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黑白感光材料的性能及其加工
感光材料是将感光材料乳剂涂布于它的载体上而制成的，底片、正片的载体是片基，像纸载 体是纸基，玻璃感光板的载体是玻璃。
一、黑白感光材料的发展
黑白感光材料的发展可从感光性、形态、工艺及感光速度等四方面体现(箭头表示递增方向) 。
1．感光性：色盲片(只对蓝、紫色感光)→分色片→全色片→红外片。
2．形态：金属片→湿片→干片→软片→卷片
3．工艺：单层——分析率高，感光度低，宽容度小
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多层——分析率底，感光度高，宽容度大
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多层薄层——涂有低、中、高三层感光度之乳剂层，提高清晰度，增加宽容度，通过强力显影尚可大大提高感光度
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染料成像——无银盐形象，颗粒细，宽容度大，感光度可变(ASA125～ASA1600)。
4．感光速度：慢片→中速片→快片→特快片
感光材料的发展趋势是彩色片的生产大大超过了黑白片；感光乳剂的涂布向薄层、多层、 高感光度发展；非银盐照像体系(染料成像、重氮片、磁录像)的研究积极开展，感光材料加 工工艺向高温快速发展；涂纶片基与三醋酸纤维系片基同时并存。

二、黑白感光片的结构
1．片基——乳剂的载体
（1）对片基要求
①透光率大(90%以上)；②机械强度大(弹性强度好；断裂强度、冲击强度大，耐折次数多) ；③几何稳定性高(有较小的含温量和小的收缩率，不易变形)；④化学稳定性好，耐光、耐 热、耐酸碱，对乳剂层不产生化学作用。
（2）片基种类
①硝酸纤维素脂片基。易燃，少用。②三醋酸纤维素脂片基。不易燃，尺寸稳定性差。③涤 纶片基。不易燃、稳定、价格高、导电、难涂布。④聚碳酸脂片基：很有潜力。
2．乳剂层
感光乳剂层的主要成分为感光剂、支持剂、增感剂和补加剂。
（1）感光剂
感光剂的主要成分是卤化银。其中溴化银感光最快，碘化银最慢。负片多用溴化银加入1%～ 3%的碘化银。正片多用氯化银再加入部分溴化银，卤化银以微小晶体态存在呈等轴式结晶，一般均不完美，而它的一些缺陷与位错及晶格中呈运动状的银离子恰恰可以在形成 感光中心及曝光过程中起重要作用。杂质的存在也可成为感光中心。高速片的晶体直径大(1 .1微米)；负片的卤化银晶体直径为0.9微米，正片卤化银晶体直径为0.3微米。直径越大， 感光度越高，颗粒均匀反差大，宽容度小；反之，反差小，宽容度大。
（2）支持剂——明胶(动物骨胶)
卤化银不溶于水，它必须在彼此不接触的分离情况下，才能产生清晰影像，故采用明胶。明胶的作用是
①保护作用。使卤化银晶体彼此隔离，均匀分布，未曝光的卤化银晶体在显影时不至于被感染显影，从而保证影像清晰。
②具有照像活性。胶质中含有极微量的硫化物，可产生感光中心，提高感光度。它还可与曝光时产生的溴、氯等 化合(Brˉ + hυ→ Br + e)(Ag+ + e → Ag)(hυ光量子；e：自由电子)，防止卤素再与银结合成卤化银(即去卤作用)。实际这上也提高了乳剂的感光效率。
③明胶易从一种状态转变为另一种状态，便于制备、加工。明胶的缺点是它随动物生活史 的变化面其中微成分也产生变化，因而照相活性很不一致。有人想用高分子化合物取代之，至今没有重大突破。
（3）增感剂
增感剂分化学增感剂(碳氰酸金、硫代硫酸钠)和光谱增感剂(光谱增感染料)两种。
光谱增感处理不仅可得到不同感色性的感光材料，还可为摄影中运用滤色片获得各种艺术效 果提供可能性，并且为彩色胶片的制造及彩色摄影打下必不可少的基础。
