شيمي عكاسي

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: عملی که طی آن ، انرژی تشعشعی در مواد حساس تاثیر کرده و تصویر ضبط می.شود، به اضافه یک رشته عملیات تکمیلی جهت دوام و ثُبات اثر ضبط شده ، عکاسی نامیده می.شود. در واقع عکاسی به معنای نوشتن با نور یا "فوتوگرافی" است که از دو جزء لاتینی "فوتوس" (Photos) به معنای نور و "گرافوس" (graphos) به معنای نوشتن ، مشتق شده است.

تاریخچه و سیر تحولی عکاسی

در سال 1727، "T.H.Schulze" با بعضی از ترکیبات نقره آزمایشهایی انجام داد. در حقیقت او می.کوشید که تصویر صفحه مشبک را بر روی سطحی که پوشیده از مخلوط گچ ، نقره ، اسید نیتریک و سایر مواد شیمیایی بود، بوجود آورد. او دریافته بود که کلرور نقره ، یکی از مهمترین مواد در عکاسی ، بوسیله نور ، سیاه می.شود.

در سال 1802 ، "Humphrey Davy" و "T.Wedgewook" ، سعی کردند تصویر سایه واری را با استفاده از نور و روش شولز بوجود آوردند. آنها از محلول نیترات نقره که روی کاغذ مالیده بودند، استفاده کرده ، جهت ثبت تصویر از دوربینی به نام آبسکورا (جعبه تاریک) استفاده کردند. این وسیله ، جعبه بدون منفذ و بسته ای بود که فقط در قسمت جلوی آن ، یک سوراخ کوچک یا یک عدسی ساده قرار داشت که تصویر را روی کاغذ می.انداخت و این اولین باری بود که با استفاده از عدسی.ها و فعل انفعالات شیمیایی ، ضبط تصور ممکن شد.

اما تصویر حاصل شده ، به علت آنکه که هنوز نمی.دانستند چگونه املاح نقره اضافی را برای جلوگیری از سیاه شدن آن از بین ببرند، بعد از گذشت زمان تیره می.شد. تا اینکه در سال 1837 توسط "J.B.Reade" خاصیت تیوسولفیت سدیم (هیپو) که مواد حساس به نور را در مناطق نور نخورده روی کاغذ زایل می.ساخت، کشف شد. محلول هیپو با ترکیبات نقره ، ترکیباتی را بوجود می.آورد که به راحتی در آب حل می.شد و از روی فیلم و یا کاغذ ، زایل می.گردید.

اولین عکس رنگی

اولین عکس رنگی نیز در تاریخ 17 مه سال 1861 ، بوسیله Clerk Maxwellدر انجمن سلطنتی انگلستان به نمایش گذاشته شد. البته نمی.توان گفت که عکس رنگی خوب و ایده آلی ارائه شد، ولی به هر حال با این کار ، فرایند روش رنگی توضیح داده شد. در سال 1870 ، "دکتر مارکس" ، طریقه ساختن امولسیونی را که با استفاده از ژلاتین و مخلوط کردن آن با برومورنقره بدست می.آمد، معرفی کرد.

صفحات پوشیده از این امولسیون ، برای استفاده در دوربین به دست مصرف کنندگان می.رسید. امروزه امولسیون تقریبا با همان روش قبلی آماده و مصرف
می.شود.

فرایندهای عکاسی

فرایندهای انجام شده برای ثبت تصویر در عکاسی ، عبارتند از: نوردهی ، ظهور ، ثبوت ، شستشو.

