригіналу входять :
стан паперової основи - білі, сіра, пожовтівша від часу; чим кращої білизни папір, тим більша її здібність відбиття і тим менше повинно бути часу експонування.
стан малюнка оригіналу - малюнок виконаний чорною фарбою, максимальної щільності; малюнок сірий - в цьому випадку витримка повинна бути зменшена, тому що в противному випадку зображення на негативі буде завуальованим. З практики слідує, що при виготовленні негатива з оригінала, у якого малюнок сірий, витримку зберігають колишню або трішки зменшують, але обов‘язково на одну-дві поділки закривають діафрагму.
МАСШТАБ ФОТОГРАФУВАННЯ. При збільшенні масштабу фотографування витримка повинна бути збільшена, тому що із збільшенням масштабу зображення освітленність (яскравість) його зменшується і навпаки, при зменшенні масштабу фотографування витримка збільшується, тому що при зменшенні зображення яскравість його збільшується. Наприклад, при зменшенні оригіналу у два рази площа зображення зменшиться в чотири рази, тобто, освітленність фотошару збільшується в чотири рази. Тому при зменшенні зображення в два рази видержку зменшують в чотири рази і навпаки. Іншими словами можна сказати, якщо на оригінал падає виділена кількість світлової енергії, при зменшенні в два рази ця енергія буде освітлювати в чотири рази меншу ділянку на фотошарі, чим при фотографуванні 1:1, тому і вимагається зменшити час експозиції в чотири рази.
ВЕЛИЧИНА ДІАФРАГМИ. Діафрагмування діючого отвору об’єктиву зменшує яскравість зображення. Звідси є правило, що із зменшенням діафрагми (мається на увазі числове значення) витримка збільшується, а із збільшенням - зменшується. Необхідно підкреслити, що шкала діафрагм оцифрована таким чином, що при зміненні числового значення діафрагми на одне положення витримка зміниться рівно в два рази.
НАЯВНІСТЬ СВІТЛОФІЛЬТРІВ. Застосування світлофільтрів вимагає збільшення часу експонування на величину, вказану на світлофільтрі (наприклад, 2 х); якщо вона не вказана, збільшення витримки визначається дослідним шляхом.
СВІТЛОЧУТЛИВІСТЬ ФОТОМАТЕРІАЛУ. Усі три типи світлочутливих матеріалів мають різну світлочутливість, яка з одного боку визначається ступенем сенсибілізації, а з другого - строком придатності фотоматеріалу.
Малочутливі (несенсибілізовані) шари при рівних умовах вимагають більшого часу експонування, щоб отримати зображення необхідної оптичної щільності. При переході до роботи з ортохроматичними фотошарами час експонування необхідно зменшити, а при переході до роботи з панхроматичними фотошарами ще більше зменшити.
Тобто, витримка при фотографуванні залежить від багатьох умов, тому її майже завжди підбирають і встановлюють дослідним шляхом. Правильною витримкою буде така, при якій лінії малюнка будуть максимально прозорими, а фон чорним і щільним.
Від встановлення правильної витримки залежить якість негатива. При малих, максимально коротких витримках, малюнок на негативі угрубляєтся, всі його елементи потовщюються і в тих випадках, коли вони близько розташовані один від одного, навіть зливаються. Фон одержується недостатньо щільним. Надмірно тривалі витримки, навпаки, призводять до того, що елементи малюнка затягуються, стають недостатньо прозорими і при копіюванні друкарських форм не дають чітких, стійких друкарських елементів.
Неправильно підібрану витримку неможливо компенсувати збільшенням або зменшенням часу проявлення. Якщо витримка дуже велика, то зменшення часу проявлення не зможе дати добрих результатів, тому що не дозволить одержати необхідну щільність фону, а недопроявлений малюнок буде грубим. При надмірно малій витримці збільшення часу проявлення призведе до виникнення вуалі і затягнутості малюнка. Тому потрібно прийняти за правило: при неправильній витримці зразу ж переробити негатив, не витрачуючи часу на його оброблення.
Третє питання. Проявлення - 5 хв.
Фотографічним проявленням називається процес перетворення потаємного фотографічного зображення у видиме під дією проявляючих речовин, відновлюючих іони срібла до металевого стану. Для проявлення експонований матеріал занурюють у водневий розчин проявлювача. Як проявляючі речовини застосовують метил, гідрохінин, фенідин, амідил і т.інш.
Хімічна сутність фотографічного проявлення заключаться у виборочному відновленні іонів срібла емульсійних кристалів до атомів срібла. Створена частка металевого срібла в міліони і міліарди разів більше первопочаткової, одержаної в процесі експонування. Внаслідок цього зображення стає видимим.
