книги из ГПНТБ / Геодаков, А. И. Изготовление форм офсетной печати

оси. Сферическую аберрацию можно уменьшить диафрагмирова­ нием линзы.

Рис. 20. Схема сферической аберрации

Астигматизм. Если лучи света направлены на предмет, представ­ ляющий собой перекрестие под углом к главной оптической оси, то линза преломляет лучи от вертикальных и горизонтальных эле-

ztrr+•+

Рис. 22. Астигматизм:

Луч депого cSema

рFCUHUU F/келтый fкрасный

Рис. 23. Схема хроматической аберрации

неоднороден, в связи с этим, так же как и при прохождении через призму, его составные части линзой преломляются неодинаково. В результате образуется спектр. При этом лучи разного цвета со­ бираются (фокусируются) на неодинаковых расстояниях от линзы*

70

Синие и фиолетовые лучи, преломляясь под большим углом, чем остальные лучи, собираются в фокус ближе к центру линзы. Фо­ кус красных лучей находится от линзы дальше фокусов зеленых и желтых лучей (рис. 23). В результате такого несовпадения фоку­ сов изображение на матовом стекле фотоаппарата оказывается не­ резким, расплывчатым и окрашенным.

Кривизна поля изображения. В связи с тем что лучи, идущие параллельно оптической оси линзы, и лучи света, идущие под уг­ лом к ней, сходятся за линзой не в одной фокальной плоскости,

зывается резким либо в центральной части и нерезким по краям, либо наоборот. Это явление называется кривизной поля изобра­ жения.

Дисторсия. Прямые линии предмета на изображении получа­ ются искривленными. Причем чем ближе эти линии к краям изо­ бражения, тем больше их кривизна. Конфигурация зависит от рас­ положения диафрагмы по отношению к линзе. Если диафрагму расположить сзади линзы, то квадрат (рис. 25, а) на изображении будет иметь вогнутые стороны (рис. 25, б); если же диафрагму установить перед линзой, то изображение примет бочкообразную форму (рис. 25, в). Во избежание этого нужно между двумя лин­ зами вставить диафрагму. Однако диафрагмирование исправляет лишь часть недостатков линз.

Отдельно взятую линзу использовать как оптический прибор в фотоаппарате нельзя. На практике пользуются системой из соби­ рательных и рассеивающих линз. Причем линзы подбираются с таким расчетом, чтобы недостатки их взаимно исправлялись. Сис­

изготовляются с такой степенью исправления всех аберраций, что практически дают возможность получать достаточно точные изо­ бражения.

71

§19. ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ

ИПЛОСКОЕ ЗЕРКАЛО

Объектив

Существуют различные виды объективов, используемые для обычных малоформатных любительских фотоаппаратов с фокус­ ным расстоянием 2,0 см (типа «Руссар»)и с фокусным расстоя­ нием до 120 см (типа «Индустар 11») для репродукционных фото­ аппаратов, применяемых в поли­

графии.

В объективе «Индустар 11» (рис. 26) линзы /—4 заключены в оправы 6, 8, 12 и ввинчены в ко­ роткую цилиндрическую трубку 9, называемую тубусом. Тубус вме­ сте с линзами и оправами встав­ лен в кольцо 11 объектива и за­ креплен на доске объектива, по­ мещенной на передней стойке ап­ парата. На тубус навинчено коль­ цо 7. После окончания работы на объектив надевают защитный колпачок 5. На боковой поверх­ ности тубуса или на его торце имеется шкала индексов диа­ фрагм (см. ниже). Чтобы изме­ нить величину рабочего отверстия объектива, поворачивают кольцо 10 диафрагмы.

Каждый объектив, так же как и линза, имеет главное фокусное расстояние, которое указывается на оправе объектива в сантимет­ рах и обозначено буквой f (на­ пример, / = 750 мм).

