Скрытое фотографическое изображение

Физико-химические основы фотографии

4.1. Строение и свойства эмульсионных микрокристаллов
Реальные кристаллы не имеют строго периодической структуры. Участки, на которых периодичность нарушена, называются дефектами решетки. Они представляют собой места кристалла, в которых энергия решетки снижена в сравнении с ее средним значением.

Для понимания процессов, идущих при образовании скрытого изображения, достаточно рассмотреть дефекты по Я. И. Френкелю, дислокации, а также примесные дефекты.


Рис. 4.2. Схема дефекта по Френкелю

Дефектом по Френкелю называется вышедший в междуузельное пространство ион серебра и оставшийся вакантным узел (рис. 4.2). Возникновение таких дефектов связано со следующими явлениями. Тепло, поглощаемое кристаллом из окружающего пространства, распределяется между ионами решетки неравномерно. Те из них, которые получили большую долю энергии, в данный момент времени колеблются с большей амплитудой, чем остальные. Амплитуда колебания некоторых ионов серебра настолько велика, что они, выходя из узлового положения на большие расстояния, могут "выскочить" из узла и в результате этого оказаться не связанными с тем или иным положением в решетке, свободными. Они не занимают определенного узла и способны перемещаться в кристалле. За это их называют странствующими или междуузельными. Сравнительно крупные ионы галогенида не могут покинуть узел из-за малых междуузельных расстояний.

Дислокации - дефекты, образующиеся в результате сдвига одного ряда ионов относительно другого. Внутренняя граница той части кристалла, которая оказалась смещенной, называется дислокацией.

Примесные дефекты образованы примесями к основному веществу кристалла, в нашем случае - к галогениду серебра. Наиболее важное значение для образования скрытого изображения имеют примеси серебра и его сульфида, служащие, как было показано выше, центрами светочувствительности - поверхностными или внутренними.

Все дефекты являются потенциальными ямами или ловушками. Такое название получили области пространства, где потенциальная энергия частицы снижается. Основное свойство этой области пространства - способность удерживать попавшую в нее частицу. Пример ямы - валентная оболочка атома. Отрыв включенного в нее электрона требует затраты энергии (энергия ионизации).

Существенной характеристикой ямы служит ее глубина. Глубина определяется энергией, теряемой частицей при ее захвате.
Из ям-дефектов наибольшей глубиной обладают примеси.

Как мы увидим ниже, в кристалле галогенида под действием света появляются свободные электроны. Попадая в потенциальные ямы (примеси, дислокации), электроны захватываются ими. При этом неглубокая яма в результате теплового возбуждения легко освобождает электрон. Глубокая же прочно удерживает его.

Образование скрытого изображения связано с особенностями проводимости тока веществом микрокристаллов. Галогенид серебра обладает проводимостью двух типов - электронной и ионной.

Ионная проводимость называется также темновой, потому что не зависит от освещенности кристалла, обнаруживается и в темноте. Темповая проводимость галогенида серебра весьма невелика. Она определяется составом кристалла и методом его получения.
Назад Физико-химические основы фотографии Продолжение