Latent billede , latent billede - en for øjet usynlig ændring, der sker i en fotografisk emulsion under påvirkning af aktinisk stråling under eksponeringen af fotografisk materiale . Under fremkaldelsen bliver de områder af emulsionen, der udsættes for lys, mørkere, og det latente billede omdannes til et synligt. I gelatine-sølv-processen sker dannelsen af et latent billede på grund af den fotokemiske reaktion af nedbrydning af sølvhalogenidmolekyler til sølv- og halogenatomer [ 1] .
I denne visning består det latente billede af små grupper af metalliske sølvatomer på overfladen eller i halogenidmikrokrystaller, dannet af en redoxreaktion , forårsaget af den fotoelektriske effekt . Under udviklingsprocessen tjener disse grupper som en katalysator , der fører til reduktionen til den metalliske form af hele krystallen. Ved lange eksponeringer genoprettes metallisk sølv til de skalaer, der er synlige for øjet, og danner et billede uden fremkaldelse. Et sådant fænomen kan observeres på filmklip og eksponerede ark fotografisk papir , der har været i et lyst rum i lang tid [2] .
Billeddannelse uden fremkaldelse er typisk for fotografiske papirer med den såkaldte "dagslys" eller "synlig udvikling", som dominerede fotografiet indtil første halvdel af det 20. århundrede [3] . Den teknologi, der kræver den kemiske udvikling af et usynligt latent billede, er dog blevet den mest udbredte. I dette tilfælde fungerer fremkaldelsen som en billedforstærker, så fotomaterialer af den anden type har en lysfølsomhed , der er flere størrelsesordener højere end den samme parameter for fotopapir med synlig fremkaldelse.
Begrebet et latent billede dukkede først op efter opdagelsen af Talbot , som i september 1840 færdiggjorde udviklingen af en kalotype . Som et resultat af behandlingen af det eksponerede lysfølsomme papir med en opløsning af galloargentonitrat (en blanding af sølvnitrat med gallus- og eddikesyrer), dukkede et synligt billede op på det [4] . Dette gjorde det muligt kraftigt at øge lysfølsomheden af sølvklorid og reducere den nødvendige eksponering fra en halv time, som var påkrævet uden kemisk udvikling, til to eller tre sekunder. Den første hypotese om arten af det latente billede blev udtrykt af François Arago , som mente, at årsagen til fænomenet var evnen til at genoprette den metalliske form af de halogenidmikrokrystaller, hvori under påvirkning af fotolyse mikroskopiske grupper af sølv atomer blev dannet, som blev manifestationscentre [5] .
Den moderne forståelse af mekanismen for dannelse af et latent billede er baseret på den kvantemekaniske teori foreslået i 1938 af de britiske teoretiske fysikere Ronald Wilfred Gurney og Nevil Francis Mott [ 6 ] . Det er baseret på den antagelse, at en ægte sølvhalogenidmikrokrystal har urenheder i form af mikroskopiske indeslutninger og gitterdefekter [7] . Under påvirkning af termiske vibrationer forlader ionerne , der udgør gitteret, det regelmæssigt, og nogle af sølvionerne er ikke i stand til at vende tilbage og bevæger sig i det interstitielle rum. En foton , der rammer emulsionen , absorberes af halogenidionen , og valenselektronen, der frigives i dette tilfælde, kommer ind i den "potentielle brønd". Dette er navnet på den zone med lav energi, hvor der er en urenhed, og hvor forholdet mellem ioner er brudt [1] . En fotoelektron fanget af brønden oplader den negativt og tiltrækker den nærmeste interstitielle sølvion. Som et resultat rekombinerer ionen med elektronen og bliver til et neutralt atom [8] .
Til gengæld danner et halogenatom (f.eks. brom ), dannet af en ion i processen med at absorbere en foton, et såkaldt positivt "hul", som gradvist bevæger sig til overfladen af mikrokrystallen ved at videresende en overskydende elektron til tilstødende halogenioner. Når det først er på overfladen af mikrokrystallen, er hullet bundet af gelatine , som forhindrer oxidation af latente billedcentre [7] . Processen, ledsaget af reduktionen af sølvatomet, kan gentages mange gange og danner mikroskopiske kolloide sølvpartikler, kaldet latente billedsubcentre [9] . Sådanne undercentre er ikke i stand til at forårsage udvikling af en mikrokrystal, men spiller en vigtig rolle i forskellige metoder til at øge lysfølsomheden [1] . Den kritiske masse, der gør det muligt at katalysere reduktionen af hele mikrokrystallen under udvikling, er mindst fire sølvatomer og kaldes udviklingscentret [10] .
Yderligere forskning viste, at Gurney-Mott-teorien kun delvist forklarer processerne. Det blev forbedret ved at J. Mitchell ( eng. JW Mitchell ) beviste i 1957 , at bindingen af en interstitiel sølvion til lysfølsomhedscentret går forud for dens neutralisering af en fotoelektron [11] . I dette tilfælde kan et latent billede dannes uden deltagelse af lysfølsomhedscentre, men to eller tre sølvatomer opnået på denne måde danner uafhængigt af hinanden et ustabilt center, som har fået navnet "pre- image speck " i litteraturen . Forskning i slutningen af det 20. århundrede tyder på, at i de tidlige stadier af eksponeringen dannes centrene af det latente billede efter Mitchell-mekanismen, og ved tilstrækkeligt store eksponeringer virker Gurney-Mott-teorien [12] .
