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传统胶片小知识

虽然使用电子图像感应器感光的数码相机已经成为当今市场的主流,但不少摄影发烧友仍坚守着胶片相机;对于今天的大部分入门爱好者而言,胶片已经渐渐变为一个“神秘的传说”。或许我们看到过它,但却未必了解胶片的基本工作原理和化学成分组成。为此我们邀请资深摄影爱好者饭饭为大家做详细的介绍。

凡是见光后,可随光线强弱发生不同变化而产生“潜影”、再经过一定的化学或物理方法处理能产生可见影像的摄影材料,即被称为“感光材料”;胶片、CCD、CMOS皆是。如今数码相机的图像传感器采用光电能量转换来产生图像,而传统胶片则主要采用化学变化来达到相同的目的。胶片的感光材料可分为银盐胶片和非银盐胶片两类,本文介绍的是第一种——银盐胶片(下面简称胶片)的主要化学组成及性能。

 

摄影知识:摄影胶片的化学组成及性能

 

胶片显影

首先我们要知道,胶片主要由“感光乳剂”和“乳剂支持体”构成。感光乳剂的主要成分是明胶和颗粒状卤化银,卤化银均匀的分散于明胶中;而支持体因用途不同可为纸基、片基和玻璃,它们和感光乳剂的结合产物分别对应为照相纸、胶片和硬片(干板)。接下来我们详细谈谈卤化银、明胶的具体化学组成以及对于显影性能的影响。

●卤化银

所谓“银盐”是指卤素与金属银形成的化合物的总称,这里我们主要讨论氯化银、溴化银和碘化银。氯化银微溶于水,分子量越高的银盐,溶解度越低;它对波长很短的紫色区域及紫外线感光;溴化银对蓝色区域光线感光;碘化银的作用重在增加感光范围。如添加碘化银和溴化银的混合乳剂,感光范围达到500毫微米。

 

摄影知识:摄影胶片的化学组成及性能

 

照相乳剂中的卤化银成分不同,感光灵敏度则不同,按感光速度快慢排列的次序是——溴化银中加入微量碘化银的乳剂感光速度最快、溴化银第二、氯化银最慢。根据这些特性,一般来说负片乳剂中含有溴化银和少量碘化银,而氯化银仅适用于低速正片乳剂。卤化银晶体颗粒直径范围为20~50微米到50纳米间,大部分直径大小在0.1~4微米。依其类型、形态、大小及分布状况,在很大程度上决定了感光材料的性能,如感光快慢、解像力、反差等。如常用氯化银来得到较细的颗粒、较高的反差或是使得影像色调偏向棕黑色。

●明胶

明胶是从动物的皮、骨头中提炼出的一种高级动物胶,明胶是胶片感光材料的制备中用量最大,性能最复杂的原料,具备多种作用,主要有如下三点:

1、分散和悬浮卤化银,防止其沉积——明胶的粘性特性使乳剂能够在片基上涂敷成膜,形成厚薄均匀的乳剂层,防止脱落。明胶能被吸附于卤化银晶体表面,达到均匀分离晶体,防止聚集和沉积的作用,这是银盐感光材料可以形成清晰准确影像的重要原因。明胶的浓度对感光性能有一定影响,如增加浓度可形成更细的卤化银颗粒,达到降低感光度和增加反差的结果。

2、显影时,有明胶包裹卤化银颗粒,是感光差别平行于显影差别的必要条件——卤化银活泼的化学性质在感光后会立刻被还原。明胶的化学惰性包裹卤化银后,可对其自发还原产生阻力,使显影过程中的卤化银还原反应产生时间差,首先从感光强的部分开始,还原出图像。

3、明胶中的增感和抑制物质,能提高乳剂的感光度和抑制灰雾——明胶内的杂质按作用分类可费为含硫增感剂(硫化物杂质)、还原增感剂(醛类和还原酮)和抑制剂(接近明胶分子量的含硫蛋白质)。硫化物杂质能导致含银原子弹感光核所生成,增加卤化银晶体外感光核数量,提高感光速度。另外,明胶可在卤化银的还原反应中用掉卤素离子,防止和减少卤素离子和银的重新结合,从而提高乳剂层感光效率。不同原料的明胶含有三种物质的不同比例,产生不同的特点,如小牛皮可制出抑制性最高的明胶,鲸鱼皮明胶的灰雾少,但感光度不高。

 

摄影知识:摄影胶片的化学组成及性能

 

富士彩色胶卷

●乳剂层内的其他成分

1、增感剂——卤化银只对光谱的紫外,紫色和蓝色区域光线敏感,对绿、黄、红光几乎不起作用,因此纯粹的卤化银和人的视觉感知波长交集,重合的仍不够满意。增感剂的作用,就是为了提高卤化银的感光速度和扩大感光范围。增感剂可分为化学增感剂和光学增感剂两大类。有些有机染料可吸收长波长光,并将吸收的能量传递给卤化银,达到唱波长光的感光效果,添入这类染料以达到增感效果的行为称为光学增感。光学增感剂将卤化银乳剂的敏感光谱最大扩大到红外光,提高感光范围,也提高了感光速度。乳剂制造过程中加入微量的含硫化合物、还原剂或重金属盐,它们与卤化银发生反应,生成银、金或者硫化银,形成微小的质点,这些附着于卤化银晶体边角的质点就是感光核,在后面的感光原理中会继续阐述其作用。感光核会提高卤化银晶体对蓝光、紫光的感光速度。这类行为称为化学增感。化学增感对红、绿光仍不敏感。

2、稳定剂——稳定剂的主要作用为稳定已配制好的银盐乳剂的感光速度,减缓其感光度在存储过程中发生的变化。

 

 

3、涂布添加剂——添加剂的工艺主要用于乳剂的均匀涂敷、防灰雾、坚固明胶、防腐、防霉。 介绍完了胶片的各种成分,我们最后谈谈照相性能的存放时间曲线及其吸水性、保存湿度和温度的问题。如感光乳剂的增感剂与稳定剂达到平衡,胶片具有最佳成像性能和最低灰雾水平。而胶片出厂后,卤化银仍在进行缓慢的化学变化;故而胶片的感光性能在生产数月后会有所下降,而在这之后的数月到数年间则能保持较长时间的稳定性能,数年后会再次遇到一次性能下降的阶梯。此外,潮湿的空气对胶片有着敏感微妙的影响。比如冲洗后的胶片,一般推荐置于50%湿度环境下干燥,能使胶片的卷曲、脆性、静电、粘连和尺寸稳定等特性处于最佳状态。吸水性特点对保存胶片提出了要求,通常推荐环境湿度不高于70%,否则容易生霉。保存对温度也有要求,通常越低越好,值得注意到是,温度对胶片产生的有害影响是可以累积的,意即温度不良环境下保存的胶片,即使得到改善的温度环境,其已衰减的感光特性不可恢复。大多数黑白和彩色胶片的保存温度按照保存时间有所差别,一般为:保存为2个月、6个月和12个月时,温度分别为25℃、15℃和10℃。不论胶片保存多久,所处环境温度不应高于27℃。 

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