Относительное отверстие объектива — это отношение диаметра действующего отверстия объектива (при диафрагмировании диа­ метр отверстия диафрагмы) к величине главного фокусного рас­ стояния. Это отношение показывает, во сколько раз фокусное рас­ стояние объектива больше диаметра его действующего отверстия. Следовательно, чтобы определить относительное отверстие объек­ тива, необходимо измерить диаметр действующего отверстия в сан­ тиметрах и разделить его на главное фокусное расстояние, выра­ женное также в сантиметрах.

Действующее отверстие объектива, через которое при съемке проходит пучок света, может изменяться при помощи диафрагмы. На оправе объектива обычно отмечены индексы диафрагмы, т. е. цифровые значения, обратные величинам относительных отвер-

72

стий для каждой взятой диафрагмы (например, 9, 11, 16 и т., д.). Зная величины главного фокусного (расстояния / данного объек­ тива и индекса выбранной диафрагмы I, можно определить диа-

метр отверстия диафрагмы d по формуле^ = —«

Например, при объективе с главным фокусным расстоянием / = 640 мм для индекса i = 32 диаметр отверстия диафрагмы

,640

d = = 20 мм.

32

Светосила объектива. Качество объектива зависит от его свето­ силы, т. е. способности создавать на матовом стекле фотокамеры или на светочувствительном материале большую или меньшую освещенность изображения. Для объектива, дающего более яркое и более освещенное изображение, применяют более короткие вы­

тем оно больше пропустит света и тем больше его светосила. Следует заметить, что иногда термин «светосила» путают с тер­

мином «относительное отверстие». Это не одно и то же. Их число­ вые значения неодинаковы. Величина относительного отверстия

d

определяется отношением - у .

Поле и угол зрения объектива. Если взять объектив «Индустар 11», предназначенный для фотографирования оригиналов в ап­ парате, размер матового стекла которого равен 50X60 см, и вста­ вить его в аппарат с матовым стеклом 80x100 см, то полученное изображение будет иметь вид круга, центральная часть которого освещена лучше и имеет большую резкость, чем изображение по краям.

При большом несоответствии величины главного фокусного рас­ стояния объектива размеру изображения, которое необходимо сфо­ тографировать, изображение по краям может и вообще отсутство­ вать. В таких случаях говорят, что объектив «не покрывает» изо­ бражения.

Следовательно, чтобы получить оптическое изображение необхо­ димого размера, нужно пользоваться объективом с таким фокусным расстоянием, которое обеспечивает хорошую резкость на всех его участках.

73

Площадь наибольшего изображения, получаемая с помощью данного объектива, называется п о л е м з р е н и я о б ъ е к т и в а . Угол, составленный двумя линиями из центра объектива к крайним точкам поля зрения, называется у г л о м з р е н и я о б ъ е к т и в а .

Разрешающая сила объектива. Способность объектива раздель­ но передавать на оптическом изображении мелкие, близко располо­ женные элементы измеряется наибольшим числом линий, переда­ ваемых объективом в пределах 1 мм изображения.

Для определения разрешающей си­ лы объектива делают фотосъемку ми­ ры (рис. 27), которая представляет со­ бой таблицу из черно-белых штрихов различной толщины, расположенных группами под углом друг к другу. Со­ временные объективы высокого каче­ ства имеют разрешающую силу в пре­ делах 50—60 линий «а миллиметр. Наибольшая разрешающая сила объ­ ектива в центре, а наименьшая по кра­ ям его поля.

Просветление объектива. Во время съемки на светочувствительный слой действуют не только лучи света, созда­ ющие оптическое изображение, но и лучи, которые отражаются от поверх­ ностей линз объектива и рассеиваются

внутри объектива и камеры фотоаппарата. Эти лучи действуют на светочувств-ительный слой, вызывая потемнение — засвечивание не­ гатива. Такое засвечивание особенно мешает правильной передаче изображения в тенях, делая их на негативе более плотными.

Кроме того, если считать, что объектив имеет четыре линзы, то восемь его поверхностей граничат с воздухом и потери света в ре­ зультате отражения составляют около 20—30% от общего количе­ ства света, падающего на поверхность объектива.

