第4章感光材料的感光理论.ppt

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1、 内容回顾v感光材料的制备过程；感光材料的制备过程；感光乳剂的制备过程；感光乳剂的制备过程；v乳化方法。乳化方法。第四章 感光材料的感光理论v熟悉熟悉卤化银晶体结构；卤化银晶体结构；v掌握掌握潜影的本质及潜影的形成潜影的本质及潜影的形成;v了解潜影理论（葛尔尼了解潜影理论（葛尔尼莫特理论、米契莫特理论、米契尔理论）；尔理论）；v了解潜影的衰退；了解潜影的衰退；v了解显影理论。了解显影理论。一、卤化银晶体的结构和性质v物质的形态：晶形和无定性。物质的形态：晶形和无定性。v晶体：具有一定的几何形状；晶体：具有一定的几何形状；卤化银颗粒是极细微的晶体。卤化银颗粒是极细微的晶体。v晶体按所组成的晶体按

2、所组成的质点质点不同，可分为不同，可分为离子型晶体离子型晶体、原子型原子型晶体晶体、分子型晶体分子型晶体和和金属型晶体金属型晶体。卤化银晶体属于离子型晶体卤化银晶体属于离子型晶体。1.理想的卤化银晶体见光分解的光敏性物质；见光分解的光敏性物质；AgClAgCl，AgBrAgBr，AgIAgI；第一节 卤化银v晶体按晶体按点阵结构点阵结构的对称性不同，可分为的对称性不同，可分为7 7种晶系：种晶系：立方、三方、四方、六方、三斜、单斜、正交。立方、三方、四方、六方、三斜、单斜、正交。AgClAgCl和和AgBrAgBr晶体属于立方晶系晶体属于立方晶系；vAgIAgI有立方和六方晶形；有立方和六方晶

3、形；Ag+过量，立方晶形；过量，立方晶形；I+过量，六方晶形；过量，六方晶形；含有含有I+增感染料盐的水溶液加到增感染料盐的水溶液加到AgBr晶体上，晶体上，形成的形成的AgI既有立方晶形，又有六方晶形。既有立方晶形，又有六方晶形。AgBrAgBr或或AgClAgCl的晶体结构的晶体结构v孪晶孪晶两排生长在一起的晶体；两排生长在一起的晶体；比单晶更活泼和灵敏。比单晶更活泼和灵敏。v双晶双晶同种物质的晶体有规律的连在一起生长；同种物质的晶体有规律的连在一起生长；2.孪晶和双晶孪晶和双晶 又称又称T T颗粒或扁平颗粒。颗粒或扁平颗粒。v颗粒直径大，薄，扁平，感光度高；颗粒直径大，薄，扁平，感光度高

4、；v有良好的清晰性和颗粒性。有良好的清晰性和颗粒性。在晶体的内部结构上，乳剂制备得到的晶体结在晶体的内部结构上，乳剂制备得到的晶体结构与理想的晶体结构有一定差别，多为扁平的三角构与理想的晶体结构有一定差别，多为扁平的三角形和六角形，少许为圆形和针状。由于晶体在形成形和六角形，少许为圆形和针状。由于晶体在形成过程中过程中离子的迅速聚集离子的迅速聚集、杂质的存在杂质的存在、以及、以及外部因外部因素的影响素的影响，使各晶面的生长不平衡，导致晶体的不，使各晶面的生长不平衡，导致晶体的不完整性。完整性。物理上的不完整性：点阵缺陷物理上的不完整性：点阵缺陷 不完整性不完整性 点阵位错点阵位错 化学上的不完

5、整性：杂质化学上的不完整性：杂质3.卤化银晶体的不完整性：1 1）物理上的不完整性）物理上的不完整性vA.A.点阵缺陷点阵缺陷：晶体中的离子在它原有的位置上发生迁移，出：晶体中的离子在它原有的位置上发生迁移，出现在它不该出现的位置。现在它不该出现的位置。弗伦克尔缺陷弗伦克尔缺陷：离子从点阵位置迁移至空隙（非点阵）位置，形成：离子从点阵位置迁移至空隙（非点阵）位置，形成可在晶体中移动的空隙离子。负离子保持正常。可在晶体中移动的空隙离子。负离子保持正常。肖特基缺陷肖特基缺陷：卤化银晶体的点阵位置上缺少一对正负离子。：卤化银晶体的点阵位置上缺少一对正负离子。vB.B.点阵位错点阵位错：点阵中某些离子