（4）补加剂
主要包括防灰雾剂、坚膜剂、防腐剂、防氧化剂及表面活性剂(降低乳剂的表面张力、利于 在片基上均匀涂布)。
3.保护层
约为1微米厚的明胶，防止乳剂层受摩擦产生摩擦灰雾。这样多少会影响解象力及感光度 ，所以现在多采用牢固的方法。
4.底层——结合层
由明胶和少量的片基溶剂溶解于水或溶剂涂布于片基上，它对片基表面进行溶蚀，使其凸凹 不平，使乳剂层通过底层的作用牢固粘于片基上。
照相纸乳剂层下面是钡底层，它由硫酸钡晶体及明胶水溶液混合而成，它可填充纸基上的空 隙，防 止乳剂渗入纸基；同时由于硫酸钡反光率很高，照片上不产生阴影的部分反射密度就很小， 因而可提高照片的反差。
涂塑相纸的聚乙烯树脂层可防止药液渗入纸基，节约药液，干燥时不必上光。乳剂层下面的 涂塑层中亦可加入钛白以提高纸基的反光率和影像的反差，标记为RC。柯达产品在涂塑层外 加还 原剂(只在2%的NaOH液中显影剂即可显影，30～50秒)，一般显影1～3分；定影1～2分；水洗 4～5分；干燥2～3分。
5.背面层
背面层具有防光晕、防静电、防卷曲的作用。
① 防光晕
② 底片曝光时，光线穿透乳剂层至片基上，再透过片基及空气的界面，部分光线(强光 部分)会被反射回到乳剂层、产生曝光，底片冲洗后在明亮物体的影像周围会形成光环(即光 晕)，因此必须涂以防光晕物质(银质、染料、碳黑)以吸收之。
(2)防静电
片基由绝缘材料制成，所以易产生静电电荷的积累，会在乳剂层中产生树枝状黑影，并且由 于静电的 吸引易使片基吸附尘埃、杂物，会划伤底片会所以要有防静电物质(导电性能好的高聚物的 盐类及专门生产的有机静电剂)。
(3)防卷曲
为了防止片基涂布后向乳剂层这一面卷曲，必须在乳剂层的另一面涂布防卷曲层，使胶片两 面的应力平衡。为此应用成膜性物质(如乙基纤维树脂、聚苯乙烯)，或选用适当的混合剂( 如丙酮及甲醛的混合剂)对片基背面进行处理使其受溶剂作用发生溶胀， 干燥过程中又收缩，这种收缩产生的应力可使涂布乳剂向乳剂层那面卷曲以达到平衡。
三、黑白感光材料的性能
1.感光度：
感光度S是表示感光材料感光快慢程度的指标，是摄影时确定曝光组合、拍摄优质画面的 主要依据。
国际标准感光度标示为ISO，如ISO100/21，100表示ASA，21表示DIN(ASA为 美国国家感光度标准)。在ASA感光度标准中，数字每差一倍，感光主差一级。在DIN感 光度标准中为对数关系，其中ASA100与DIN21的感光 度一致，ASA50与DIN18的感光度一致，ASA200与DIN24的感光度一致，依此类推。
2.密度
密度(D)是指感光材料曝光后，经过显影、定影，单位面积上银盐被还原或染料被形成的沉 积量，亦指影像变黑的程度。
密度用阻光率的对数表示，阻光率=投射光通量/透射光通量。
D=lgO=lgF�0/F
式中O为阻光率=F�0/F(F�0=投射光量，F=透射光量)
用lg表示是因为F0/F数值有时很大，并且人眼对明暗的感觉是按对数规律变化的。
3.灰雾度D�o
灰雾度D是指胶片显影后未曝光部分的密度(它包括片基密度)。影响灰雾密度的因素有胶片 本身显影条件(时间，配方，温度)；保存条件；使用条件；特别是显影液被定影剂污染后出 现二色性灰雾(透光时看呈棕色，反光时看呈蓝绿色)。
4.颗粒度与解像
形成影像银粒的粗细称颗粒度，是客观表示颗粒性的量值。一般照相胶片的颗粒度在5～20 之间，数值越大表示颗粒越粗。颗粒度受下列条件的影响：
(1)感光乳剂颗粒大小及涂布均匀与否。
(2)曝光过度就变粗。
(3)显影时间长就变粗。� 温度高就变粗。� PH值高就变粗。
解像率又称分析率、分辨本领、鉴别率，是指感光乳剂能记录景物细部(数量)的本领。常用 R(线/mm)表示。ISO100/21胶片R=70线/mm，电影正片R=100线/mm，低速微粒片R=1800 线/mm。