نوردهی

در نتیجه هدایت نور، خواه به وسیله دوربین عکاسی دلخواه و خواه بوسیله هر دستگاه عملی دیگر ، بر روی سطحی حساس ، تصویری دید آمده و ثبت می.شود که "تصویر مخفی" نامیده می.شود. تصویر مخفی ، قابل رویت نبوده و فقط با اعمال روشهای خاص بعدی یعنی عمل ظهور می.توان آن را قابل رویت ساخت و در حقیقت ، زمانیکه مواد عکاسی (فیلم تخت ، فیلم حلقه.ای ، کاغذ) در دوربین ، اگراندلسیور یا دستگاه چاپ ، نور می.بیند، هالوژنهای نقره درون امولسیون آنها به وسیله نور متاثر شده، موجب بروز فعل و انفعالات شیمیایی می.شود و در نتیجه تصویر مخفی بوجود می.آورد که بعدها در اثر عمل ظهور قابل رویت می.شود.

امولسیون.های عکاسی

خمیر مایه حاصل از پخش یکنواخت هالوژنهای نقره (کلرور نقره یا برمورنقره یا یدورنقره) ژلاتین را "امولسیون عکاسی" می.نامند. تهیه امولسیون یکی از کارهای دقیق و حساس در عکاسی است و مراحل تولید آن به شرح زیر می.باشد: معادله شیمیایی که اساس تولید امولسیون عکاسی می.باشد، عبارت است از:

AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3
برای تهیه امولسیون به شکل ساده آن ، محلول ده درصد نیترات نقره را به محلولی که شامل ژلاتین و کلرورپتاسیم است، افزوده و آن را به شدت به هم می.زنند، به این ترتیب ، بلورهای بسیار ریز کلرور نقره (AgCl) به تدریج و به مقدار زیاد بدست می.آید. سپس امولسیون حاصل را تا میزان مشخصی که معمولا حدود 90 درجه فارینهایت (33 درجه سانتی.گراد) است، برای چندین ساعت حرارت می.دهند. طی این عمل بلورهای هالوژن نقره (کلرور نقره) که بسیار ریز و دارای حساسیت کم است در محلول حل شده ، به دانه های بزرگتر تبدیل می.شوند که این دانه.ها هم یکنواخت.تر و هم نسبت به نور حساستر هستند.

کلیه این اعمال فقط با وجود ژلاتین قابل اجراست. برای تکمیل امولسیون ، مواد شیمیایی دیگری نظیر عامل سخت.کننده جهت جلوگیری از شل شدن و حل شدن امولسیون در مراحل مختلف ظهور ، عامل حساس کننده جهت افزایش حساسیت امولسیون به رنگهای مختلف طیف نور و غیره به آن می.افزایند.

سپس امولسیون آماده شده برای مصرف ، نسبت به نوع استفاده ای که از آن خواهد شد، روی سطوحی چون شیشه ، فیلم و کاغذ و غیره مالیده و بسته.بندی می.شود.

حساسیت هالوژن.های نقره به نور

اگر در تهیه امولسیون ، به جای کلرورپتاسیم ، برمورپتاسیم بکار برده شود، برمورنقره (AgBr) و یا یدور نقره (AgI) تولید می.شود که آنها نیز حساس به نور هستند. این سه ترکیب را هالوژنهای نقره می.نامند که از اجزاء اصلی امولسیونهای مورد مصرف در غالب زمینه.های عکاسی هستند و حساسیت هالوژنها به نور به ترتیب کلرور ، برمور و یدور نقره افزایش می.یابد. به این ترتیب که برمورنقره حساس.تر و یا سریع.تر از کلرونقره است. در نتیجه می.توان گفت که امولسیون مورد مصرف در ساختن فیلم.ها ، بیشتر از برمور نقره و گاهی هم در صد کمی از یدور نقره تشکیل می.شود.

هالوژنهای نقره فقط قسمتی از طیف نور یعنی طول موجی در حدود 500 میلی میکرون را جذب می.کنند و با افزودن مواد حساس کننده ، حساسیت امولسیون به نور بیشتر می.شود. مثلا پاره ای از مواد آلی ، امولسیون را نسبت به اشعه ماوراء بنفش حساس می.کنند و بعضی از این مواد حتی قادرند حساسیت فیلم را تا طول موجی برابر 1250 میلی میکرون گسترش دهند.

