Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
91
Рис. 64. Спектральная чувствительность
фотопластинок некоторых типов:
/ ¦— спектральных» типа I; 2 — спектральных типа II и III; 3 — несенснбилизированных. используемых для научных целей; 4 — микро: 5 — панхром; в — инфрахром 760; 7 фрахром 880
Рис. 65. Характеристическая кривая фотоматериалов
ии-
восстанавливается до ме-талла. Количество восстановленного серебра является мерой световой энергии, воздействующей на фотослой. Непосредственно по негативу измеряется оптическая плотность почернения D, определяемая как D = lg (Ф0/Ф), где Ф0 — световой поток, прошедший через не подвергшийся действию света участок фотопластинки; Ф — поток того же источника, прошедший через засвеченный участок пластинки. Оптическая плотность почернения D зависит не только от значения световой экспозиции Я, но и от способа, а также точности измерения почернения.
Фотографические материалы с точки зрения их использования как приемников энергии излучения характеризуются спектральными, световыми и временными характеристиками.
Спектральные характеристики. Обычная фотоэмульсия чувствительна к свету в диапазоне спектра X = (180-Г-500) нм. Для области Я < 180 нм используются пластинки без желатина (так называемые «шумановские» пластинки), поглощающего коротковолновое излучение. В вакуумной спектроскопии кроме фотопластинок с низкой концентрацией желатина используются фотоматериалы, сенсибилизированные люминофором. Коротковолновая область чувствительности пластин достигает % = 0,1 нм. В ИК области с помощью сенсибилизаторов удается расширить диапазон чувствительности до '--1200 им. На рис. 64 приведены кривые спектральной чувствительности отечественных фотопластинок некоторых типов.
Световые характеристики. Светочувствительность материалов оценивают с помощью характеристической кривой, представляющей собой зависимость оптической плотности почернения D от логарифма световой экспозиции Я (рис. 65). Отрезок кривой АВ — это область вуали, отрезок ВС — область недодержек, СЕ — область нормальных почернений, EF — область соляризации.
Светочувствительность негативных черпо-белых фотопленок, определяемая по ГОСТ 10691.2-^73 как
0,8
1-0,1 ’
92
tnp -e -ь -г о г tgtэ
Рис. 66. Влияние времени проявления Рис. 67, Типичные цзопаки фотомате-
фотоматериалов на их характеристики риалов
является величиной, обратной экспозиции, вызывающей плотность почернения 0,1 над вуалью.
Коэффициент контрастности у характеризует способность фотоматериала передавать в большей или меньшей степени различия в яркости регистрируемого объекта (например, двух спектральных линий). Если tfj и #4 — значения световой экспозиции, вызывающей соответственно почернение с оптическими плотностями Di и ?>s в пределах прямолинейного участка характеристической кривой, то коэффициент контрастности у = (?>2 —?>x)/(lg Я2 — lg Нг), т. е. он определяется тангенсом угла наклона линейного участка кривой.
Прямолинейную часть характеристической кривой можно аппроксимировать выражением
D = у lg Я + /,
где / — инерция фотоэмульсии.
Для большинства спектроскопических измерений предпочтительны фотоматериалы с большим у. С учетом этого можно записать
А Я/Я = 2,3ADiy,
т. е. при постоянной погрешности AD измерений оптической плотности почернения относительная ошибка измерений обратно пропорциональна коэффициенту контрастности.
Широта фотоматериала L характеризует его способность передавать без искажений определенный интервал яркостей, регистрируемого объекта. Численно она определяется длиной линейного участка СЕ характеристической кривой (рис. 65), т. е.
L — lg НЕ — lg Яс — lg (Я?/Яс).
Материалы с малой фотографической широтой L пригодны для регистрации относительной яркости линий лишь тогда, когда абсолютные значения их яркости близки между собой. Для фотоматериалов это отношение составляет 10 : 1—100 : 1. Следует отметить, что рассмотренные световые характеристики являются функцией времени проявления tяр (рис. 66).
Временные характеристики. Выражение Н = Et, представляющее собой закон взаимозаменяемости, соблюдается не всегда.
93
Более точным является выражение Я = Etp, где р — константа (р = 0,7—0,9), однако при значительных изменениях времени экс- J
позиции и оно часто не согласуется с экспериментальными данными. j
Отклонения от закона взаимозаменяемости принято характеризовать изопаками, представляющими собой зависимость значения логарифма ЭКСПОЗИЦИИ При ПОСТОЯННОЙ ПЛОТНОСТИ Почернения lg #?>=const
от логарифма времени экспозиции lg ta (рис. 67). Если бы закон взаимозаменяемости выполнялся, то изопаки проходили бы параллельно оси абсцисс. Из рис. 67 видно, что при изменении времени экспозиции от 10~2 до 104 с для достижения одного и того же фотографического эффекта экспозицию следует изменить в десятки раз.
При времени t3 < 10"в с изопаки параллельны оси абсцисс. Здесь выполняется закон взаимозаменяемости. Следует отметить, что в фотоматериалах для вакуумного ультрафиолета при отсутствии прерывистости освещения закон взаимозаменяемости выполняется j достаточно хорошо при % < 200 нм, а при X < 120 нм он выполняется полностью. Поэтому при Я < 120 нм для получения характеристических кривых можно использовать любой источник излучения, а марки почернения наносить путем изменения времени экспозиции.
