Построение характеристической кривой фотопластинки

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 

ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ КРИВОЙ ФОТОПЛАСТИНКИ

Цель работы:Построить характеристические кривые фотопластинки в спектральном диапазоне (400 – 600) нм, определить ее основные характеристики.

Приборы: Спектрограф ИСП-30 с дуговым генератором ДП-3, спектропроектор СП-1, микрофотометр МФ-4.

Задание

1.  Изучить устройство и принцип работы спектрографа ИСП-30 и микрофотометра МФ-4.

2.  С помощью спектрографа ИСП-30 зарегистрировать эмиссионный спектр сплава на железной основе.

3.  Построить градуировочный график спектрографа.

4.  С помощью микрофотометра МФ-4 провести фотометрирование девяти ступенек почернения для каждой из 4 – 5 спектральных линий, отстоящих друг от друга на расстоянии ~ 20 нм.

5.  Построить характеристические кривые для всех спектральных линий в одной сетке координатных осей.

6.  Определить по характеристическим кривым значения коэффициента контрастности для используемых спектральных линий.

7.  Построить зависимость коэффициента контрастности фотопластинки от длины волны.

8.  Проанализировать полученные результаты, сделать выводы.

9.  Изучить следующие вопросы:

1.Характеристическая кривая; методы ее построения.

2.Оптическая схема спектрографа ИСП-30.

3.Основные характеристики фотопластинки.

Теоретическое введение

Светочувствительный или эмульсионный слой фотопластинки представляет собой слой желатины с равномерно распределенными в нем мелкими кристалликами галоидного серебра  или . Эти кристаллики и являются светочувствительным веществом эмульсии. При проявлении проявляющее вещество, реагируя с галоидным серебром, превращает последнее в металлическое серебро в тех местах, которые подвергались действию света.

Одновременно с этим, но очень медленно происходит восстановление серебра в кристалликах, которые не подверглись воздействию света. Этот процесс ведет к появлению фотографической вуали. После проявления невостановленное серебро удаляют из эмульсионного слоя. Для этого применяют специальные растворы (чаще всего раствор гипосульфита натрия) и последующее тщательное промывание пластинки.

Воздействие на пластинку (пленку) характеризуется плотностью почернения проявленного изображения  .

Величина плотности почернения  зависит от общего количества лучистой энергии , упавшей на пластинку (количества освещения). Здесь - освещенность пластинки, - время экспозиции.

Освещенность пластинки пропорциональна яркости входной щели спектрального прибора, а яркость входной щели, в свою очередь, пропорциональна интенсивности излучения источника света. Таким образом .

Для каждой обработанной фотографической пластинки существует определенная связь между почернением и количеством освещения, вызвавшего это почернение. Эта зависимость выражается обычно графически в виде кривой, называемой «характеристической кривой» пластинки (смотри рисунок).

Нижняя часть кривой, идущая параллельно оси абсцисс, определяет величину  , которая соответствует фотографической вуали. Выше имеется криволинейный участок АВ так называемый  область недодержек. Здесь почернение  медленно растет с увеличением количества освещения.

Затем следует переход к прямолинейному участку характеристической кривой ВС – области нормальных почернений. Здесь зависимость может быть представлена выражением

 или

 ,

где - коэффициент контрастности фотографической пластинки;  -

инерция пластинки, определяемая отрезком, отсекаемым на оси абсцисс продолжением  прямолинейного участка кривой. p – коэффициент Шварцшильда, показывающий, что почернение зависит от времени экспозиции  иначе, чем от интенсивности  (невыполнение закона взаимозаместимости).

Величина  определяет интегральную чувствительность пластинки.

Таким образом, прямолинейный участок характеристической кривой определяет две главные характеристики пластинки: чувствительность  и коэффициент контрастности.

Контрастность пластинки определяет широту пластинки, т.е. отрезок  по оси абсцисс, соответствующий прямолинейному участку характеристической кривой. Чем больше широта пластинки, тем менее она контрастна, и наоборот.

Верхний участок СД носит название области передержек. При еще больших почернениях можно наблюдать спад кривой (соляризация пластинки).

Для фотометрических работ наибольший интерес представляет собой область нормальных почернений. Иногда, однако, приходится пользоваться и областью недодержек.

Знание хода характеристической кривой пластинки необходимо для определения абсолютных или относительных интенсивностей спектральных линий методом фотографического фотометрирования.

В спектроскопической практике характеристическая кривая обычно строится в предположении, что время экспозиции остается постоянным, тогда .