تاريخچه و سير تحولي عکاسي

در سال 1727، "T.H.Schulze" با بعضي از ترکيبات نقره آزمايشهايي انجام داد. در حقيقت او مي‌کوشيد که تصوير صفحه مشبک را بر روي سطحي که پوشيده از مخلوط گچ ، نقره ، اسيد نيتريک و ساير مواد شيميايي بود، بوجود آورد. او دريافته بود که کلرور نقره ، يکي از مهمترين مواد در عکاسي ، بوسيله نور ، سياه مي‌شود.
در سال 1802 ، "Humphrey Davy" و "T.Wedgewook" ، سعي کردند تصوير سايه واري را با استفاده از نور و روش شولز بوجود آوردند. آنها از محلول نيترات نقره که روي کاغذ ماليده بودند، استفاده کرده ، جهت ثبت تصوير از دوربيني به نام آبسکورا (جعبه تاريک) استفاده کردند. اين وسيله ، جعبه بدون منفذ و بسته اي بود که فقط در قسمت جلوي آن ، يک سوراخ کوچک يا يک عدسي ساده قرار داشت که تصوير را روي کاغذ مي‌انداخت و اين اولين باري بود که با استفاده از عدسي‌ها و فعل انفعالات شيميايي ، ضبط تصور ممکن شد.
اما تصوير حاصل شده ، به علت آنکه که هنوز نمي‌دانستند چگونه املاح نقره اضافي را براي جلوگيري از سياه شدن آن از بين ببرند، بعد از گذشت زمان تيره مي‌شد. تا اينکه در سال 1837 توسط "J.B.Reade" خاصيت تيوسولفيت سديم (هيپو) که مواد حساس به نور را در مناطق نور نخورده روي کاغذ زايل مي‌ساخت، کشف شد. محلول هيپو با ترکيبات نقره ، ترکيباتي را بوجود مي‌آورد که به راحتي در آب حل مي‌شد و از روي فيلم و يا کاغذ ، زايل مي‌گرديد.

اولين عکس رنگي

اولين عکس رنگي نيز در تاريخ 17 مه سال 1861 ، بوسيله Clerk Maxwellدر انجمن سلطنتي انگلستان به نمايش گذاشته شد. البته نمي‌توان گفت که عکس رنگي خوب و ايده آلي ارائه شد، ولي به هر حال با اين کار ، فرايند روش رنگي توضيح داده شد. در سال 1870 ، "دکتر مارکس" ، طريقه ساختن امولسيوني را که با استفاده از ژلاتين و مخلوط کردن آن با برومورنقره بدست مي‌آمد، معرفي کرد.
صفحات پوشيده از اين امولسيون ، براي استفاده در دوربين به دست مصرف کنندگان مي‌رسيد. امروزه امولسيون تقريبا با همان روش قبلي آماده و مصرف مي‌شود.

فرايندهاي عکاسي

فرايندهاي انجام شده براي ثبت تصوير در عکاسي ، عبارتند از: نوردهي ، ظهور ، ثبوت ، شستشو.

نوردهي

در نتيجه هدايت نور، خواه به وسيله دوربين عکاسي دلخواه و خواه بوسيله هر دستگاه عملي ديگر ، بر روي سطحي حساس ، تصويري ديد آمده و ثبت مي‌شود که "تصوير مخفي" ناميده مي‌شود. تصوير مخفي ، قابل رويت نبوده و فقط با اعمال روشهاي خاص بعدي يعني عمل ظهور مي‌توان آن را قابل رويت ساخت و در حقيقت ، زمانيکه مواد عکاسي (فيلم تخت ، فيلم حلقه‌اي ، کاغذ) در دوربين ، اگراندلسيور يا دستگاه چاپ ، نور مي‌بيند، هالوژنهاي نقره درون امولسيون آنها به وسيله نور متاثر شده، موجب بروز فعل و انفعالات شيميايي مي‌شود و در نتيجه تصوير مخفي بوجود مي‌آورد که بعدها در اثر عمل ظهور قابل رويت مي‌شود.