Особливістю процесу проявлення є його вибірковість, а саме під дією проявлювача в першу чергу відновлюються кристали, в яких вже є частки срібла(центри потаємного зображення). Швидкість відновлення знаходиться в залежності від ступеня тієї чи іншої ділянки емульсійного шару : більш освітленні ділянки проявлюються з більшою швидкістю, ніж ділянки, які отримали менше освітлення. Відновлення неосвітленого срібла протікає дуже повільно і веде до створення вуалі. Тому процес проявлення не повинен бути надто тривалим, він повинен закінчуватися до виникнення вуалі на світлих місцях фотографічного зображення. Ділянки емульсійного шару, на які під час експонування не діяло світло, зостаються чутливими до світла.
Проявлення проходить в розчині, який складається з наступних складових: проявляюча речовина, прискорююча речовина, захисна речовина, противуалююча речовина та розчинник.
ПРОЯВЛЯЮЧА РЕЧОВИНА. В цей час винайдено і синтезовано багато органічних відновників, які володіють здатністю проявляти. Найбільше практичне застосування знайшли метил, гідрохінон, фенідон.
Метил є одним з енергійних проявляючих речовин, які можна застосовувати для повільного проявлення з одним сульфітом. Метилові проявники дають м’які, добре деталізовані негативи.
Гідрохінон проявлює швидко, створюючи велику оптичну щільність та велику контрасність. Створює значну вуаль, тому, як правило, гідрохінон застосовують з іншими проявляючими речовинами, головним чином з метилом.
Фенідон застосовується, як правило, в суміші з гідрохіноном. Фенідон-гідрохінинові проявники суттєво збільшують світлочутливість фотоматеріалів і дають добрі результати при обробці фототехнічних плівок із штриховим і растровим зображеннями.
ЗАХИСНА РЕЧОВИНА необхідна для захисту проявляючої речовини від дії кисню повітря. Як захисна речовина застосовують натрій сірчанокислий (сульфіт натрія).
Роль сульфіта натрія цим не вичерпується. Розчин сульфіта натрія дещо розчиняє бромисте срібло і цим полегшує проникнення проявляючої речовини до центрів проявлення, які знаходяться не тільки на поверхні емульсійного шару, але і всередині зерен бромистого срібла.
ПРИСКОРЮЮЧІ РЕЧОВИНИ збільшують ступінь дисоціації проявляючої речовини, утворюючи тим самим в розчині велику концентрацію активних проявляючих іонів. Як прискорюючі речовини застосовують речовини, які створюють лужне середовище. Лужне середовище забезпечує високу концентрацію активної форми проявляючої речовини. Луг, крім того, нейтралізує бромистоводневу кислоту, виконуючи тим самим роль прискорювача процесу проявлення. Збільшення концентрації лугів призводить до прискорення процесу проявлення, але необхідно враховувати, що висока лужність проявляючого розчину може призвести до послаблення емульсійного шару і навіть до його зруйнування.
Як прискорюючі речовини частіше всього застосовують слабі луги : натрій вуглекислий (сода), соду кальціоніровану (поташ) або натрій тетраборнокислий (бура). Всі ці речовини діють практично однаково, з тією лише різницею, що бура застосовується при мілкозернистому проявленні.
Крім того, як прискорюючу речовину можна використовувати їдкі луги (KOH, NaOH).
ПРОТИВУАЛІРУЮЧІ РЕЧОВИНИ. Як добавки в проявляючій розчин уводять калій бромистий або бензотріазол.
РОЗЧИННИК. При складанні проявляючих розчинів розчинником завжди є вода. Найбільшу перевагу необхідно віддати дистильованій воді, яка не має хімічних шкідливих сумішів. При відсутності дистилірованої води можна використати звичайну воду, прокип’ятивши її і профільтрувавши перед застосуванням.
Час проявлення практично завжди обмежений і складає 4-5 хв. для м’яких , повільно працюючих проявників.
Вирішальне значення на швидкість проявлення виявляє температура проявляючого розчину. Збільшення температури розчину прискорює процес проявлення. Але при дуже високих температурах (вище +25 С) сильно послаблює міцність емульсійного шару, внаслідок чого він може бути легко пошкоджений.
Перемішування розчину теж прискорює процес проявлення.
Проявлення несенсибілізованих матеріалів можна проводити при червоному світлі. У зв’язку з цим є можливість візуально спостерігати за проходженням проявлення. При проявленні ортохроматичних матеріалів можна допустити тільки темно-червоне освітлення, в зв’язку з чим візуальний контроль за проходженням проявлення трішки важкий. Панхроматичні плівки необхідно обробити в повній темноті. В зв’язку з цим в практиці застосовуються два способи контролю за ходом проявлення : за часом і візуально, шляхом перегляду негативу і оцінки його якості.