Den mest effektive måde at øge emulsionens lysfølsomhed på er at danne så mange potentielle brønde som muligt, det vil sige defekter i sølvhalogenidets krystalgitter [13] . Mikrokrystaller med et ideelt gitter har lav lysfølsomhed, da de fleste fotoelektroner, uden at støde på defekter, rekombinerer med ioner og ikke deltager i dannelsen af et latent billede. Defekter kan være forskydninger af krystallinske lag, mikrorevner eller fremmede indeslutninger. Gitterdefekter skabes bevidst under fremstillingen af en fotografisk emulsion, på stadiet af kemisk modning. Hertil tilsættes salte indeholdende palladium , platin og iridium , samt guldforbindelser [14] .
Samtidig med en stigning i antallet af defekter falder manifestationens selektivitet, hvilket udtrykkes i udseendet af et mærkbart slør . Dette skyldes stigningen i antallet af mikrokrystaller, som gendannes til en metallisk form under udvikling, selv uden at de udsættes for lys. Derfor er fotografiske materialer med høj lysfølsomhed karakteriseret ved et mærkbart slør, mens lavfølsomme positive film og fotografiske papirer næsten er blottet for det [15] .
Den lave effektivitet af fotoelektroners deltagelse i dannelsen af et latent billede fører til en overtrædelse af loven om gensidighed ( Schwarzschild - effekten ). Disse overtrædelser kan forekomme i to tilfælde:
Ved meget korte lukkertider, på trods af det høje belysningsniveau , overtrædes loven om gensidighed, samtidig med at lysfølsomhed og kontrast reduceres. Fænomenet er især typisk for fotografiske emulsioner fremstillet ved hjælp af forældede teknologier. Ved meget korte eksponeringer dannes der for få udviklingscentre i mikrokrystaller, i stedet for syntetiseres ustabile subcentre, som ikke er i stand til at forårsage reduktion af det eksponerede halogenid. Dette skyldes den samtidige dannelse af for mange fotoelektroner. Effekten er mest uønsket i farvefotografering , da forskellige zonefølsomme emulsionslag oftest reagerer på ændringer i lukkerhastighed på forskellige måder, hvilket fører til uforudsigelig farvegengivelsesforvrængning [16] .
Effekten er blevet et problem i højhastighedsfilm , men er i øjeblikket irrelevant på grund af forskydning af film af digitale højhastighedskameraer med andre principper for billedregistrering [17] . I moderne digital fotoprintteknologi , hvor fotografisk papir udsættes for en laserstråle med en meget kort eksponering for hvert område af den fotografiske emulsion, skal Schwarzschild-effekten også tages i betragtning. Derfor er de fleste fotografiske materialer, der er beregnet til digitale mini-fotolaboratorier , lavet på basis af sølvchloridemulsion, som er den mindst modtagelige for afvigelse fra gensidighedsloven. Desuden kan effekten reduceres ved specielle tilsætningsstoffer i emulsionslagene, som øger antallet af gitterdefekter. Et lignende problem opstår med filmoptagere , hvor filmen også udsættes for en laserstråle. Dette afspejles i strukturen af modtypefilm af specielle kvaliteter beregnet til dobbelt-negativ udskrivning .
Denne effekt er vigtigst i astrofotografi , hvor fotografisk materiale eksponeres ved meget lave lysintensiteter og lange eksponeringer [17] . Dette skyldes den for korte stabilitet af undercentrene, som ikke når at vokse til de stabile manifestationscentre i ventetiden på de næste fotoner. Fænomenet fører til et fald i lysfølsomhed og en stigning i kontrast.
Vedvarenheden af et latent billede afhænger af mange faktorer og kan måles i årtier. Under nogle forhold ødelægges det latente billede i løbet af få timer. Nedbrydningen og endda fuldstændig forsvinden af det latente billede kaldes fotoregression [18] . Lavfølsomme fotografiske materialer, inklusive positive, er mest modtagelige for fotoregression. Årsagen til fænomenet anses for at være den såkaldte "termiske absorption" af manifestationscentrene, hvilket fører til udvidelsen af de mest stabile af dem på grund af ødelæggelsen af de svage [19] . Derfor er intensiteten af fotoregression påvirket af opbevaringstemperaturen af det eksponerede fotografiske materiale: med dets stigning accelererer processen. Accelererer regression og høj luftfugtighed , samt udsættelse for aggressive stoffer som svovlbrinte , ammoniak og formaldehyd .
Det latente billede kan ødelægges ved hjælp af Herschel-effekten, når det udsættes for rødt lys eller infrarød stråling [20] . På denne måde kan det latente billede blive fuldstændig ødelagt op til muligheden for genbrug af det fotografiske materiale. For eksempel, når et eksponeret ortokromatisk materiale belyses med rødt lys, der ikke er aktivt for det, kan spor af den tidligere eksponering blive fuldstændig ødelagt [21] .