TEKNĠK FOTOĞRAFÇILIK. II. Hafta Sunumu KOÜ METALURJİ & MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

Transkript

1 TEKNĠK FOTOĞRAFÇILIK II. Hafta Sunumu KOÜ METALURJİ & MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

2 (Fotografi) Fotografçılıktaki Gelişmeler Dr.Johann Heinrich Schulze (1727) : gümüş nitrat ve tebeşir karışımının güneş ışığı altında karardığını keşfetmiştir. Sonrasında Daguerre gümüş bileşikleri ile çalışmıştır. Gümüş kaplanmış Cu plakasına iyot buharı etkileştirip yüzeyde yüksek ışığa duyarlı gümüş iyodür tabakası oluşturmuştur. İngiliz Talbot, önce gümüşklorür tabakaları, sonra ise kağıttaşıyıcı üzerinde gümüşbromür tabakaları ile çalışmıştır. Mum ile transparan hale getirilen kağıt negatiften pozitif kopyalamak mümkün olmuştur li yıllarda taşıyıcı kağıt yerine cam kullanılmış ve bu transparan taşıyıcı üzerine kolodyum (jelatin) kütlesi yardımıyla gümüş tuzları üzerine sürülmüştür. Dr. Maddox (1871): kuru plaka sistemini bulmuştur. Bu sistem, üzerinde jelatin süspansiyon içinde gümüş bromür tuzunu içeren cam plakasıdır.

3 Işık Duyarlılığı ve Gümüşhalojenür Katmanlar Gümüş (Ag) ile halojen elementleri olan klor (Cl), brom (Br) ve iyot (I) bileşikleri olan gümüşhalojenür tuzları veya gümüşhalojenürler ışık duyarlıdır. Tablo 1.1. Görüntü fotoğrafçılığında kullanılan gümüş tuzlarının reaksiyonları ve bu tuzların ışık duyarlılığı.

4 Işık Duyarlılığı ve Gümüşhalojenür Katmanlar Gümüşün valans elektron sayısı 1, bromun ise 7 dir. Oktet (kararlılık) prensibine göre gümüş halojen elementlerine 1 elektron vererek pozitif yüklü iyon haline geçer (Şekil 1a). Brom ise 1 elektron alarak negatif yüklü iyon haline geçer. Böylece iyon bağı sonucu gümüşbromür (tüm gümüşhalojenürlerde benzer bir şekilde) kristali oluşur (Şekil 1b). (a) (b) Şekil 1.1. Gümüş halojenür bileşiklerine örnek; AgBr kristal yapısı.

5 Işık Duyarlılığı ve Gümüşhalojenür Katmanlar Işıklandırma etkisi sonucu gümüşün indirgenmesi Işık fotonu brom iyonunda saçılır. Enerji Br dan bir elektronun serbestleşmesini sağlar Bu elektron yabancı atom çevresinde toplanır ve olgunlaştırma çekirdeğinin çevresinde negatif yüklü bir alan oluşur. Nötr konumdaki Br atomu pozitif yüklü gümüş iyonları tarafından oturduğu yerden ötelenir ve jelatine doğru hareket eder. Olgunlaştırma çekirdeğinin çevresinde negatif yüklü alan Ag+ yı çeker. Bu gümüş negatif yükü alarak nötrleşir. Oluşan bu gümüşe fotolitik Ag denir. Işığın etkisinin devamıyla sürekli fotolitik gümüş oluşur. Kristal son durumunda saf Ag atomlarından oluşur ve siyah Ag noktacığı olarak görünür. Buna kararma adı verilir.

6 Işık Duyarlılığı ve Gümüşhalojenür Katmanlar (a) (b) Şekil 1.2. Işık etkisi altında gümüş halojenür kristal kafes reaksiyonu

7 Işık Duyarlılığı ve Gümüşhalojenür Katmanlar Developman Prosesi İşlem kimyasal olarak kısaca banyo olarak adlandırılan çözelti desteğiyle yapılır Kısa süreli bir ışıklandırmayla fotoğrafik primer proses başlatılır. Böylece kristal içi düşük bir miktarda fotolitik gümüş oluşur; ancak kristalde yeterli görüntü enformasyonu vardır. Kimyasal olarak yapılan developman işleminde kristalin varolan ışıklandırması milyon misli artırılarak tüm kristalin atomar gümüşe dönüşümü sağlanır. İndirgeme karakteristiği taşıyan developman maddeleriyle ışıklandırılmış kristale elektron verilir ve olayın devamı elektrolitik yolla yapılır. Kimyasal yolla gerçekleştirilen developmanda ışıklandırılmamış veya yeteri derecede ışıklanmamış kristalde hiç bir dönüşüm görülmez. Sonuçta ışıklandırma süresi yaklaşık 8-10 h ten saniyenin birkaçyüzde biri seviyesine (fotoğraf çekmede) ve bir-iki dakikaya (developman süresi) indirgenir.