بسیاری از این امولسیون های حساس به اشعه ماوراء بنفش در عکسبرداری هوایی ، ستاره شناسی و سایر تحقیقات علمی و فنی که نیاز به عکسبرداری دارند، حائز اهمیت بسیاری هستند.

فرایند ظهور در عکاسی

فرایندی که طی آن ، در اثر فعل و انفعالات شیمیایی محلولهای ظهور با املاح نقره نورخورده درون امولسیون ، تصویر مخفی به تصویر قابل رویت تبدیل می.شود، عمل ظهور نامیده می.شود. تصویر مخفی ، متشکل از بلورهای بسیار ریز نورخورده املاح نقره است و زمانی که در تماس با ظاهر کننده.ها قرار می.گیرد، هالوژنهای نقره به نقره آزاد ، احیا شده و از تجمع نقره آزاد ، تصویر شکل می.گیرد و عامل ظهور نیز اکسید می.شود.

محلولهای ظهور عکاسی

محلولهای ظهور ، امولسیونهای سیاه _ سفید بسیار متنوعی هستند و می.توان گفت، برای هر منظوری ، از محلول ظهور خاصی استفاده می.شود. ولی بطور کلی محلولهای ظهور ، حاوی مواد زیر می.باشند:

حلال

برای مخلوط کردن مواد شیمیایی مختلف یک فرمول ظهور ، از آب بعنوان حلال استفاده می.شود، از آن رو که محلول حاصله بتواند در امولسیون ، نفوذ کرده و جذب آن شود. در برخی از مواد خاص ، مثل بعضی از انواع ظاهر کننده.های غلیظ ، مواد حل کننده دوم و یا سومی نیز لازم است تا مواد شیمیایی به صورت محلول بمانند. ماده ای مثل دی.اتیلن گلیکول که به عنوان نگهدارنده مواد آلی بکار می.رود.

عامل ظهور

عوامل ظهور ، ترکیبات شیمیایی پیچیده آلی هستند که وقتی در محلول ظهور حل می.شوند، دارای قابلیتی می.شوند که هالوژنهای نقره نورخورده را ظاهر می.سازند. ولی با هالوژنهای نور نخورده هیچگونه فعل انفعالاتی انجام نمی.دهند. به عبارت دیگر ، آنها احیا کننده های هستند که الکترونهای لازم جهت احیا شدن یونهای نقره و تبدیل آنها به فلز نقره را آزاد می.کنند.

بیشتر عوامل ظهور که بطور معمول از آنها استفاده می.شود، از خانواده بنزن هستند که عبارتند از: هیدروکینون ، اِلون با نام شیمیایی پاراآمینوفنل ، کاتکول (C4H4(OH)4) ، دیانول ، دولمی ( (C6H3OH (NH3Cl2) ، کودورول (OH , C6H4.NH(CH3COOH) ، آمیدول ، گلیسین ، متول و...

مواد نگهدارنده (محافظ)

عامل نگهدارنده یا محافظ که معمولا سولفیت سدیم (Na2SO4 ) است. اکسیداسیون محلول ظهور را متوقف ساخته و از تیره شدن رنگ آن جلوگیری می.کند. رنگ محلول ظهور اگر چه سرانجام در اثر استفاده تغییر می.کند، لیکن وجود نگهدارنده در محلول باعث می.شود که مقدار بیشتری امولسیون نور خورده در محلول ظاهر شده و رنگ آن هم دیرتر تغییر کند.