影响解像率的因素主要是银粒粗细和生产工艺，同时显影液性质、显影条件、曝光情况、镜 头的解像率也会影响感光片的解像率。
5.清晰度：
清晰度是指影像上每个细部的边界清晰程度，边界截然分开的影像清晰度高。
一般是用人眼的观察，进行粗略评价。
影响清晰度的主要因素：
(1)胶片本身：乳剂颗粒粗细、薄厚、染色。
(2)显影条件：显影时不同密度的交界处会产生邻界效应(边缘效应)，可加大边界两边的密 度差，即加大了画面细度的反差，就会提高了清晰度。
(3)曝光时间：适当时清晰度高。
6.感色性
指感光材料对各种色光敏感的程度与范围。感色性好，则层次多。感色性与暗室安全灯它是 有关，安全灯的安全标准是以距离感光材料1米、且暴露在安全灯前30秒而不增加灰雾为合 乎安全要求。
常用安全灯为：
色盲片——红灯；
分色片——暗红灯；
全色片——全黑(显影到一定程度时可开暗绿灯检视，因为人眼在强光下对黄绿色光敏感 而在暗光下对绿光最敏感，而全色片对绿光反应迟钝)。
7.宽容度(亦称展度，或伸缩性)
它指感光材料表达亮度间距的能力，是感光材料在曝光上的宽容幅度。
黑白片的宽容度可达1:128。直射阳光下没有前景的风景亮度范围为1:10�1:30，所以曝 光稍有误差也可以正确记录下来。
8.反差与反差系数
反差即密度差，亦称软硬度、对比度。
黑白摄影的关键问题是控制反差。因为人眼对明暗的感觉是按对数关系变化的，所以景物反 差应以景物中较大亮度与较小亮度 的比值或对数差来表示而不用亮度差来表示。
如：测得A、B、C、D四处的亮度分别为100、50、10、5，则
lgA－lgB=lg100－lg50=2.0－1.7=0.3
lgC－lgD=lg10－lg5=1.0－0.7=0.3
影响反差的因素有景物本身的亮度反差、胶片的反差、显影的程度、拍摄条件、摄影机的眩 光、滤光器的运用及曝光情况等。
反差系数：γ
指影像反差和景物反差的比值
γ=影像反差/景物反差全色片γ=0.8～1；翻拍片γ=4
人像胶片γ=0.8电影胶片γ=0.65
9.示性曲线
γ=tgX
四、黑白感光材料的种类：
1.从形态分为
①硬片——玻璃基片
②软片——分页片、软片两种
2.按感光性能可分为三种。
①色盲片——只能感受蓝、紫片，片速低、感色性差、宽容度小。银粒细、解像力高、反差 大。适用于电影正片、幻灯片、翻拍片。
②分色片——对蓝、紫、黄、绿光感光，中性，适合拍无红色的物体。
③全色片——能感受全部色光、片速高、宽容度大、感色性能好、银粒较粗，反差平、解像 率低。
④红外线片——利用红外线进行拍摄的感光片，能感受红外区域的不可见 光，同时对可见光中的蓝色短波光及紫外线敏感，所以拍摄时必须加深红滤色镜。冲洗加工 同一般黑白片。
3.按感光度可分为三种
①低速片——感光度ISO50/18以下。
②中速片——感光度ISO64/19～125/22之间。
③快速片——感光度ISO400/27以上。
4.新型感光片：
①波拉一步成像胶片。
②微泡(重氮)片。
五、黑白感光材料的选用
1.制作大尺寸片要选用中、低速片。
2.室内、运动场面或舞台拍照可选用高速片。
3.用变焦距、长焦距镜头宜使用高速片。
4.拍黑白文字、图表、印幻灯、拷贝正片应用低速色盲片。
5.闪光摄影用高速片适用于拍摄较大场面。
6.胶片不可过期。
7.卷片不可过快防止产生静电反应。
六、黑白感光材料的冲洗
1.黑白胶卷的冲洗
胶片曝光后需经一定的化学药品处理方可得到可见影像。
①潜影
潜影也是由银组成的，它是卤化银晶体曝光后产生的一些银原子，它们存在于卤化银晶 体表面或内部，聚焦在感光中心上形成显影中心。
光能
AgBr→Ag+Br
潜影→予潜影→次潜影→显影中心、多个显影中心→潜影(感光中心)
②显影
显影是通过化学方法产生可见银的过程，显影时还原而得的银比在光的作用下直接生成的银 多几十亿倍。