Современные объективы, в том числе и «Индустар 11», для уменьшения потерь света выпускают просветленными. На поверх­ ность линз наносят специальную пленку с определенным показате­ лем преломления света.

Объективы, предназначенные для репродуцирования оригиналов, должны отвечать следующим требованиям: по всей площади мато­ вого стекла давать достаточно резкое изображение, не иметь какихлибо оптических недостатков, влияющих на точность воспроизведе­ ния оригиналов; свет, проходящий через объектив, должен освещать матовое стекло достаточно равномерно.

Плоское зеркало

Изображение предмета в зеркале обратное и без каких-либо ис­ кажений. Это свойство позволяет при фотосъемке изменять харак-

74

тер изображения; так, например, негатив, полученный съемкой при помощи оптического сочетания объектива и зеркала, имеет не обыч­ ное обратное изображение, а перевернутое — прямое. В репродук­ ционной фотографии при изготовлении форм, в том числе и для офсетной печати, широко используют такие оборачивающие сис­ темы.

Применяются плоские зеркала и в малоформатных фотоаппара­ тах (зеркальные камеры), а также в ряде оптических приборов, ис­ пользуемых как вспомогательные устройства.

§ 20. ДИАФРАГМЫ

Применение диафрагм дает возможность регулировать величину площади пучка света, проходящего через объектив к светочувстви­ тельному слою. Они помогают компенсировать ошибки, допущенные

уменьшает или увеличивает отверстие диафрагмы. При изменении величины отверстия диафрагмы изменяется и фактическая светоси­ ла объектива.

Чтобы было легче определить время выдержки при фотосъемке, на кольце ирисовой диафрагмы гравируют индексы диафрагмы. В объективе «Индустар 11» приняты такие индексы: 9, 11, 16, 22, 32, 64, 90.

Величины относительных отверстий рассчитывают так, чтобы при каждом следующем меньшем отверстии диафрагмы требова­ лась выдержка, примерно вдвое большая, чем при предыдущем.

75

Так, если при диафрагме с индексом, равным 11, требовалась вы­ держка 1 мин, то при диафрагме с индексом, равным 16, выдержка увеличивается до 2 мин.

Относительное отверстие, соответствующее полностью открыто­ му объективу, с индексом 9 и относительное отверстие с индексом 11 отличаются друг от друга по площади не в два, а примерно в полто­ ра раза, поэтому выдержки при съемке с этими отверстиями диа­ фрагм будут отличаться друг от друга примерно в полтора раза.

Вставные диафрагмы (рис. 28, б). Простейший вид диафрагм — плоские металлические (обычно латунные) пластинки с вырезанны­ ми в них отверстиями. Фотограф имеет комплект вставных диа­ фрагм; каждая последующая от предыдущей отличается величиной площади отверстия так, что при съемке требует выдержку вдвое большую, т. е. площади отверстий диафрагм, следующих в комплек­ те одна за другой, имеют отношение 1 : 2.

§ 21. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФОТОГРАФИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

Светочувствительный слой и образование в нем скрытого изображения

Если лучи света, отразившиеся от предмета, пропустить через линзу или систему линз, как в объективе, то в фокальной плоскости образуется оптическое изображение. Его можно запечатлеть, а при необходимости и размножить. Дл я этого объект фотографируют 1 , т. е. при помощи света создают устойчивое изображение на поверх­ ности какого-либо фотоматериала.

Как в общей, так и в репродукционной фотографии в качестве фотоматериала чаще всего применяют пленки, на поверхность кото­ рых предварительно наносят светочувствительный слой — фотогра­ фическую эмульсию.

Светочувствительный слой представляет собой (речь идет о глав­ ных компонентах) водный раствор желатина, в котором равномер­ но распределены в виде мельчайших кристалликов (величиной в тысячную или десятитысячную долю миллиметра) галогениды се­ ребра (бромистого, йодистого, хлористого), являющиеся светочув­ ствительными веществами. Желатин выполняет роль связующего. От его качества во многом зависят свойства фотоматериалов.