مواد فعال کننده

در محلولهای خنثی ، بسیاری از عوامل ظهور ، قادر به ظهور املاح هالوژنه نقره نور خورده نیستند. به همین دلیل ، در محلول ظهور از مواد قلیایی مخصوصی استفاده می.شود تا عوامل ظهور را فعالتر سازند. افزایش فعالیت عامل ظهور با بکار بردن مواد قلیایی مختلف و میزان قدرت و ضعف آن ، کنترل می.شود. معمولترین فعال کننده.ها به ترتیب افزایش حالت قلیایی آنها عبارتند از: براکس (Na2B4O7,10H2O)، کدالک(NaBO4,4H2O)و کربنات سدیم (Na2CO3) و سود سوزآور (NaOH). سولفیت سدیم که به عنوان نگهدارنده هم مصرف می.شود، دارای خاصیت قلیایی ضعیفی است و به همین دلیل در پاره ای موارد از ماده قلیایی دیگری استفاده نمی.شود.

مواد مانع شونده (ضد خفگی)

ماده ضد خفگی ، ظهور هالوژنهای نقره نور نخورده را به تاخیر انداخته و یا از آن جلوگیری می.کند. در حقیقت مانع از آن می.شود که نقاطی در امولسیون که فاقد تصویر هستند، با ظهورشان سبب خفگی امولسیون شوند و معمولا از برمورپتاسیم بعنوان عامل خفگی استفاده می.شود. یونهای برم حاصل از یونیزه شدن برمورپتاسیم به سطح بلورهای نقره جذب شده و باعث کاستن اثر محلول ظهور روی هالوژنهای نقره نور نخورده می.شود و بنابراین از ظهور بی.مورد آنها جلوگیری و در نتیجه ، حالت خفگی امولسیون هنگام ظهور کاملا از بین می.رود.

اجزای ترکیبی دیگر

مواد متفرقه دیگری نیز گهگاه جهت مقاصد خاصی به محلول ظهور اضافه می.شوند:

در مواقعی که محلول ظهور در درجه حرارتهای بیش از معمول مورد استفاده قرار گیرد، به آن سولفات سدیم (NaSO4) اضافه می.گردد تا از حل شدن ژلاتین در محلول و از هم پاشیدگی امولسیون جلوگیری شود. استفاده از تیوسولفات سدیم (NaCNS) برای از بین بردن و حل کردن جزئی از هالوژنهای نقره. استفاده از ماده شیمیایی ضد کلسیم ، باعث سنگینی آب و ایجاد رسوبهای لجن مانند در محلولهای ظهور و کثیف شدن سطح کاغذ چاپ هنگام ظهور می.شود. در محلولهای ظهور رنگی نیز از مواد شیمیایی آلی پیچیده ای به نام "کوپلر جفتگر" استفاده می.شود. فرایند ثبوت در عکاسی

به دنبال عمل نوردهی ، فقط قسمتهایی از مواد حساس به نور ، تبدیل به تصویر مخفی شده که بعد از مرحله ظهور نمایان می.شود. بخشی که تحت تاثیر نور قرار نگرفته و در مرحله ظهور تغییری نکرده است، با نور خوردن محدود ، سیاه می.شود. برای جلوگیری از این امر ، از محلولهای شیمیایی خاصی به نام "حمام ثبوت" استفاده می.شود. در واقع مقصود از به کار بردن حمام ثبوت این است که هالوژنهای نقره نور نخورده را از امولسیون جدا کرده و بدین وسیله تصویری ثابت و دایمی حاصل می.شود.

حمام های ثبوت حاوی ترکیبات زیر می.باشد: تیوسولفات سدیم "هیپو" Na2S2O3,5H2O و تیوسولفات آمونیوم NH4)2S2O3 ) برای حل کردن هالوژنهای نقره ، اسید ضعیفی مانند اسید استیک برای خنثی کردن ماده قلیایی که ممکن است از محلول ظهور به محلول ثبوت انتقال یابد، سولفیت سدیم بعنوان ماده نگهدارنده یا محافظ ، زاجها به عنوان سخت کننده امولسیون جهت جلوگیری از بوجود آمدن آسیبهای احتمالی فیزیکی مانند خراش و غیره هنگام شستشو ، بافرها برای ثبت PH محلول.