8 Işık Duyarlılığı ve Gümüşhalojenür Katmanlar Yarı ton fotoğrafçılığında görüntü etkisi, tabaka içi indirgenen değişik gümüş miktarıyla oluşur. Transparan taşıyıcı üzerine dökülmüş olan fotografik emulsiyon belirli bir kalınlığa sahiptir. Bu tabaka içinde gümüşhalojenür kristalleri gelişigüzel bir şekilde üstüste yığılı bir konumda bulunur. Böyle bir filmle bir objenin fotoğrafı çekildiğinde obje değişik şekilde ışık reflekte eder. Aydınlık motif yöreleri fazla ışık yansıtırken az aydınlık yöreler düşük ışık yansıtır ve koyu yerler ise hiç ışık yansıtmazlar. Çok ışık, fotografik emulsiyon tabakasında daha derine etki yapar ve çok kristali ışıklandırırken, az ışık fotografik emulsiyon tabakasında daha yüzeysel etki yapar ve az kristal ışıklandırır. Derin tabaka etkisinde developman sonucu daha fazla üstüste dizili duran fotolitik gümüş ve böylece daha kuvvetli kararma elde edilir.

9 Işık Duyarlılığı ve Gümüşhalojenür Katmanlar Şekil 1.3. Emülsiyon tabakasında ışık kuvvetine bağlı olarak Ag taneciklerinin dönüşümü.

10 Fiziksel Olgunlaşma & Kimyasal Sensiblasyon Fotografik emulsiyon üretiminde saf gümüşhalojenür kristalinin ışık duyarsız olduğu ve böylece fotokimyasal efektin gerçekleşmediği gözönünde tutulur. Bu nedenle kristal kafesi bozunuma uğratılmak zorunluluğundadır. Arzulanan kafes hataları fiziksel olgunlaşma yoluyla gerçekleşir. Bu amaca emulsiyonun ortalama 60 ºC de uzun süre ısıtılması sonucu ulaşılır. Ek bir duyarlılık artırımı, olgunlaştırma çekirdeği üretimi ile gerçekleşir. kimyasal sensiblasyon olarak adlandırılan bu işlemde jelatinin ağır metal iyonlarıyla (Au, Ag, Hg, Se) kontaminasyonu sağlanır.

11 Optik Sensiblasyon Gümüşhalojenür kristallerinin ışık duyarlılığı yalnız 500 nm altı dalga boyunda (mavi, mor ve ultraviyole ışık) geçerlidir. Tüm ışık tayfı doğrultusunda preparasyondan geçmemiş gümüşhalojenür kristalli fotografik tabakalar renk körüdür. Bu nedenle bazı boya pigmentlerinden faydalanılır. Bazı renk maddeleri uzun dalga boylu ışığı (yeşil ve kırmızı) absorbe ederek absorpsiyon enerjisini gümüş halojenüre iletir. Böylece gümüşhalojenür kristali tüm dalga boyunca ışık duyarlılığı gösterir. Bazı boya maddelerinin fotografik emulsiyona katkısı, optik sensiblasyon olarak adlandırılır.

12 Şekil 1.4. Negatif ve pozitifin üretim prosesi. o Karıştırma: Jelatin 30 C nin biraz üstünde sıcak suda çözündürülür. Çözeltiye alkali halojenürler (NaCl, KBr, KI) ve eşdeğer miktarda çözünmüş gümüşnitrat katılır. Jelatinde oluşan gümüşhalojenür mavi ışığa duyarlı olduğu için tüm işlem turuncu renkli karanlık oda ışığında gerçekleştirilir. Isıtma sonucu uzun bir süre emulsiyon olgunlaştırılır. o Katılaşma: Fiziksel olarak olgunlaşan emulsiyon soğuk kaba konur ve katılaşır. o Kesme: Katılaşan emulsiyon jelatini küçük parçalar haline getirilir. o Yıkama: Yoğun yıkama ile alkali halojenür-gümüşnitrat arası reaksiyonda oluşan alkalinitrat yıkanarak uzaklaştırılır ve jelatin parçalarında yalnız saf gümüş halojenür kalır. o Ergitme: Kurutulan jelatin parçaları tekrar ergitilir ve içine kimyasal ve optik sensibilizasyon için katkı maddeleri katılır. Ayrıca iyi dökülebilirlik için fluks (=akışkanlık) maddesi, sertlik katkısı ve bakterizitler ilave edilir. o Filtrasyon: Bitmiş emulsiyon uygun filtrelerle filtrasyondan geçirilir. o Döküm: Sıvı emulsiyon taşıyıcı malzeme üzerine yüksek bir hassaslıkla dökülür. Soğutucuda emulsiyon hemen katılaşır. o Konfeksiyonlaştırma: Bitmiş film bandı standart enlerde kesilir.