Получение изображения на поверхности фотоматериала в виде фотоснимка основано на свойстве галогенидов серебра под действи­ ем света подвергаться реакции разложения, в результате чего обра­ зуется металлическое серебро.

Если на светочувствительном слое фотопленки при помощи оп­ тического прибора получить изображение, то под действием лучей света в слое произойдут фотохимические изменения и образуется так называемое скрытое изображение. Причем фотохимические

1 От греческих слов «фотос» (photos) — свет; «графо» (grapho) — пишу.

76

превращения в веществе слоя вызовут только те лучи света, кото­ рые данным веществом поглощаются.

Поглощение света веществом, так же как и излучение его источ­ ником, происходит не непрерывно, а отдельными мельчайшими ча­

баний больше у тех лучей, у которых меньше длина волны излуче­ ния. Следовательно, квант синих и тем более фиолетовых лучей со­ держит больше энергии, чем квант красных лучей.

Этим и объясняется, что фиолетовые и синие лучи при фотогра­ фировании действуют на светочувствительный слой более интен­ сивно.

Кроме того, течение процесса фотохимических реакций в слое прямо пропорционально зависит от освещенности объектива и вре­ мени действия света.

Скрытое изображение в светочувствительном слое образуетсяпримерно по такой схеме. Галогенид серебра (например, бромистое серебро), находящийся в фотографической эмульсии, имеет ионную кристаллическую структуру. Под действием кванта энергии света е из галогенида, в данном случае из брома, выбивается электрон

брома, которые частично поглощаются желатином слоя, а частично уходят из него в виде газов. Свободный электрон, находясь в кри­

может притянуть новый электрон и также нейтрализовать следую­ щий атом серебра. Так на отдельных участках слоя, подвергшихся действию энергии света, происходит концентрация атомов серебра. Это элементы скрытого фотографического изображения. Причем чем больше подействовал свет на участки центров светочувствитель­ ности, тем больших размеров получаются микрокристаллики сереб­ ра. Однако некоторая часть атомов серебра и галогенидов, обра­ зовавшихся под влиянием света, после прекращения его действия соединяются между собой, превращаясь в галогениды серебра. Происходит так называемая темновая реакция.

Проявление изображения

Скрытое изображение, чтобы сделать видимым, нужно проявить. При проявлении на светочувствительном слое образуются почерне-

1 Частота колебаний определяется количеством колебаний в единицу вре­ мени.

2 Центрами светочувствительности являются мельчайшие частицы металли­ ческого и сернистого серебра, образующиеся в процессе приготовления фотогра­ фической эмульсии.

77

яия. В зависимости от характера фотографируемого изображения эти почернения могут быть одинаковой силы (штриховое изобра­ жение) или разной силы (полутоновое изображение). Центры све­ точувствительности, на участках которых микрокристаллы серебра образовали скрытое изображение, одновременно являются и цент­ рами проявления.

Участки, соответствующие светлым местам фотографируемого объекта, на которые подействовало наибольшее количество отра­ женного от оригинала света, после проявления на пленке станут непрозрачными (черными), так как в этих местах выделится наи­ большее количество восстановленного металлического серебра. Уча­ стки, соответствующие черным (темным) местам объекта, от кото­ рых через оптический прибор поступило очень мало света, будут прозрачными (светлыми). Свет, отраженный промежуточными по тону местами объекта, создает на пленке участки с различной сте­ пенью прозрачности.

Таким образом, после проявления получается обратная (нега­ тивная) передача световых и теневых участков изображения объек­

ческие вещества, которые восстанавливают галогенид серебра до металлического только там, где образовалось скрытое изображение, т. е. обладают избирательным проявляющим свойством. В этом соб­ ственно и заключается сущность фотографического проявления.