6、偏离了原有的点阵位置，造成：点阵中某些离子偏离了原有的点阵位置，造成晶体外形畸变。晶体外形畸变。棱位错：晶棱发生位移，在晶体中形成一个不完整平面。棱位错：晶棱发生位移，在晶体中形成一个不完整平面。螺旋位错：晶面发生滑移形成晶形畸变。螺旋位错：晶面发生滑移形成晶形畸变。卤化银晶体的不完整性，使点阵存在缺陷、位错卤化银晶体的不完整性，使点阵存在缺陷、位错和含有杂质的部位，造成局部的电荷不平衡，破坏理和含有杂质的部位，造成局部的电荷不平衡，破坏理想晶体的固有平衡，形成晶体内部的薄弱环节，即想晶体的固有平衡，形成晶体内部的薄弱环节，即感感光中心光中心。当卤化银晶体颗粒受到光线照射后，就从感。当卤化银晶

7、体颗粒受到光线照射后，就从感光中心开始使卤化银颗粒感光。因此，卤化银晶体的光中心开始使卤化银颗粒感光。因此，卤化银晶体的不完整性是它对光敏感，经显影加工形成影像的内在不完整性是它对光敏感，经显影加工形成影像的内在因素。理想的卤化银晶体对光是不敏感的。因素。理想的卤化银晶体对光是不敏感的。2 2）化学上的不完整性：）化学上的不完整性：杂质，硫化银、金原子等。杂质，硫化银、金原子等。3 3）卤化银晶体不完整性的意义：）卤化银晶体不完整性的意义：v1.颗粒种类的影响颗粒种类的影响感光能力从高到低：感光能力从高到低：AgBr AgCl AgIAgBr AgCl AgI；负片：负片：AgBr+AgIAg

8、Br+AgI；正性感光材料：正性感光材料：AgCl+AgBrAgCl+AgBr。二、卤化银颗粒结构与照相性能的关系二、卤化银颗粒结构与照相性能的关系v与感光度的关系与感光度的关系v与反差系数的关系与反差系数的关系卤化银颗粒大小均匀，反差系数就高；反之则低。卤化银颗粒大小均匀，反差系数就高；反之则低。卤化银颗粒细小，反差系数越高，反之则低。卤化银颗粒细小，反差系数越高，反之则低。v与宽容度的关系与宽容度的关系宽容度是感光材料反映被摄体的反差范围宽容度是感光材料反映被摄体的反差范围乳剂颗粒大小均一时，宽容度小，反之则大。乳剂颗粒大小均一时，宽容度小，反之则大。v与解相力的关系与解相力的关系解相力指

9、乳剂对被摄体细部的表达能力解相力指乳剂对被摄体细部的表达能力乳剂颗粒越细，解相力越高。乳剂颗粒越细，解相力越高。v颗粒大灰雾大，反之则小。颗粒大灰雾大，反之则小。2.2.颗粒大小与照相性能的关系颗粒大小与照相性能的关系第二节 潜影形成理论在感光化学中，将感光材料曝光后形成的、人眼不能直接观在感光化学中，将感光材料曝光后形成的、人眼不能直接观察到的潜伏影像称为潜影。察到的潜伏影像称为潜影。2.2.潜影的本质潜影的本质 潜影是由潜影是由银微斑银微斑组成的。构成潜影的银微斑是组成的。构成潜影的银微斑是无定形无定形的的细丝团，每个银微斑由若干个原子组成，一般聚结在晶体表细丝团，每个银微斑由若干个原子组

10、成，一般聚结在晶体表面位错部位。面位错部位。一、潜影的本质将相纸放在太阳光下，颜色由浅黄变为黑将相纸放在太阳光下，颜色由浅黄变为黑色。色。卤化银分解：光线的强弱和照射时间卤化银分解：光线的强弱和照射时间1.潜影潜影二、潜影的形成1.1.光化学反应光化学反应 1 1）定义：在光的作用下进行的化学反应。）定义：在光的作用下进行的化学反应。2 2）反应条件：吸收的光能量大于或等于反应所需要的）反应条件：吸收的光能量大于或等于反应所需要的能量。能量。3 3）反应效率（量子效率）反应效率（量子效率）因为光化学反应是以吸收光量子作为反应前提的，故因为光化学反应是以吸收光量子作为反应前提的，故引入量子效率。