حل شدن هالوژنهای نقره نور نخورده

تیوسولفات "هیپو" با یونهای نقره ، ترکیب ثابتی را بوجود می.آورد که این ترکیب از تمرکز یا افزایش تعداد یونهای نقره آزاد به طور موثری در محلول جلوگیری می.کند. این امر سبب می.شود که برمورنقره و سایر هالوژنهای نقره ، به تدریج و دائما در محلول حل شده و درنتیجه ، سدیم و آمونیوم موجود در محلول ثبوت ، مانند حلال هالوژنهای نقره عمل کنند.

فرایند شستشو در عکاسی

در فرایند عکاسی ، از آب جهت زدودن مواد شیمیایی که در هر مرحله ، درون امولسیون بوجود می.آید و به خاطر عدم انتقال آن مواد به مراحل بعدی که سبب آلوده شده آن می.گردد، استفاده می.شود. همچنین ، از آب جهت شستشوی نهایی استفاده می.شود تا مواد شیمیایی باقیمانده در امولسیون از آخرین مرحله آن (مرحله ثبوت) نیز کاملا زایل شده و باعث خرابی تدریجی تصویر نشود.

نگاتیف (تصویر منفی)

تصویری که طی مراحل ذکر شده حاصل می.شود، کاملا مانند "موضوع" نیست؛ یعنی آنچه که سفید و روشن است در تصویر ، تیره و آنچه تیره و سیاه است در تصویر ، سفید دیده می.شود. این محصول را تصویر منفی "نگاتیف" می.نامند که باید با عمل چاپ ، تصویری بدست آورد تا شبیه موضوعی دیده شود که از آن عکسبرداری شده است. (تصویر مثبت)

ظهور مثبت (ریورسال)

فرایند ظهور مثبت ، بوجود آمدن تصویری مثبت و یا به عبارت دیگر ، تصویری مانند موضوع اصلی مورد عکسبرداری می.شود. از این فرایند در تولید فیلمهای آماتوری عکاسی ، عکسهای مثبت "اسلاید" سیاه - سفید برای استفاده در تلویزیون ، تولید و تکثیر نسخه.های خطی و نظایر آن در امور گرافیک و طراحی و چاپ و در پاره ای موارد در فیلمهای رنگی سینمایی ، تکثیر و تولید اسلایدهای نمایش و نظایر آن استفاده بسیاری می.شود.

در فرایند ظهور مثبت ، برگردان (ریورسال) ، تصاویر منفی به طرق خاصی شستوش داده شده و از بین می.روند و به بقیه مواد حساس نور نخورده ، مجددا تحت شرایطی نور داده شده و به جای آنکه عمل ثبوت روی آنها انجام گیرد، مرحله ظهور ادامه پیدا می.کند. تصویر نهایی در این صورت شبیه موضوع اصلی خواهد شد.

فرایند ظهور رنگی

طی سال 1879 ، ملاحظه شد که بعضی از عوامل ظاهر کننده عکاسی ، هنگام ظهور تصاویر ، باعث سخت شدن ژلاتین نیز می.شوند. ضخامت و میزان سخت شدن ژلاتین ، نسبت مستقیمی با مقدار نقره ای که هنگام ظهور مبدل به تصویر قابل رویت می شود، دارد. ژلاتین سخت نشده در قسمتهای بدون تصویر را می.توان با آب گرمی در حدود 120 درجه فارینهایت شسته و از بین برد. نتیجه و حاصل کار ، به صورت تصویر برجسته ژلاتین به جا می.ماند. این عمل را "ظهور برجسته" می.نامند و اهمیت زیادی در برخی از فرایندهای ظهور چاپ رنگی دارد.

در ظهور برجسته ، عمل اکسیداسیون باید آزاد باشد تا در نتیجه ، محلول ، عملیات لازم را روی ژلاتین انجام داده و آن را سخت کند.
تصاویر برجسته ژلاتین تولید شده در عمل ظهور قادرند که نسبت به ضخامت خود ، اگر در محلولهای مناسب قرار گیرند، مقداری رنگ جذب کنند و رنگ جذب شده را به سطح مناسبی که در تماس کامل با خطوط برجسته تصویر قرار می.گیرد، انتقال دهند.