امولسيون‌هاي عکاسي

خمير مايه حاصل از پخش يکنواخت هالوژنهاي نقره (کلرور نقره يا برمورنقره يا يدورنقره) ژلاتين را "امولسيون عکاسي" مي‌نامند. تهيه امولسيون يکي از کارهاي دقيق و حساس در عکاسي است و مراحل توليد آن به شرح زير مي‌باشد: معادله شيميايي که اساس توليد امولسيون عکاسي مي‌باشد، عبارت است از:
AgNO3 + KCl ? AgCl + KNO3
براي تهيه امولسيون به شکل ساده آن ، محلول ده درصد نيترات نقره را به محلولي که شامل ژلاتين و کلرورپتاسيم است، افزوده و آن را به شدت به هم مي‌زنند، به اين ترتيب ، بلورهاي بسيار ريز کلرور نقره (AgCl) به تدريج و به مقدار زياد بدست مي‌آيد. سپس امولسيون حاصل را تا ميزان مشخصي که معمولا حدود 90 درجه فارينهايت (33 درجه سانتي‌گراد) است، براي چندين ساعت حرارت مي‌دهند. طي اين عمل بلورهاي هالوژن نقره (کلرور نقره) که بسيار ريز و داراي حساسيت کم است در محلول حل شده ، به دانه هاي بزرگتر تبديل مي‌شوند که اين دانه‌ها هم يکنواخت‌تر و هم نسبت به نور حساستر هستند.
کليه اين اعمال فقط با وجود ژلاتين قابل اجراست. براي تکميل امولسيون ، مواد شيميايي ديگري نظير عامل سخت‌کننده جهت جلوگيري از شل شدن و حل شدن امولسيون در مراحل مختلف ظهور ، عامل حساس کننده جهت افزايش حساسيت امولسيون به رنگهاي مختلف طيف نور و غيره به آن مي‌افزايند.
سپس امولسيون آماده شده براي مصرف ، نسبت به نوع استفاده اي که از آن خواهد شد، روي سطوحي چون شيشه ، فيلم و کاغذ و غيره ماليده و بسته‌بندي مي‌شود.

حساسيت هالوژن‌هاي نقره به نور

اگر در تهيه امولسيون ، به جاي کلرورپتاسيم ، برمورپتاسيم بکار برده شود، برمورنقره (AgBr) و يا يدور نقره (AgI) توليد مي‌شود که آنها نيز حساس به نور هستند. اين سه ترکيب را هالوژنهاي نقره مي‌نامند که از اجزاء اصلي امولسيونهاي مورد مصرف در غالب زمينه‌هاي عکاسي هستند و حساسيت هالوژنها به نور به ترتيب کلرور ، برمور و يدور نقره افزايش مي‌يابد. به اين ترتيب که برمورنقره حساس‌تر و يا سريع‌تر از کلرونقره است. در نتيجه مي‌توان گفت که امولسيون مورد مصرف در ساختن فيلم‌ها ، بيشتر از برمور نقره و گاهي هم در صد کمي از يدور نقره تشکيل مي‌شود.
هالوژنهاي نقره فقط قسمتي از طيف نور يعني طول موجي در حدود 500 ميلي ميکرون را جذب مي‌کنند و با افزودن مواد حساس کننده ، حساسيت امولسيون به نور بيشتر مي‌شود. مثلا پاره اي از مواد آلي ، امولسيون را نسبت به اشعه ماوراء بنفش حساس مي‌کنند و بعضي از اين مواد حتي قادرند حساسيت فيلم را تا طول موجي برابر 1250 ميلي ميکرون گسترش دهند.
بسياري از اين امولسيون هاي حساس به اشعه ماوراء بنفش در عکسبرداري هوايي ، ستاره شناسي و ساير تحقيقات علمي و فني که نياز به عکسبرداري دارند، حائز اهميت بسياري هستند.