Контроль проявлення за часом більш зручний, він дає кращі результати, а при роботі з панхроматичними плівками він обов’язковий. Після проявлення 2-3 фотоплівок час проявлення необхідно збільшувати, тому що розчин виснажується.
Щоб правильно застосувати той чи інший проявник, необхідно знати його властивості. Властивості проявників визначають передусім за ступенем впливу їх на контрастність і зернистість зображення. За ступенем впливу на контрастність всі проявники поділяються на такі групи:
м’які,
нормальні,
контрастні,
особливо контрастні,
надконтрастні.
За ступенем впливу на зернистість зображення всі проявники поділяються на дві групи :
звичайні,
мілкозернисті.
Мілкозернисті проявники відрізняються від звичайних створюючі зображення з більш мілким зерном, так як зернистість впливає на розрішаючу здатність , мілкозернисті проявники створюють зображення з більш точною обробкою деталей зображення.
Четверте питання. Фіксування - 10 хв.
Після проявлення в емульсійному шарі зостається ще дуже багато невідновленого бромистого срібла, яке є світлочутливою речовиною і не дає можливості користуватись негативом, тому що бромисте срібло на світлі буде відновлюватись і утворене срібло завуалює фотографічне зображення. Світлочутливе бромисте срібло необхідно видалити із емульсійного шару.
Хімічною сутністю фіксування є перетворення нерозчинного у воді галоїдного срібла емульсійного шару в добре розчинну у воді комплексну сіль, легко видаляєму із шару при його промиванні водою.
Із усіх речовин, з якими бромисте, хлористе, іодисте срібло утворює розчинні у воді комплексні солі, для фіксування застосовують майже виключно тиосульфат натрія (гіпосульфіт).
Швидкість фіксування залежить від багатьох факторів : складу фіксуючого розчину, його температури, ступеню виснаженості, складу і структури емульсійного шару та інш. Із збільшенням концентрації тиосульфата натрія швидкість фіксування зростає, максимуму приблизно в 40% розчині гіпосульфіту.
У картовидавництві застосовується :
Простий фіксаж.
Кислий фіксаж.
Швидкий фіксаж.
Дубящий фіксаж
Змішані фіксажі.
Температура розчину впливає на час фіксування, але при цьому необхідно мати на увазі, що піднімати температуру фіксажу вище +25 град С не потрібно, так як може виникнути сильне послаблення емульсійного шару і навіть його руйнування. Сильне зниження температури (менше+10 град С)теж не бажане, тому що воне викличе суттєве подовження часу фіксування.
Перемішування розчину також прискорює швидкість фіксування. Фіксуючий розчин повинен рівномірно діяти на на всю поверхню обробляємого шару.
Час повного фіксування може бути різним : при фіксуванні в звичайному фіксажі закінчення фіксування може наступити через 3-4хв.; при використанні швидких кислих фіксажів час фіксування може бути 1хв. Строк закінчення фіксування краще всього встановлювати шляхом перегляду фотоматеріалу: відфіксований фотоматеріал не повинен мати білих плям (колір колоїдного срібла) з боку емульсії. Після зникнення білих плям потрібно потримати негатив у фіксажі ще 2-3 хв для завершення процесу фіксування.
У відпрацьованих фіксажах є значна кількість солей срібла. Тому їх не виливають, а проводять спеціальну обробку для регенерації срібла.
П’яте питання. Промивання. Сушіння. Технічні вимоги до негативів - 10 хв.
Відфіксований негатив добре промивають водою для того, щоб видалити із фотографічного шару гіпосульфіт і солі, утворені в процесі фіксування. Залишившись у фотографічному шарі гіпосульфіт і солі срібла псують зображення, визиваючи в подальшому послаблення його і виникнення жовтих плям.
Промивання проводять, як правило, у проточній воді на протязі 20-30 хв. У випадку відсутності водопроводу промивати можна і в кюветі, міняючи воду 3-4 рази через кожних 5-10 хв.
Процес промивання значно прискорюється при збільшенні температури промиваючої води, але при застосуванні гарячої води можливе пошкодження емульсійного шару. Прискорює процес промивання негативів також морська вода. Час промивання в цьому випадку скорочується у 3-4 рази.
Добре промитий негатив необхідно висушити, так як в процесі його оброблення емульсійний шар набухає, розм’ягчується і вільно може бути зруйнований. Крім того, вологий емульсійний шар добре прилипає до інших сухих предметів, тому також виникає загроза його пошкодження.
Сушіння негативу може проводитись декількома способами, в залежності від наявностіі часу :
Спосіб природного сушіння.
Термічне сушіння з використанням сушільного шкафу.
Вологий спосіб сушіння негативів.