در ظهور رنگی ، نقره (در امولسیون) به نسبت نوری که به هالوژنهای نقره تابیده شده، آزاد می.شود و همزمان با آن ، مواد فرعی تولید شده در اثر اکسیداسیون محلول ظهور با جفتگرهای رنگی "کوپلرها" فعل و انفعالاتی انجام می.دهد و در نتیجه تصویر رنگی به نسبت مقدار نقره آزاد شده حاصل می.شود. بنابراین ، هنگام عمل ظهور رنگی ، تصویری که حاصل می.شود متشکل از نقره و مواد رنگی به نسبتی است که نور به هالوژن خورده است.

این نکته لازم به تذکر است که قسمتی از مولکول جفتگرها در به وجود آوردن مواد رنگی و قسمت دیگر آن ، در تولید ماده ای قابل حل و نفوذ به طبقات مختلف امولسیون موثر است. نوع جفتگر و محلول ظهور ، در ثبات رنگ حاصله و حلال بودن آن تاثیر به سزایی دارند. آلفا- نفتول و کلرو- آلفا- نفتول دو نمونه ای از جفتگرهای رنگی هستند.

محلولهای ظهور رنگی

بطور کلی ، یک محلول ظهور رنگی دارای همان ترکیباتی است که یک محلول ظهور سیاه - سفید دارد. ترکیباتی چون عامل ظهور ، فعال کننده ، محافظ و عامل ضد خفگی و غیره. همچنین محلول ظهور دارای ترکیبات اضافی دیگری است، حتی اگر جفتگرهای رنگی در درون امولسیون باشند.

عامل ظهور رنگی

برای ظهور رنگی ، عامل ظهور به خصوصی مورد نیاز است که بتواند به واسطه عمل اکسیداسیون ، با جفتگیرهای رنگی ترکیب شده و تصویر رنگی را بوجود آورد. برای نمونه ، دی متیل- پارا- فنیلن دی آمین و 4- آمینو- ان- اتیل- ان- (بتا متان - سولفونامیدو اتیل)- ام- تولوییدن سسکوسولفات مونوهیدرات را می.توان نام برد.

عامل تشدید کننده

از الکل بنزیلیک ، جهت تسریع نفوذ عامل ظهور به همه لایه های مختلف امولسیون رنگی استفاده می.شود و برای حل کردن هالوژنهای نقره از سولفات اتیلن دی.آمین استفاده می.شود.

عامل فعال کننده

برای این منظور ، از دو ماده شیمیایی قلیایی ، سود سوزآور و فسفات تری سدیک استفاده می.شود.

عامل نگهدارنده (محافظ)

اگر چه در محلولهای ظهور رنگی از سولفیت سدیم به عنوان ماده محافظ استفاده می.شود، اما غلظت آن خیلی کمتر از آن است که در محلولهای ظهور سیاه - سفید بکار می.رود.

عامل ضد خفگی

برومورپتاسیم یا یدورپتاسیم با غلظت کمتر از آنچه که در محلولهای سیاه- سفید بکار می.رود، به عنوان عامل ضد خفگی به کار برده می شود.

جفتگر کمکی

در بسیاری از ظهورهای رنگی ، کنترل میزان کنتراست رنگها مشکل است. به همین جهت ، ترکیبات خاصی چون اسید سیترازینیک را می.توان به محلول ظهور افزود تا با برخی از ترکیبات حاصله از اکسیداسیون درون محلول ترکیب شده و ماده بی.رنگی تولید کند. این عمل ، میزان نقره و رنگهای حاصله از آن را در تصویر کنترل کرده و در نتیجه ، میزان کنتراست تصویر رنگی کنترل می.شود.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 1497]