فرايند ظهور در عکاسي

فرايندي که طي آن ، در اثر فعل و انفعالات شيميايي محلولهاي ظهور با املاح نقره نورخورده درون امولسيون ، تصوير مخفي به تصوير قابل رويت تبديل مي‌شود، عمل ظهور ناميده مي‌شود. تصوير مخفي ، متشکل از بلورهاي بسيار ريز نورخورده املاح نقره است و زماني که در تماس با ظاهر کننده‌ها قرار مي‌گيرد، هالوژنهاي نقره به نقره آزاد ، احيا شده و از تجمع نقره آزاد ، تصوير شکل مي‌گيرد و عامل ظهور نيز اکسيد مي‌شود.

محلولهاي ظهور عکاسي

محلولهاي ظهور ، امولسيونهاي سياه _ سفيد بسيار متنوعي هستند و مي‌توان گفت، براي هر منظوري ، از محلول ظهور خاصي استفاده مي‌شود. ولي بطور کلي محلولهاي ظهور ، حاوي مواد زير مي‌باشند:

حلال

براي مخلوط کردن مواد شيميايي مختلف يک فرمول ظهور ، از آب بعنوان حلال استفاده مي‌شود، از آن رو که محلول حاصله بتواند در امولسيون ، نفوذ کرده و جذب آن شود. در برخي از مواد خاص ، مثل بعضي از انواع ظاهر کننده‌هاي غليظ ، مواد حل کننده دوم و يا سومي نيز لازم است تا مواد شيميايي به صورت محلول بمانند. ماده اي مثل دي‌اتيلن گليکول که به عنوان نگهدارنده مواد آلي بکار مي‌رود.

عامل ظهور

عوامل ظهور ، ترکيبات شيميايي پيچيده آلي هستند که وقتي در محلول ظهور حل مي‌شوند، داراي قابليتي مي‌شوند که هالوژنهاي نقره نورخورده را ظاهر مي‌سازند. ولي با هالوژنهاي نور نخورده هيچگونه فعل انفعالاتي انجام نمي‌دهند. به عبارت ديگر ، آنها احيا کننده هاي هستند که الکترونهاي لازم جهت احيا شدن يونهاي نقره و تبديل آنها به فلز نقره را آزاد مي‌کنند.
بيشتر عوامل ظهور که بطور معمول از آنها استفاده مي‌شود، از خانواده بنزن هستند که عبارتند از: هيدروکينون ، اِلون با نام شيميايي پاراآمينوفنل ، کاتکول (C4H4(OH)4) ، ديانول ، دولمي ( (C6H3OH (NH3Cl2) ، کودورول (OH , C6H4.NH(CH3COOH) ، آميدول ، گليسين ، متول و...

مواد نگهدارنده (محافظ)

عامل نگهدارنده يا محافظ که معمولا سولفيت سديم (Na2SO4 ) است. اکسيداسيون محلول ظهور را متوقف ساخته و از تيره شدن رنگ آن جلوگيري مي‌کند. رنگ محلول ظهور اگر چه سرانجام در اثر استفاده تغيير مي‌کند، ليکن وجود نگهدارنده در محلول باعث مي‌شود که مقدار بيشتري امولسيون نور خورده در محلول ظاهر شده و رنگ آن هم ديرتر تغيير کند.

مواد فعال کننده

در محلولهاي خنثي ، بسياري از عوامل ظهور ، قادر به ظهور املاح هالوژنه نقره نور خورده نيستند. به همين دليل ، در محلول ظهور از مواد قليايي مخصوصي استفاده مي‌شود تا عوامل ظهور را فعالتر سازند. افزايش فعاليت عامل ظهور با بکار بردن مواد قليايي مختلف و ميزان قدرت و ضعف آن ، کنترل مي‌شود. معمولترين فعال کننده‌ها به ترتيب افزايش حالت قليايي آنها عبارتند از: براکس (Na2B4O7,10H2O)، کدالک(NaBO4,4H2O)و کربنات سديم (Na2CO3) و سود سوزآور (NaOH). سولفيت سديم که به عنوان نگهدارنده هم مصرف مي‌شود، داراي خاصيت قليايي ضعيفي است و به همين دليل در پاره اي موارد از ماده قليايي ديگري استفاده نمي‌شود.