溴化银+显影剂=溴化物+银粒(黑色)
①显影液的成分与功能。一般显影液由显影剂、保护剂、促进剂和抑制剂组成。
a.显影剂
米妥尔：显影速度快，反差小，受温度影响小。
对苯二酚：显影缓和，反差大，受温度影响大。
菲尼酮：损耗低，用量小，易保存，易产生灰雾。
b.保护剂：无水亚硫酸钠
在显影液中Na�2SO�3先与氧气化合，防止了显影剂的氧化，且有溶解银盐的的作用， 有微粒效果。
c.促进剂：无水碳酸钠。
在显影中它能产生酸性物质溴氢酸，起到妨碍显影剂的作用，故用Na�2SO�3增加碱性。
d.抑制剂：溴化钾。它可防止未曝光银盐还原成银而生成灰雾。
②显影液的配制
a.蒸馏水750/1000毫升，52�°C�
b.天平称量，保证药质。
c.逐一加入(先加10%Na�2SO�3)。
d.搅动→过滤。
(3)配方(从略)见《摄影化学》一书。
(4)方法为盆显影、箱显影、罐显影。
③停影：停影一般是用弱酸性药液来中和显影成分。
④定影：胶片经曝光、显影后仅有25%银盐还原为银粒，组成负片上的影像，其它卤化银仍 有感光能力，所以需要进行定影处理。
①配方：
a.定影剂——硫代硫酸钠
b.停显剂——醋酸PH=4.0～5.0
c.保护剂——Na�2SO�3防止海波分解
d.坚膜剂——钾矾
e.缓冲剂——硼酸
②定影时间负片为6分钟，正片为2分钟，温度15～20�°C�
每1000ml定影液可定影20～25卷胶卷；10×12寸像纸20～25张。
⑤水洗20～30分
⑥干燥
⑦减薄、加厚、染色处理(从略，见《摄影配方》一书)
2.黑白照片的制作
①印相
印相是获得与底片一样大小的一张正片的加工手段，印相是用印相箱来完成的，一般印相箱 的结构如图3－5所示。
具体方法是：
①把底片放在印相箱的曝光玻璃板上，底片药面朝上。
②把正片（相纸）药面向下，紧紧压平在底片上面。
③曝光（时间一般在5秒以内）试样。
④依试条显影情况。试条显影情况系指在指定冲洗显影液中，在规定时间内的显影效 果改变光强（曝光时间），改变滤片密度（改变加在光源和曝光窗口玻璃之间的滤光密 度。）来决定准确曝光时间。
⑤样片试好之后，依下面过程操作曝光→显影→停显→定影→水洗→上光。
②放大
放大的原理是投影晒相法。
①放大机的种类及结构
其中，集光式放大机(如图3�6所示)光线集中，光亮度高，并且有增强反差的作用，投射出 的影像清晰。但是，这种放大机由于光线强而集中，也容易产生负片银粒及细微尘土或斑痕 明显突出，或光线不均匀等缺点。这种放大机常用来做黑白底片的放大。
图3－8 散光式放大机(如图3�7所示)使用便利、光线匀散、柔和、反差弱，常用来做彩色底片放大 或人像底片放大。
半集光式放大机较少采用。
现在有“双用途”放大机(如Beselet)，能很简单地从集光式转换为散光式，简化了操作过 程。
②放大照片使用的主要器件
放大照片除需要有一台适用的放大机外，还需要一些其它器件，这其中主要有：
a.放大镜头
放大镜头是最重要的器件，它决定了放大影像的清晰程度和光线均匀程度。放大镜头一般由 前后两组镜片组成，中间有光圈结构，放大镜头的光圈一般由f/4～f/16，放大时通常使用 由最大口径收缩二级的光圈，这样既克服了镜头球面差造成的缺点又弥补了由于过多缩小 光圈而造成的绕射现象的不足。
放大镜头也有不同的焦距，操作时要依底片不同，选择不同焦距的放大镜头。一般要求镜头 焦距等于或略大于底片对角线的长度为宜。在用大底片(如6寸底片)做小倍率放大或特别要 求周围部 分影像清晰的负片放大应适当延长曝光时间便于操作。为防止四周光亮度下降，还往往选用 镜头焦距比底片对角线略长的放大镜头。
b.底片夹
