Характеристическая кривая фотопластинки и способы ее построения

Мерой воздействия света на фотоэмульсию является величина почернения S, которая определяется логарифмом отношения интенсивности светового пучка, прошедшего через прозрачный участок пластинки ( ), к интенсивности светового пучка, прошедшего через почерненный слой ( ), то есть через спектральную линию: .

Если обозначить величину световой энергии, падающей на фотопластинку, через Е, а время освещения – через t, то произведение величины световой энергии на время освещения называется количеством освещения или экспозицией:

.

Зависимость оптической плотности (S) от количества освещения (Н) представляют графически в виде характеристической кривой фотопластинки, которая имеет S–образную форму почти для всех типов эмульсий (рис. 6.1).

Основные области характеристической кривой:

АВ — область недодержек;

ВС — область нормальных почернений;

СD — область передержек.

Количество освещения, соответствующее точке “A” при S=0 называется порогом чувствительности. Точка, образованная пересечением оси абсцисс с продолжением прямого участка кривой ( ), назывется инерцией фотопластинки. Проекция прямолинейного участка ВС на ось абсцисс называется фотографической широтой. Из прямоугольника находим tga:

, откуда ,

где  – контрастность фотопластинки;

j – инерция фотопластинки.

По характеристической кривой можно оценить чувствительность фотопластинок. Имеется несколько критериев опенки:

· по пороху чувствительности (точка А);

· по инерции фотопластинки (j),

· по фотографической широте ( ).

В России за единицу ГОСТа чувствительности принята величина, обратная количеству освещения (Н), необходимого для получения почернения с оптической плотностью, превышающей плотность вуали на 0.2 ед. (рис. 6.2).

 – оптическая плотность вуали.

.

В качестве критерия чувствительности эмульсий по системе Хартера и Дрифельда является инерция фотопластинки . Оценка чувствительности в этом случае производится по формуле:

,

где 10 – произвольно выбранный коэффициент.

В этом случае, чем меньше инерция фотопластинки, тем при меньших количествах освещения начинается область нормальных почернений.

При количественном спектральном анализе необходимо знать характеристическую кривую используемых фотопластинок, так как по ней можно определить не только начало области нормальных почернений, но и перейти от измеренной величины плотности (S') к логарифму интенсивности ( ).

Способы построения характеристической кривой

При всех способах построения характеристической кривой несколько участков фотопластинки освещают разным количеством освещения H, изменяя его в известное число раз. При этом на фотопластинке получают различные почернения, называемые марками почернений (или интенсивностей). Так как , то для получения марок почернения изменяют либо освещенность в известное число раз, либо время освещения t. Освещенность на фотопластинке пропорциональна интенсивности света J, падающего на щель спектографа:

,

где k – постоянная величина, характеризующая параметры щели прибора. Тогда для количества освещения можно записать:

 или .

Так как характеристическая кривая строится в координатах  и марки почернения получены путем изменения освещенности, которая пропорциональна интенсивности света , то по оси абсцисс вместо  можно откладывать . Аналогично можно строить характеристическую кривую в координатах , если переменной величиной является время экспозиции.

Чаще всего характеристические кривые строят при помощи марок почернения, полученных путем изменения интенсивности света. Измеренное значение почернений каждой марки откладывают на оси ординат, а соответствующее значение J – на оси абсцисс.

В качестве марок почернения могут быть использованы участки линий спектра, снятые через ступенчатый ослабитель, который представляет собой кварцевую пластинку с нанесенными на нее тонкими слоями платины разной толщины. Проходя через такой ослабитель, свет будет частично поглощаться. И поглощение будет тем больше, чем толще слой платины. Каждая ступенька ослабителя отличается своей пропускаемостью, под которой понимают выраженное в процентах отношение J света, прошедшего через эту ступеньку, к J падающего на нее света. Если пропускаемость ступеньки равна 100 %, то это значит, что весь падающий на нее свет проходит без ослабления. На каждый ослабитель имеется паспорт, в котором указан номер ступеньки и логарифм пропускания ( ).

Другой прием построения характеристической кривой основан на применении в качестве марок почернения групп спектральных линий железа с известными относительными интенсивностями. Эти линии выбирают так, чтобы их интенсивности не менялись при изменении условий возбуждения и концентрации железа. Они должны располагаться в узкой спектральной области, где отсутствует фон. При построении характеристической кривой в этом случае по оси ординат откладывают почернения, вызванные только спектральными линиями железа.