مواد مانع شونده (ضد خفگي )

ماده ضد خفگي ، ظهور هالوژنهاي نقره نور نخورده را به تاخير انداخته و يا از آن جلوگيري مي‌کند. در حقيقت مانع از آن مي‌شود که نقاطي در امولسيون که فاقد تصوير هستند، با ظهورشان سبب خفگي امولسيون شوند و معمولا از برمورپتاسيم بعنوان عامل خفگي استفاده مي‌شود. يونهاي برم حاصل از يونيزه شدن برمورپتاسيم به سطح بلورهاي نقره جذب شده و باعث کاستن اثر محلول ظهور روي هالوژنهاي نقره نور نخورده مي‌شود و بنابراين از ظهور بي‌مورد آنها جلوگيري و در نتيجه ، حالت خفگي امولسيون هنگام ظهور کاملا از بين مي‌رود.

اجزاي ترکيبي ديگر

مواد متفرقه ديگري نيز گهگاه جهت مقاصد خاصي به محلول ظهور اضافه مي‌شوند:
* در مواقعي که محلول ظهور در درجه حرارتهاي بيش از معمول مورد استفاده قرار گيرد، به آن سولفات سديم (NaSO4) اضافه مي‌گردد تا از حل شدن ژلاتين در محلول و از هم پاشيدگي امولسيون جلوگيري شود.
* استفاده از تيوسولفات سديم (NaCNS) براي از بين بردن و حل کردن جزئي از هالوژنهاي نقره.
* استفاده از ماده شيميايي ضد کلسيم ، باعث سنگيني آب و ايجاد رسوبهاي لجن مانند در محلولهاي ظهور و کثيف شدن سطح کاغذ چاپ هنگام ظهور مي‌شود.
* در محلولهاي ظهور رنگي نيز از مواد شيميايي آلي پيچيده اي به نام "کوپلر جفتگر" استفاده مي‌شود.

فرايند ثبوت در عکاسي

به دنبال عمل نوردهي ، فقط قسمتهايي از مواد حساس به نور ، تبديل به تصوير مخفي شده که بعد از مرحله ظهور نمايان مي‌شود. بخشي که تحت تاثير نور قرار نگرفته و در مرحله ظهور تغييري نکرده است، با نور خوردن محدود ، سياه مي‌شود. براي جلوگيري از اين امر ، از محلولهاي شيميايي خاصي به نام "حمام ثبوت" استفاده مي‌شود. در واقع مقصود از به کار بردن حمام ثبوت اين است که هالوژنهاي نقره نور نخورده را از امولسيون جدا کرده و بدين وسيله تصويري ثابت و دايمي حاصل مي‌شود.
حمام هاي ثبوت حاوي ترکيبات زير مي‌باشد: تيوسولفات سديم "هيپو" Na2S2O3,5H2O و تيوسولفات آمونيوم NH4)2S2O3 ) براي حل کردن هالوژنهاي نقره ، اسيد ضعيفي مانند اسيد استيک براي خنثي کردن ماده قليايي که ممکن است از محلول ظهور به محلول ثبوت انتقال يابد، سولفيت سديم بعنوان ماده نگهدارنده يا محافظ ، زاجها به عنوان سخت کننده امولسيون جهت جلوگيري از بوجود آمدن آسيبهاي احتمالي فيزيکي مانند خراش و غيره هنگام شستشو ، بافرها براي ثبت PH محلول.

