Historie fotografování

Transkript

1 FOTOGRAFOVÁNÍ Lucka Štočková, Adéla Šantrůčková 4. D, Gymnázium Na Vítězné pláni, šk. rok 2005/2006 Abstrakt. Historie fotografování, fyzikálně-chemický pohled na fotografii. Historie fotografování Předchůdcem veškerých fotoaparátů byl přístroj nazvaný CAMERA OBSCURA. Je to vlastně temná místnost, resp. komora, s jedním malým otvorem, jímž prochází světlo a na protější straně vytváří převrácený obraz předmětů před otvorem viz Obr. 1. Za vynálezce je ne zcela přesně považován přední renesanční umělec a vynálezce Leonardo da Vinci. Už v 5. století př. n. l. čínský filozof Mo Ti popsal vznik obrazu po průchodu světla malým otvorem. Už on věděl, že předměty odrážejí světlo všemi směry a že světlo odražené od horní části předmětu vykreslí spodní část obrazu [1]. Znovu objevena byla až v 11. století, kdy byla zdokonalena zasazením čočky do otvoru, čímž se zvětšila světelnost vzniklého obrazu. Camera Obscura našla široké využití. Sloužila například jako pomůcka mnoha malířům k dodržení proporcí modelu, popřípadě poměrům mezi částmi krajiny. Roku 1576 zřídil dominikánský mnich Egnatio Danti observatoř - tedy dírku ve střeše a poledník vsazený do podlahy - v bazilice Sv. Petra v Bologni. O čtyři roky později předložil výsledky svého bádání papeži Řehořovi XIII. a dokázal, že jarní rovnodennost nastala o 10 dní dříve, Obr. 1: Camera Obscura. než měla. Po dvouletém zvažování pak papež upravil juliánský kalendář a nechal vytvořit kalendář gregoriánský, který užíváme dodnes [1]. Bohužel obraz pořízený za pomoci Camery Obscury nemohl být dále nijak ustálen, a proto se vědci snažili objevit jinou variantu, kde by to možné bylo. Prvních úspěchů se lidstvu dostalo v 19. století, resp. roku 1826, kdy byla pořízena zřejmě první fotografie. Jejím autorem byl Joseph Nicéphore Niepce a nazval ji Pohled z okna viz Obr. 2. Doba expozice byla celých 8 hodin a z originálu této fotky nešlo vytvořit další kopie. Tento vynálezce chtěl trvale fixovat obraz kreslený světlem a používal Obr. 2: První fotografie. metodu, při níž byl světlem zcitlivělý asfalt postupně vymýván olejem a petrolejem. Tato metoda byla velmi nepraktická, a tak spolu s Louisem Jacquesem Mandé Daguereem začal spolupracovat na jiných metodách, při nichž využívali měděné desky, páry rtuti a soli stříbra, které značně zkrátili dobu expozice. Bohužel z jejich fotografie stále nelze vytvářet kopie. Niepce ale brzy poté zemřel, a tak se stal Daguerre trochu neprávem jediným vynálezcem fotografie. Ze slávy se ale neradoval příliš dlouho - za necelý měsíc po zveřejnění daguerrotypie se ozval anglický šlechtic Henry Fox Talbot, který byl schopen zhotovit stejně kvalitní obraz, ale nepotřeboval měděnou desku jako Daguerre, stačil mu obyčejný papír a navíc mohl z originálu získat libovolný počet kopií [2]. Vynález fotografie se velmi rychle rozšířil, a právě díky své dostupnosti a oproti obrazům nízké ceně se stal velice populárním. 40