底片夹是放大时放置底片的装置，它有带玻璃片的和不带玻璃片的两种。带玻璃片的底 片夹能保证底片平坦、影像清晰，能防止底片由于灯头过热发生卷曲和变形， 但在操作中增加了尘土污染的可能，清洁时要同时保证六个面，(底片2个面，2块玻璃的四 个面)都无尘土，这无疑加大了工作量。此外，带玻璃片的底片夹放大时有可能出现牛顿环 。牛顿环是光的一种干涉图像，它是由于光线经过极其相近的两个反射面时，重复反射互相 干涉所产生的明暗相间的同心圆环。负片片基相当光滑，平面性好、反射率高，它与玻璃夹 板面之间形成面对面的反射，于是形成了产生牛顿环的条件。
在用黑白相纸放大照片时，牛顿环体现的是白色条纹，用彩色相纸放大时将产生光谱状牛顿 环。为防止牛顿环的出现，要充分干燥玻璃片夹和底片，或使用将表面稍稍打毛的防牛顿环 专用玻璃。
c.曝光定时器
为保证相纸曝光时间的准确，需要设置一台曝光定时器，曝光定时器分为0～0.9秒、1～9秒 、10～99秒3挡，并由开关来控制“调焦与定时”动作。
现在有的定时器的时间显示采用数码管或发光数字管来实现，在暗室使用时很方便。
d.放大用框架
放大照片时使用的框架分为标准尺寸框架、可调框架和无边沿框架三种，平常最广泛采用的 是可调框架，如图3�9所示。 e.遮挡工具
为在放大时进行局部遮挡和加光等制作，需要一些各种形状的专用工具，③放大过程
第一步。清洁放大机和镜头放大机的聚光片和镜头上的尘土、污物会影响放大后的照片质量 ，在开始工作时要用吹气球、毛刷、镜头纸清洁。
第二步，清理并放置底片。将待放大的底片用吹球、抗静电毛刷仔细清理，并药面向下，顶 部朝外放在底片夹中，(若使用有玻璃的夹板，同样要把上、下两块玻璃的四个面仔细清洁) 。
第三步，选择画面并聚焦。打开安全灯，关掉暗室照明灯，把放大镜头的光圈调到最大处， 将定时开关拨到“聚焦”位置，升降放大机头，根据放大框架板上的投影来选择画面大小和 所属放大部位，然后调节聚焦旋钮，使影像清晰。
第四步，试样。将定时开关拨到“定时”位置，旋转定时波段开关至一定位置(即试放时间) ，把放大镜头的 光圈收缩二挡，用一小条相纸放在放大框架板的选定位置(一般为放大密度变化大的几个位 置范围内并使相纸药膜面向上)按动定时钮，对试样相纸条进行曝光。
第五步，对试样相纸条显影。将试样相纸条放入显影液中，在温度为20�°C�时正常显影 时间为2～3分钟，（对使用D�72显影液而言）短于这个时间说明曝光过度，要适当缩短曝 光时间，反之，要适当延长曝光时间。
第六步，放大照片。试样相纸条曝光时间校准后，即可把所要放大的相纸压在放大框架上面 正式曝光，然后将曝光 的相纸经过显影、定影、水洗、烘干(或晾干)装裱等一系列过程，就完成由一幅底片放大成 照片的全过程。
④放大时需要注意的几个问题
a.放大机聚光镜的直径要大于底片对角线。放大镜头的焦距要等于或咯大于底片对角线。 F50毫米的镜头适用于放大135底片，F75mm的镜头适用于放大120底片，F105mm的镜头适用于 放大6×9底片。
b.为防止杂散光线的干扰，要用黑纸挡住底片四周现有的底片夹上装有可调挡板 ，使用很方便。
c.聚焦时要把放大镜头的光圈调到最大，以获得最大亮度。调焦时要以人的头发、眼 睛或文字、建筑物的清晰程度为依据，放大时放大镜头一般收缩二至三挡光圈。
d.整个放大曝光过程中严防震动。
⑤调节影像反差的方法
调节影像反差有以下两种方法：
a.选择不同反差的相纸。相纸的号数越大，反差也越大。目前我国使用的相纸一 般为1～4号，随着号数的增大反 差也随之增大，其中2号为中性反差，4号为特硬性反差，放大时可依需要选用。
b.使用不同性能的显影液(参见《摄影配方》一书)
⑥放大的加工技巧
放大的加工技巧有柔光放大、局部遮挡和加光、矫正变形、加云、叠放、影调分离、浮 雕效果和虚光等。(引自《暗室百科》部分章节)。
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