حل شدن هالوژنهاي نقره نور نخورده

تيوسولفات "هيپو" با يونهاي نقره ، ترکيب ثابتي را بوجود مي‌آورد که اين ترکيب از تمرکز يا افزايش تعداد يونهاي نقره آزاد به طور موثري در محلول جلوگيري مي‌کند. اين امر سبب مي‌شود که برمورنقره و ساير هالوژنهاي نقره ، به تدريج و دائما در محلول حل شده و درنتيجه ، سديم و آمونيوم موجود در محلول ثبوت ، مانند حلال هالوژنهاي نقره عمل کنند.

فرايند شستشو در عکاسي

در فرايند عکاسي ، از آب جهت زدودن مواد شيميايي که در هر مرحله ، درون امولسيون بوجود مي‌آيد و به خاطر عدم انتقال آن مواد به مراحل بعدي که سبب آلوده شده آن مي‌گردد، استفاده مي‌شود. همچنين ، از آب جهت شستشوي نهايي استفاده مي‌شود تا مواد شيميايي باقيمانده در امولسيون از آخرين مرحله آن (مرحله ثبوت) نيز کاملا زايل شده و باعث خرابي تدريجي تصوير نشود.

نگاتيف (تصوير منفي)

تصويري که طي مراحل ذکر شده حاصل مي‌شود، کاملا مانند "موضوع" نيست؛ يعني آنچه که سفيد و روشن است در تصوير ، تيره و آنچه تيره و سياه است در تصوير ، سفيد ديده مي‌شود. اين محصول را تصوير منفي "نگاتيف" مي‌نامند که بايد با عمل چاپ ، تصويري بدست آورد تا شبيه موضوعي ديده شود که از آن عکسبرداري شده است. (تصوير مثب)

ظهور مثبت (ريورسال)

فرايند ظهور مثبت ، بوجود آمدن تصويري مثبت و يا به عبارت ديگر ، تصويري مانند موضوع اصلي مورد عکسبرداري مي‌شود. از اين فرايند در توليد فيلمهاي آماتوري عکاسي ، عکسهاي مثبت "اسلايد" سياه - سفيد براي استفاده در تلويزيون ، توليد و تکثير نسخه‌هاي خطي و نظاير آن در امور گرافيک و طراحي و چاپ و در پاره اي موارد در فيلمهاي رنگي سينمايي ، تکثير و توليد اسلايدهاي نمايش و نظاير آن استفاده بسياري مي‌شود.
در فرايند ظهور مثبت ، برگردان (ريورسال) ، تصاوير منفي به طرق خاصي شستوش داده شده و از بين مي‌روند و به بقيه مواد حساس نور نخورده ، مجددا تحت شرايطي نور داده شده و به جاي آنکه عمل ثبوت روي آنها انجام گيرد، مرحله ظهور ادامه پيدا مي‌کند. تصوير نهايي در اين صورت شبيه موضوع اصلي خواهد شد.