2 Obr. 3: G. Eastman. Další důležitý krok ve fotografování učinil v 2. polovině 19. století muž jménem Georgie Eastman (Obr. 3). Je důležité podotknout že tehdejší fotoaparáty byly veliké zhruba jako dnešní mikrovlnky a k jejich provozu bylo zapotřebí mnoho i jedovatých chemikálií, které bylo nutné nanášet na fotografické desky. Byl to právě Eastman, který si nechal roku 1880 patentovat metodu suchých desek, čímž velmi usnadnil fotografům práci. To mu ale nestačilo a tak začal pracovat na prvních fotografických filmech. Již roku 1885 se setkal s úspěchem a první film byl uveden na trh - citlivá vrstva byla nanesena na speciální papír, po expozici a vyvolání se sloupla a přenesla na čistou želatinovou folii, tvrzenou kolodiem [3]. Začaly se vyrábět fotoaparáty s držáky pro nový film, který již byl dodáván v rolích, v roce 1888 se pak světem rozletěl asi nejznámější reklamní slogan - Stiskněte spoušť, my uděláme ostatní. Slogan uváděl na trh první fotoaparát se jménem KODAK. Eastman chtěl ale dále rozšiřovat své fotoaparáty více mezi obyčejné lidi, a tak začal zjednodušovat snímací procesy i manipulaci s citlivým materiálem. Netrvalo dlouho a na trh byl uveden první amatérský fotoaparát KODAK Brownie, který stál pouhý jeden dolar (Obr. 4). Krátce po roce 1900 již začali vznikat barevné fotografie. V roce 1963 vyvinula firma Polaroid emulze umožňující vytvářet barevné snímky, které nepotřebovaly žádné další zpracování, a fotografie se na nich objevila několik minut po expozici tzv. okamžitá fotografie [4]. Roku 1981 společnost Sony uvedla na trh první Obr. 4: Jednodolarový fotoaparát. fotoaparát, který místo filmu na chemickém principu zaznamenával obraz na elektronické prvky CCD. Po roce 2000 aparáty používající digitální záznam začaly vytlačovat běžné kinofilmové. Vyvolávání fotografie Co je to fotografie? Fotografie je proces získávání a uchování obrazu za pomocí specifických reakcí na světlo, a také výsledek tohoto procesu. Zahrnuje získání záznamu světla tak, jak jej odrážejí objekty, na světlocitlivé médium pomocí časově omezené expozice. Proces je uskutečněn mechanickými, chemickými nebo digitálními přístroji fotoaparáty. Fotografie jako slovo Slovo fotografie pochází z řeckých slov φως phos ( světlo ) a γραφις graphis ( štětec, psací hrot ) nebo γραφη graphê, což dohromady dává kreslení světlem nebo zprostředkování pomocí obrysů nebo zkrátka kreslení. 41

3 Vyvolávání aneb fotografická chemie Základem vzniku obrazu je fyzikálně chemická změna halogenidu stříbrného (obsaženého v želatinové vrstvě fotofilmu), která se označuje jako vznik latentního (skrytého) obrazu. Redukce osvětlených halogenidů stříbrných se nazývá vyvolání. Převádění neosvětleného halogenidu na rozpustné sloučeniny se nazývá ustalování. Po jeho ukončení se získají trvalé, na světle stálé negativy nebo pozitivy. Fotofilmy Základem fotofilmu je světlocitlivá vrstva, tvořená želatinou, ve které jsou těžko rozpustné halogenidy stříbrné. V krystalu bromidu stříbrného je okolo každého kationtu Ag + šest aniontů Br a okolo každého aniontu Br šest kationtů Ag +. Pokud jsou všechna místa v krystalové mřížce zaplněna, jsou náboje vyrovnány. Je li však některá poloha neobsazená nebo obsazená cizím iontem, např. S 2, vzniká tzv. mřížková porucha. Taková místa mají zásadní vliv na citlivost fotografického materiálu. Vznik latentního obrazu Světelná energie působí na krystal halogenidu stříbrného tak, že umožní odtržení jednoho elektronu z bromidového aniontu: Br + světelná energie Br + e Atom bromu buď reaguje s jinou látkou (např. se želatinou citlivé vrstvy), nebo se sloučí s jiným atomem bromu a vytvoří molekulu Br 2, která se vypaří do okolí: 2 Br Br 2 V krystalové mřížce vzniká přebytek elektronů. Ty se rychle slučují se stříbrnými kationty, čímž vzniká atomární kovové stříbro: Ag + + e Ag Celý fotolytický rozklad halogenidu stříbrného lze popsat rovnicí: 2 AgBr 2 Ag + Br 2 Působí li světlo na halogenid stříbrný dlouho, atomy stříbra se shlukují a můžeme pozorovat černání materiálu. 42