Чем сильнее было действие света на светочувствительный слой фотографического материала, чем больше выделится серебра на соответствующих участках негатива, а следовательно, более непро­ зрачными (черными) будут эти места. На участках светочувстви­ тельного слоя, на которые свет не подействовал или подействовал в незначительной степени, галогенид серебра остается без измене­ ний. Однако при длительном проявлении и на этих участках может начаться изменение галогенида серебра.

В рецепты проявляющих растворов (проявителей), помимо ос­ новной их части — проявляющего вещества, входит и ряд других: сохраняющее, ускоряющее, замедляющее или противовуалирующее Все компоненты проявителя растворяются в воде.

В качестве проявляющих растворов обычно применяют органи­ ческие проявители, такие, как гидрохинон, парааминофенол, фенидон, метол, глицин и др. Чаще всего используют смесь метола и гид­ рохинона, так называемый метолгидрохиноновый проявитель. В по­ следнее время чаще стали применять фенидон. Это проявляющее вещество в сочетании с гидрохиноном (вместо метола)—энергич­ ный и контрастноработающий проявитель. Кроме того, фенидонгидрохиноновые проявители повышают чувствительность фотоматериа­ ла при проявлении пленки.

Сульфит натрия (сернистокислый натрий) придает проявителю качества сохраняющего (консервирующего) вещества, предохраня-

1 Вуаль — почернение светочувствительного слоя без воздействия света.

78

ет его от окисления кислородом воздуха. Гидрохинон без сульфита, особенно в щелочном растворе, довольно быстро окисляется и теря­ ет проявляющую способность. Но если бы гидрохинон не окислялся, то его проявляющая способность без сульфита и в этом случае была бы вдвое меньше. Сам сульфит не участвует в восстановлении се­ ребра, однако вступая в химическую реакцию с окислившимся гид­ рохиноном, он образует сульфосоединение (моносульфогидрохинон), которое обладает проявляющим свойством.

Наличие сульфита в проявителе повышает также растворимость галогенида серебра, что создает более благоприятные условия для

рия оказывают такое же действие, как одна часть безводного. Если на бесцветных кристаллах сульфита образовался белый порошкооб­ разный налет, значит он окислился и пришел в негодность.

Щелочь ускоряет процесс проявления. Чаще всего в состав про­ явителя вводят поташ (калий углекислый) или соду (натрий угле­

соды может быть заменена 2,7 части кристаллической. В качестве ускорителей применяют также едкие щелочи (NaOH) или (КОН) . При отсутствии щелочи в проявителе гидрохинон не проявляет скрытое изображение, а метол проявляет, но очень медленно.

От добавления щелочи увеличивается степень диссоциации про­ являющих веществ и их проявляющая способность. Однако увели­ чение скорости проявления увеличивает и вуалеобразование. По­ этому в проявитель, содержащий щелочь, вводят большее количе­ ство бромистого калия.

Применение углекислых щелочей целесообразнее. Они создают более постоянные условия проявления. Это объясняется тем, что проявитель с едкой щелочью работает значительно быстрее прояви­ теля с углекислой щелочью, но он быстрее истощается. Едкие ще­ лочи следует применять только в тех случаях, когда по производст­ венным условиям необходимо быстро проявить фотоматериал.

Бромистый калий вводят в проявитель как противовуалирующее средство. В растворе он диссоциирует на К+ и В г - . Увеличение кон­ центрации ионов брома, находящихся в светочувствительном слое, приводит к уменьшению в нем ионов серебра. Следовательно, про­ явление изображения в основном в начале процесса замедляется. Тем самым он не допускает проявления тех участков изображения* где свет не подействовал или подействовал очень мало, т. е. препят­ ствует появлению вуали на негативе.

При больших концентрациях бромистый калий может начать растворять бромистое серебро и быть причиной так называемой дихроической вуали на негативе, т. е. окрашенного налета из бро­ мистого серебра, имеющего чрезвычайно мелкую структуру. Такая вуаль появляется при работе с сильно истощенными растворами проявителя и фиксажа.

79>