Введение к работе
Актуальность темы. Среди множества систем регистрации информации особое место,- благодаря своим уникальным свойствам, занимает фотография. Показатель преломления желатины и галогенидосеребря-ных микрокристаллов (МК) различен, и следовательно, фотографические слои являются мутными средами, рассеивающими падающее излучение. Поэтому размер засвеченного пятна на эмульсионном слое всегда оказывается значительно больше площади пучка света, упавшего на этот слой. Таким образом, рассеяние света на эмульсионных МК ухудшает разрешающую способность фотоматериала, что приводит к потере мелких деталей изображения. К настоящему времени весь фотохимический процесс изучен и освоен достаточно хорошо. Дальнейший прогресс в развитии фотографии (повышение чувствительности и улучшение разрешающей способности ) упирается в необходимость детального научного изучения первичного акта поглощения и рассеяния света в фотографическом слое. В этой связи особенно актуальными становятся исследования свойств отдельных галогенидосеребряных кристаллов, ансамблей кристаллов и фотографических слоев. В настоящей работе представлены исследования оптических свойств МК AgBr. их ансамблей и фотографических слоев в целом, которые необходимы для выработки научных рекомендации по повышению разрешающей способности фотоматериалов.
Прямые экспериментальные исследования оптических свойств отдельных МК галоидного серебра затруднены их малыми геометрическими размерами - 1 мкм. По этой же причине, а также из - за отсутствия .микроприемников света, невозможно прямое исследование структуры светового поля внутри реального фотослоя. Измерение оптических характеристик, в частности рассеяния, по почернениям, когда переход к действующим экспозициям осуществляется с помощью характеристической кривой, неизбежно сопровождается ошибками, обусловленными рассеянием света в проявленном слое, а также трудно устранимыми дефектами проявления. И, наконец, прямые исследования не позволяют прогнозировать свойства фотослоя до его изготовления. Эти трудности могут быть преодолены при использовании метода физического моделирования на СВЧ. предложенного нами. При использовании этого метода появляется возможность исследовать оптические свойства отдельных МК, ансамблей МК и фотографического слоя в целом.
Целью диссертационной работы является исследование оптических свойств отдельных галогенидосеребряных кристаллов, ансамблей кри-
сталлов и фотографических слоев методом физического моделирования.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи: разработать методики проведения экспериментов, изготовить экспериментальные установки, изготовить модели МК AgBr, ансамблей МК и фотографических слоев в целом, исследовать распространение излучения внутри отдельных модельных кристаллов, изучить прохождение излучения через модельные ансамбли и исследовать распределение излучения внутри моделей фотографических слоев.
Научная новизна работы состоит в следующем:
впервые методом физического моделирования удалось осуществить моделирование реального фотографического слоя на уровне отдельных МК;
впервые исследовано распространение света внутри отдельного МК методом моделирования на СВЧ;
получена зависимость показателя преломления от размеров поперечного сечения слабопоглощающих МК AgBr, размеры которых сравнимы или больше, чем длина волны падающего излучения;'
предложен оригинальный метод оценки влияния окружающих частиц на оптические характеристики отдельной частицы, пригодный, в частности, и для МК галогенидов серебра сложной формы;
методом физического моделирования исследовано рассеяние света ансамблями слабопоглощающих частиц кубической формы;
найдены границы применимости формул Ми для расчета оптических характеристик частиц кубической формы;
для однорядного слоя кубических частиц экспериментально обнаружен эффект просветления при повышении плотности его упаковки;
изучено влияние пространственной ориентации граней на рассеивающие свойства частиц кубической формы;
методом физического моделирования исследовано рассеяние света ансамблями частиц вытянутой формы;
обнаружены эффекты затемнения - просветления при изменении длины рассеивающих частиц;
установлено, что частицы вытянутой формы могут иметь аномально большой фактор рассеяния;
- впервые методом физического моделирования исследована структура
светового поля внутри непроявленного фотографического слоя.
Научная и практическая ценность работы. Разработаны методики и создан набор экспериментальных установок, позволяющие проводить комплексные исследования оптических свойств отдельных МК галогени-
дов серебра, ансамблей МК и фотографических слоев. Разработана методика оценки оптической анизотропии МК, обусловленной отличием его геометрических размеров в различных направлениях, в случае, если хотя бы один размер МК сравним с длиной волны падающего"излучения. Разработана методика оценки кооперативных эффектов, возникающих при сближении рассеивающих частиц. Предложенные методики позволяют эффективно проводить исследования в случае, если сложная форма рассеивающих частиц затрудняет проведение математических расчетов, а их малые геометрические размеры делают невозможными проведение прямых измерений. Наиболее эффективно применение предложенных методик в самой сложной, с точки зрения рассеяния и поглощения излучения, ситуации, при которой размер неоднородности! соизмерим с длиной волны падающего излучения. Использование разработанной методики позволяет прогнозировать оптические свойства МК галогенидов серебра, ансамблей МК и фотографических слоев.
Область использования предложенной методики не ограничивается исследованием оптических свойств МК галогенидов серебра. Аналогичные исследования могут быть проведены и для других рассеивающих частиц, ансамблей рассеивающих частиц и оптически неоднородных сред со сложной внутренней структурой.
Автор выносит на защиту:
-
Методики моделирования прохождения света внутри отдельного МК галоидного серебра, рассеяния света ансамблями МК и рассеяния света фотографическими слоями.
-
Экспериментальные установки для моделирования прохождения света внутри отдельного МК галоидного серебра, рассеяния света ансамблями МК и физическую модель фотографического слоя.
-
Результаты исследования прохождения света внутри отдельного МК галоидного серебра, рассеяния света ансамблями МК и рассеяния света фотографическими слоями.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции "Фотографические процессы на основе галогенидов серебра" (Черноголовка, 1983г.), III Всесоюзной конференции по спектроскопии рассеивающих сред ( Батуми, 1985 г.), International Congress of Photographic Science ( Кельн, 1986 г,), Всесоюзной конференции по проблемам создания современных цветных кинофотоматериалов ( Черноголовка, 1987 г.), Всесоюзной конференции "Оптическое изображение и регистрирующие среды" (Ленинград, 1990 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемой литературы (125 наименований). Общий объем работы 127 страниц, включая 32 рисунка и 3 таблицы.