4 Proces vyvolávání Viditelný obraz se z obrazu latentního získává vyvoláním, což je redukce exponovaných stříbrných iontů vyvolávací látkou. Latentní obraz se při tomto procesu zesílí miliardkrát i více. Vyvolávací látkou nemůže být každá sloučenina, redukující halogenidy stříbrné. Musí to být takové redukční činidlo, které reaguje s exponovaným halogenidem podstatně rychleji než s neexponovaným. Jako vyvolávací látka se používá např. hydrochinon (1,4-dihydroxybenzen), pyrokatechol (1,2-dihydroxybenzen), 1,4-fenylendiamin nebo pyrogallol (1,2,3-trihydroxybenzen). Všechny tyto látky jsou aromatické sloučeniny, především hydroxyderiváty nebo aminoderiváty benzenu. Substituenty (tedy aminoskupiny nebo hydroxyskupiny) musí být na benzenovém jádře nejméně dvě, a to v poloze ortho nebo para. Některá stříbrná zrna se vyvolávají úplně a některá vůbec. Rozdíly v optické hustotě částí fotografie tedy nejsou způsobeny tím, že by byly některé zárodky vyvolány více a jiné méně, ale různým počtem vyvolaných zárodků na jednotku plochy v různých místech fotografie. Podle toho, zda stříbro vzniklo ze stříbrných iontů, které byly přítomny v citlivé vrstvě fotofilmu, nebo z iontů, které byly mimo citlivou vrstvu, dělíme vyvolání na fyzikální a chemické. Fyzikální vyvolávání je proces, kdy se obraz tvoří ze stříbra, které se na fotomateriál ukládá z vývojky. Tohoto postupu se používá při zesilování fotografických obrazů. Základem je druhé vyvolání už ustáleného materiálu vývojkou, která obsahuje dusičnan stříbrný (AgNO 3 ). Větší význam má chemické vyvolávání. Při něm se obraz tvoří z exponovaného halogenidu stříbrného, přítomného v citlivé vrstvě. Na fotografický materiál se působí roztokem tzv. vývojkou), jehož hlavní složkou je vyvolávací látka (viz výš). Kromě toho jsou v roztoku přítomny další látky, zajišťující stabilitu a správnou funkci vývojky. Je to např. látka, chránící vývojku před oxidací (např. siřičitan sodný Na 2 SO 3 ) a další látky (uhličitan sodný nebo draselný K 2 CO 3, hydroxid sodný nebo draselný, tetraboritan sodný Na 2 BB4O 7, bromid sodný KBr aj.). Při vyvolávání dochází k redukci halogenidu stříbrného a současně k oxidaci vyvolávací látky (př.: vyvolávání hydrochinonem za vzniku 1,4 benzochinonu). Vzniklé vodíkové ionty (protony) se neutralizují zásadou, obsaženou ve vývojce: H + + OH H 2 O Ustalování a vypírání Vyvolaná citlivá vrstva ještě obsahuje na neexponovaných místech nezměněný halogenid stříbrný, který by působením světla černal a musí se proto stabilizovat. Tomuto procesu se říká ustalování. Provádí se působením roztoku thiosíranu S 2 O 3 2. Thiosíran převádí nerozpustný halogenid na rozpustnou komplexní sloučeninu, která se pak odstraňuje vypíráním v čisté vodě. AgBr + S 2 O 3 2 [ Ag (S 2 O 3 ) 2 ] 3 + Br Ustálený materiál se musí důkladným vypírním zbavit veškerého thiosíranu stříbrného (Ag 2 S 2 O 3 ; meziprodukt ustalování), jinak dochází k pozvolnému rozkladu působením kyslíku a vzdušné vlhkosti a stříbro v obrazu se mění na hnědý sulfid stříbrný Ag 2 S. Je li třeba zajistit dokonalou trvanliost pozitivů, ponechávají se fotografické papíry před vypíráním asi na 3 minuty v roztoku uhličitanu sodného Na 2 CO 3 ( = soda). Tím se doba vypírání zkrátí z 30 na 10 minut. 43

5 Vznik fotografie shrnutí: vznik latentního obrazu (fotochemická přeměna halogenidu stříbrného, obsaženého v želatině fotofilmu) vyvolání (redukce exponovaného halogenidu stříbrného) ustalování (stabilizace neexponovaného halogenidu) vypírání (odstranění thiosíranu stříbrného (Ag 2 S 2 O 3 ) meziproduktu ustalování) vznik negativu (vyvolaný negativní fotofilm) tentýž postup se opakuje pro vznik pozitivu Literatura: Junge K. W., Hűbner G. : Fotografická chemie. SNTL, Praha [1] [2] [3] [4] 44