Сегодня трудно представить, что фотографии когда-то не существовало — так мы сжились и свыклись с нею. Однако открытие фотопроцесса было совершено всего лишь в 1839 г. Выдающийся советский физик академик С.И. Вавилов сравнивал его по значению с изобретением книгопечатания.
Термин «фотография» происходит от греческих слов фото — свет и графо — пишу. Таким образом, фотография в переводе на русский язык дословно означает светопись. В современном широком смысле фотография — это регистрация изображения на специальном материале (бумаге, пленке, пластинке).
Значение бытовой и художественной фотографии, а также кинематографа может оценить любой человек. Огромные возможности, которые открывают фотографические процессы в науке и технике, известны гораздо меньше. Их же широко используют для записи движений в механике, акустике, электротехнике и других областях подобно тому, как это делается в кинематографе. Высокоскоростная фотография с частотой выше 10000 кадров в секунду широко применяется для изучения быстропротекающих процессов — баллистических, пиротехнических и др. Наоборот, автоматическая регистрация на пленке какого-либо медленного явления через относительно большие промежутки времени позволяет «сжать» информацию и дает возможность визуально наблюдать динамику медленно протекающих процессов, например роста растений.
Краткая история изобретения и развития фотографии. Путь к современной фотографии был непростым и довольно длительным. Еще в 1727 г. немецкий химик Шульце обнаружил чувствительность солей серебра к свету. Эти соли темнели на свету, а в темноте оставались без изменения. Уместно отметить, что за два года до Шульце сообщение о действии света на химические соединения было сделано русским государственным деятелем и дипломатом А.П. Бестужевым-Рюминым. В 1777 г. выдающийся шведский химик Шееле установил, что эффективность воздействия света на хлорид серебра AgCl зависит от длины волны. Для регистрации света он впервые использовал бумагу, на поверхность которой был нанесен хлорид серебра. Разложение хлорида серебра Шееле выразил схематическим уравнением
2AgCl — [свет] → 2Ag + Cl2
которое считается вполне правомерным и на сегодняшний день. Потемнение соли вызывается образующимся металлическим серебром. Таким образом, участки бумаги, на которые попадал свет, темнели, а незасвеченные оставались неизменными. Для истории развития фотографии важно и то, что Шееле впервые предложил способ закрепления (фиксации) изображения, получающегося на засвеченных участках. Для этого он использовал раствор аммиака, который растворял незасвеченный хлорид серебра в соответствии с уравнением
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
Поскольку хлорид серебра удалялся, то дальнейшее действие света на материал прекращалось. К сожалению, этот способ фиксации изображения, как и способ получения изображения, был надолго оставлен без внимания.
Важный этап в развитии фотографического процесса связан с именем парижского художника-декоратора Дагерра. В 1835 г. он завершил разработку процесса, который впоследствии получил название дагерротипии. Его сущность заключается в следующем: отполированную серебряную пластинку вносили в пары иода. В результате на ее поверхности появлялся слой иодида серебра в соответствии с уравнением
2Ag + I2 = 2AgI
Пластинку экспонировали в камере-обскуре[1] — прототипе фотографического аппарата (рис. 4).
Рис. 4. Схема образования изображения в камере-обскуре
1 — лучи света; 2 — отверстие малого диаметра; 3 — светочувствительная пластинка
В результате длительного экспонирования на пластинке получалось слабое изображение (скрытое изображение), создаваемое атомами металлического серебра:
2AgI → 2Ag + I2
Затем пластинка помещалась в темную камеру, содержащую пары ртути. Ртуть взаимодействует с металлическим серебром с образованием сплава — амальгамы серебра. Таким путем происходит усиление изображения за счет увеличения массы, т.е. происходит проявление скрытого изображения. Поскольку на поверхности пластинки оставалось много AgI, то она продолжала оставаться светочувствительной. Чтобы «закрепить» изображение, нужно удалить с поверхности иодид серебра. Дагерр использовал для этой цели теплый раствор NaCl. При обработке этим раствором пластинки происходила реакция