fotografování - Gymnázium Na Vítězné pláni

ŠTOČKOVÁ L., ŠANTRŮČKOVÁ A.: FOTOGRAFOVÁNÍ
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
ŠTOČKOVÁ L., ŠANTRŮČKOVÁ A.: FOTOGRAFOVÁNÍ
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
Obr. 3: G. Eastman.
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
Obr. 4: Jednodolarový
zpracování, a fotografie se na nich objevila několik minut po
fotoaparát.
expozici – tzv. okamžitá fotografie [4].
Roku 1981 společnost Sony uvedla na trh první
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
ŠTOČKOVÁ L., ŠANTRŮČKOVÁ A.: FOTOGRAFOVÁNÍ
•
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. S2 –, 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 Br2, která se vypaří do okolí:
2 Br → Br2
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 + Br2
Působí – li světlo na halogenid stříbrný dlouho, atomy stříbra se shlukují a můžeme
pozorovat černání materiálu.
42
ŠTOČKOVÁ L., ŠANTRŮČKOVÁ A.: FOTOGRAFOVÁNÍ
•
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 (AgNO3).
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 Na2SO3) a další látky (uhličitan sodný nebo
draselný – K2CO3, hydroxid sodný nebo draselný, tetraboritan sodný – Na2B4O7, 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:
B
H+ + OH– → H2O
•
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 S2O32–. Thiosíran převádí nerozpustný
halogenid na rozpustnou komplexní sloučeninu, která se pak odstraňuje vypíráním v čisté vodě.
AgBr + S2O32 – → [ Ag (S2O3)2]3 – + Br –
Ustálený materiál se musí důkladným vypírním zbavit veškerého thiosíranu stříbrného
(Ag2S2O3; meziprodukt ustalování), jinak dochází k pozvolnému rozkladu působením kyslíku a
vzdušné vlhkosti a stříbro v obrazu se mění na hnědý sulfid stříbrný Ag2S. Je – li třeba zajistit
dokonalou trvanliost pozitivů, ponechávají se fotografické papíry před vypíráním asi na 3 minuty
v roztoku uhličitanu sodného Na2CO3 ( = soda). Tím se doba vypírání zkrátí z 30 na 10 minut.
43
ŠTOČKOVÁ L., ŠANTRŮČKOVÁ A.: FOTOGRAFOVÁNÍ
•
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 (Ag2S2O3) – meziproduktu ustalování)
vznik negativu (vyvolaný negativní fotofilm)
tentýž postup se opakuje pro vznik pozitivu
Literatura:
8 Junge K. W., Hűbner G. : Fotografická chemie. SNTL, Praha 1986
8 http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotografie
8 http://www.superstudent.cz/special/smprint.php?id=796
[1] http://www.paladix.cz/clanky/camera-obscura-v-praxi.html
[2] http://www.paladix.cz/clanky/vznik-fotografie.html
[3] http://www.photorevue.cz/Sekce7/clan183.htm
[4] http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotografie
44