فرايند ظهور رنگي

طي سال 1879 ، ملاحظه شد که بعضي از عوامل ظاهر کننده عکاسي ، هنگام ظهور تصاوير ، باعث سخت شدن ژلاتين نيز مي‌شوند. ضخامت و ميزان سخت شدن ژلاتين ، نسبت مستقيمي با مقدار نقره اي که هنگام ظهور مبدل به تصوير قابل رويت مي شود، دارد. ژلاتين سخت نشده در قسمتهاي بدون تصوير را مي‌توان با آب گرمي در حدود 120 درجه فارينهايت شسته و از بين برد. نتيجه و حاصل کار ، به صورت تصوير برجسته ژلاتين به جا مي‌ماند. اين عمل را "ظهور برجسته" مي‌نامند و اهميت زيادي در برخي از فرايندهاي ظهور چاپ رنگي دارد.
در ظهور برجسته ، عمل اکسيداسيون بايد آزاد باشد تا در نتيجه ، محلول ، عمليات لازم را روي ژلاتين انجام داده و آن را سخت کند.
تصاوير برجسته ژلاتين توليد شده در عمل ظهور قادرند که نسبت به ضخامت خود ، اگر در محلولهاي مناسب قرار گيرند، مقداري رنگ جذب کنند و رنگ جذب شده را به سطح مناسبي که در تماس کامل با خطوط برجسته تصوير قرار مي‌گيرد، انتقال دهند.
در ظهور رنگي ، نقره (در امولسيون) به نسبت نوري که به هالوژنهاي نقره تابيده شده، آزاد مي‌شود و همزمان با آن ، مواد فرعي توليد شده در اثر اکسيداسيون محلول ظهور با جفتگرهاي رنگي "کوپلرها" فعل و انفعالاتي انجام مي‌دهد و در نتيجه تصوير رنگي به نسبت مقدار نقره آزاد شده حاصل مي‌شود. بنابراين ، هنگام عمل ظهور رنگي ، تصويري که حاصل مي‌شود متشکل از نقره و مواد رنگي به نسبتي است که نور به هالوژن خورده است.
اين نکته لازم به تذکر است که قسمتي از مولکول جفتگرها در به وجود آوردن مواد رنگي و قسمت ديگر آن ، در توليد ماده اي قابل حل و نفوذ به طبقات مختلف امولسيون موثر است. نوع جفتگر و محلول ظهور ، در ثبات رنگ حاصله و حلال بودن آن تاثير به سزايي دارند. آلفا- نفتول و کلرو- آلفا- نفتول دو نمونه اي از جفتگرهاي رنگي هستند.

محلولهاي ظهور رنگي

بطور کلي ، يک محلول ظهور رنگي داراي همان ترکيباتي است که يک محلول ظهور سياه - سفيد دارد. ترکيباتي چون عامل ظهور ، فعال کننده ، محافظ و عامل ضد خفگي و غيره. همچنين محلول ظهور داراي ترکيبات اضافي ديگري است، حتي اگر جفتگرهاي رنگي در درون امولسيون باشند.

عامل ظهور رنگي

براي ظهور رنگي ، عامل ظهور به خصوصي مورد نياز است که بتواند به واسطه عمل اکسيداسيون ، با جفتگيرهاي رنگي ترکيب شده و تصوير رنگي را بوجود آورد. براي نمونه ، دي متيل- پارا- فنيلن دي آمين و 4- آمينو- ان- اتيل- ان- (بتا متان - سولفوناميدو اتيل)- ام- تولوييدن سسکوسولفات مونوهيدرات را مي‌توان نام برد.

عامل تشديد کننده

از الکل بنزيليک ، جهت تسريع نفوذ عامل ظهور به همه لايه هاي مختلف امولسيون رنگي استفاده مي‌شود و براي حل کردن هالوژنهاي نقره از سولفات اتيلن دي‌آمين استفاده مي‌شود.

عامل فعال کننده

براي اين منظور ، از دو ماده شيميايي قليايي ، سود سوزآور و فسفات تري سديک استفاده مي‌شود.

عامل نگهدارنده (محافظ)

اگر چه در محلولهاي ظهور رنگي از سولفيت سديم به عنوان ماده محافظ استفاده مي‌شود، اما غلظت آن خيلي کمتر از آن است که در محلولهاي ظهور سياه - سفيد بکار مي‌رود.

عامل ضد خفگي

برومورپتاسيم يا يدورپتاسيم با غلظت کمتر از آنچه که در محلولهاي سياه- سفيد بکار مي‌رود، به عنوان عامل ضد خفگي به کار برده مي شود.

جفتگر کمکي

در بسياري از ظهورهاي رنگي ، کنترل ميزان کنتراست رنگها مشکل است. به همين جهت ، ترکيبات خاصي چون اسيد سيترازينيک را مي‌توان به محلول ظهور افزود تا با برخي از ترکيبات حاصله از اکسيداسيون درون محلول ترکيب شده و ماده بي‌رنگي توليد کند. اين عمل ، ميزان نقره و رنگهاي حاصله از آن را در تصوير کنترل کرده و در نتيجه ، ميزان کنتراست تصوير رنگي کنترل مي‌شود.
منبع:http://atwis.com
/س