11、引入量子效率。越大，反应效率越高。越大，反应效率越高。量子效率量子效率被吸收的光量子数参加反应的分子数1 1）反应基础：光量子对电子的激发。）反应基础：光量子对电子的激发。2 2）光分解反应（以）光分解反应（以 AgBrAgBr为例）为例）Br +h +e Ag+e Ag 一个溴离子吸收一个光量子后，释放一个电子，产生一个溴离子吸收一个光量子后，释放一个电子，产生一个正空穴（一个正空穴（溴离子空穴溴离子空穴），在晶体中迁移。），在晶体中迁移。释放出来的电子必须在适当的部位（即感光中心）才释放出来的电子必须在适当的部位（即感光中心）才能与银离子结合生成银原子。能与银离子结合生成银原子。Br2.2

12、.卤化银晶体的光分解反应卤化银晶体的光分解反应 3 3）明胶的作用）明胶的作用v溴化银光分解生成溴原子（正空穴），它在晶体中存积过溴化银光分解生成溴原子（正空穴），它在晶体中存积过多，会使正空穴有较多机会和电子复合成溴离子，抑制光多，会使正空穴有较多机会和电子复合成溴离子，抑制光分解反应，使光量子失去活化分子的作用，降低量子效率分解反应，使光量子失去活化分子的作用，降低量子效率和光分解反应效率。和光分解反应效率。v感光乳剂中的明胶是溴原子的受体。正空穴产生后会向晶感光乳剂中的明胶是溴原子的受体。正空穴产生后会向晶体表面迁移，这时候，溴原子会与包围在晶体表面的明胶体表面迁移，这时候，溴原子会与包

13、围在晶体表面的明胶分子结合，形成稳定产物。分子结合，形成稳定产物。Br+eBrBr+Ag+AgBrv随光解反应进行，被还原的银原子增多，当感随光解反应进行，被还原的银原子增多，当感光中心处的银原子聚集到一定大小时，银微斑光中心处的银原子聚集到一定大小时，银微斑就成为显影中心。就成为显影中心。v许多显影中心就组成了潜影。是卤化银晶体光许多显影中心就组成了潜影。是卤化银晶体光分解反应的产物。分解反应的产物。4 4）潜影的形成）潜影的形成三、潜影的衰退v曝光后的胶片过很长时间才冲洗获得的影曝光后的胶片过很长时间才冲洗获得的影像较淡。像较淡。v潜影的衰退由潜影银被氧化引起：潜影的衰退由潜影银被氧化引起

14、：4Ag+O2+2H2O4Ag+4OHv影响衰退速度的因素：影响衰退速度的因素：温度温度，快；反之慢；，快；反之慢；湿度湿度，快；反之则慢；，快；反之则慢；乳剂颗粒细小，快，正片和相纸的潜影衰退快乳剂颗粒细小，快，正片和相纸的潜影衰退快于底片；于底片；乳剂表面衰退比内部快。乳剂表面衰退比内部快。四、潜影理论v浓集作用：卤化银光解和显影都是在晶体的浓集作用：卤化银光解和显影都是在晶体的几个分立的点上开始的，这种现象就是浓集几个分立的点上开始的，这种现象就是浓集作用。作用。vGurneyMott （葛尔尼莫特）理论。（葛尔尼莫特）理论。vMitchell（米契尔）理论。（米契尔）理论。第三节 显影理论v已曝光与未曝光卤化银显影过程；已曝光与未曝光卤化银显影过程；v葛尔尼莫特的电极理论。葛尔尼莫特的电极理论。已曝光卤化银晶体表面显影中心即银微斑，已曝光卤化银晶体表面显影中心即银微斑，其表面其表面Br-较少；较少；显影中心向颗粒内部扩散，直到整个颗粒显影中心向颗粒内部扩散，直到整个颗粒被还原成为金属银；被还原成为金属银；