13 Fotografik emulsiyonun renk duyarlılığını tasarımlamak amacıyla ilk etapta göz duyarlılığının bilinmesi gerekir. Şekil 1.5. Işık spektrumu ve göz algılama eğrisi.

14 İnsan gözü açısından renk duyarlılığı İnsan gözü her renge karşı eşit duyarlılıkta değildir. Genelde göz 400 ile 700 nm arasını renk olarak ve tüm bu dalga boylarının toplamını beyaz ışık olarak algılar. Göz en büyük duyarlılığını 570 nm de, yani sarı-yeşil için gösterir. Bu nedenle sarı ve yeşil gözümüz için en aydınlık renktir, mor ve kırmızı ise zayıf, yani koyu olarak algılar. Bir siyah-beyaz filmde sarı ve yeşil açık gri olarak, mavi ve kırmızı ise koyu gri olarak görünecektir.

15 Ag-halojenürler açısından renk duyarlılığı Işık duyarlı Ag-halojenür kristalleri yalnızca kısa dalgalı ışınıma, yani ultraviole ve maviye duyarlıdır. Bu nedenle yalın haliyle kullanımda gözümüzün renk duyarlılığını aynen veremez. Benzer duyarlılık amacıyla bazı renk maddelerinin mikronaltı kristalciklerinin Aghalojenür kristallerinin yüzeyine absorbe edilmesiyle bu kristaller uzun dalga boyuna da duyarlı hale getirilir. Optik sensibilizasyon olarak adlandırılan bu işlemde renk pigmentleri uzun dalgalı ışınımı absorbe ederek kısa dalgalı enerjiye çevirir ve böylece Ag-halojenür kristallerinin göz benzeri duyarlılığa sahip olmasını sağlar.

16 Çeşitli sensibilizasyona sahip film malzemeleri Optik sensibilizasyon işlemi görmemiş malzeme, sensibilize edilmemiş (duyarlaştırılmamış) malzemedir. Bunlar yalnız siyah-beyaz reprodüksiyonda kullanılabilir (örn: siyah-beyaz kağıt malzemesi; yeşil, turuncu ve kırmızı karanlık oda ışığında işlemlenebilir). Ortokromatik malzeme yeşile sensibilize edilmiş malzemedir. Orijinalde kırmızı yoksa veya kırmızı özellikler koyu olarak verilmek istenirse bu film tipi kullanılır. Bu filmler karanlık odada kırmızı ışıkta işlenebilir. Pankromatik filmler ise tüm spektruma sensibilize edilmiştir ve ideal göz eğrisine benzer. Bu filmler karanlık odada yalnız karanlıkta işlenebilir. Enfraruj duyarlı malzeme ise maviye sensibilize edilmemiş malzeme gibi duyarlıdır ve ayrıca kırmızıya ve yakın enfraruja duyarlıdır. Bu filmlerle de pankromatik filmler gibi tamamen karanlıkta çalışmak gerekir.

17 Şekil 1.6. Değişik duyarlılıktaki filmlerin karakteristik algılama eğrileri.

18 Şekil 1.7. Kodak filmleri için sensibilizasyon eğrileri.

19 Spektralfotometre Bir emulsiyonun tayf (spektral) duyarlılığı Spektralfotometre ile belirlenir. Ölçüm sürecinde prizma yardımıyla beyaz ışık ayrıştırılır ve oluşan spektrum, transparan bir gri skala dan geçirilerek denenecek katmana projekte edilir. Deney tabakasının renk hassasiyetine göre - developman sonrası- gri skalanın aydınlık veya karanlık gri değerleri aynı kararma (negatif yoğunluğuyla) ile oluşturulur. En düşük kararma noktalarının bir doğru ile birbirine birleştirilmesiyle spektralduyarlılığın fonksiyon eğrisi bulunur. Bu tür teknik data, prospektlerde filmin yanında verilir. Ancak ışık kaynağının cinsine göre spektral bileşimi değişir.

20 Günışığının kırmızı, yeşil ve mavi miktarları eşitken suni ışıkta kırmızı miktarı oldukça kuvvetlidir. Işık kaynağına göre ışığın spektral kompozisyonu değiştiği için sensibilasyon eğrisinin ışık kaynağına göre verilmesi gerekir. Şekil 1.8. Spektral fotometrik esaslar.

21 Şekil 1.9. Gri skala ve renk skalası.