Именно этими изменениями и объясняется образование скрытого фотографического изображения.

В чём заключаются эти изменения и как они происходят?

Известно, что все вещества в природе состоят из мельчайших частиц — атомов; каждый атом в свою очередь состоит из ядра и Двигающихся вокруг него мельчайших электрических частиц — электронов.

Ядро атома имеет положительный электрический заряд, а электроны — отрицательный. При этом положительный заряд ядра и сумма отрицательных зарядов электронов одинаковы по своей величине, поэтому в целом атом электрически нейтрален, то-есть не обнаруживает электрических свойств.

Но если каким-либо путём оторвать от атома хотя бы один электрон, то положительного электричества в атоме окажется больше, и атом становится положительно заряженным. Наоборот, если прибавить к какому-либо атому один лишний электрон, то-есть создать в атоме перевес отрицательного электричества, атом в целом окажется заряжённым отрицательным электричеством. Такие электрически заряженные атомы называются ионами.

Превращение атомов в ионы происходит очень часто во время химического взаимодействия некоторых веществ, или, как говорят химики, во время химических реакций. Так обстоит дело и при химическом взаимодействии азотнокислого серебра и бромистого калия во время приготовления светочувствительной фотографической эмульсии.

При химическом взаимодействии азотнокислого серебра и бромистого калия из атомов брома и серебра образуются молекулы бромистого серебра. При этом каждый атом брома отнимает у атома серебра один электрон и присоединяет его к себе, благодаря чему атомы серебра превращаются в положительно заряженные ионы серебра, а атомы брома — в отрицательно заряженные ионы брома.

Известно, что тела, заряженные разноимённым электричеством, притягиваются, а заряженные одноимённым электричеством, отталкиваются друг от друга. По этой причине положительно заряженные ионы серебра и отрицательно заряженные — ионы брома, после соединения их в молекулы бромистого серебра, располагаются в таком порядке, при котором притягивающие и отталкивающие силы ионов взаимно уравновешиваются. Образуется достаточно прочная так называемая кристаллическая решётка бромистого серебра, в которой каждый ион серебра окружён шестью ионами брома, а каждый ион брома — шестью ионами серебра (рис. 22).

Рис. 22. Схематическое изображение кристаллической решётки бромистого серебра.

Действие квантов света на кристаллы бромистого серебра заключается в том, что они отрывают от ионов брома один электрон, захваченный ими у атомов серебра. Этот электрон тотчас же притягивается каким-либо ионом серебра, и последний становится электрически нейтральным атомом серебра. Чем сильнее действие света, тем больше электронов возвращается от ионов брома к ионам серебра. Силы притяжения между атомами исчезают, прочность кристаллической решётки бромистого серебра ослабляется, и она легко может быть разрушена. С разрушением этой решётки бром уходит в виде газа, а атомы серебра образуют мельчайшие зёрна чистого металлического серебра.

Но такое разрушение кристаллической решётки бромистого серебра происходит только тогда, когда свет долгое время действует на светочувствительную эмульсию. Поэтому в фотографии применяется проявитель, который довершает разрушение кристаллической решётки бромистого серебра, начатое светом.

Интересно наблюдать процесс проявления в микроскоп. После погружения в проявитель слегка засвеченной фотопластинки кристаллы бромистого серебра как бы оживают, начинают шевелиться, затем, точно стремясь взорваться, начинают извергать из себя чёрное металлическое серебро. Постепенно кристалл обрастает серебром и, наконец, превратившись в крупицу серебра, как бы замирает в неподвижности (рис. 23).

Рис. 23. Кристаллы бромистого серебра превращаются в крупицы металлического серебра.

Увеличиваясь в размерах, многие зёрна группируются, образуя более крупные комки, но и эти комки очень малы.

Однако некоторые кристаллы бромистого серебра ведут себя совсем иначе. Они продолжают оставаться в полном спокойствии, ничуть не изменяя своего вида. Оказывается, под действием света не все кристаллы освещённого слоя эмульсии приобретают способность проявляться. Количество кристаллов, способных к проявлению, зависит от яркости или продолжительности действия света на эмульсию. Чем сильнее действие света, тем большее число кристаллов превращается в серебряные крупицы и тем темнее становится после проявления освещённый участок фотопластинки.

Благодаря этому замечательному свойству эмульсии на фотографическом снимке кроме чёрных и белых мест получаются и все промежуточные тона, или, как их называют, полутона.

В чём же заключается сущность действия проявителя?

Схема действия проявителя недавно была объяснена советским учёным, членом-корреспондентом Академии Наук СССР А. И. Рабиновичем.

В упрощённом виде она заключается в следующем. Проявляющее вещество при соприкосновении его с кристаллами бромистого серебра превращает в металлическое серебро все кристаллы, независимо от того, были или не были они освещены. Но скорость этого процесса для различных кристаллов различна. Раньше других превращаются в зёрна металлического серебра кристаллы бромистого серебра, на которые попал свет и в которых кристаллическая решётка уже ослаблена светом. Превращение же неосвещённых кристаллов в металлическое серебро сильно отстаёт во времени. В то время как для превращения в металлическое серебро освещённых кристаллов требуются минуты, а иногда секунды, в неосвещённых кристаллах это длится много часов.

Таким образом, все освещённые кристаллы бромистого серебра успевают проявиться значительно раньше, чем начинается проявление неосвещённых кристаллов.

Что же делается с непроявившимися кристаллами бромистого серебра? Эти кристаллы сохраняют свою светочувствительность и если они останутся в слое эмульсии, то рано или поздно потемнеют от света и испортят фотоснимок. Чтобы сделать фотографическое изображение светостойким, то-есть не боящимся света, такие кристаллы надо удалить. Эту работу и производит закрепитель.

Нетрудно также понять, почему изображение получается негативным.

Световое изображение, падающее на поверхность пластинки или плёнки в момент фотосъёмки, состоит из более и менее освещённых участков. Чем ярче освещён предмет или чем светлее его окраска, тем больше света падает на тот участок пластинки, на котором получается изображение этого предмета, и наоборот.

В соответствии с этим во время проявления пластинки или плёнки в различных участках светочувствительной эмульсии проявляется различное число кристаллов бромистого серебра. Таким образом, чем светлее фотографируемый предмет, тем темнее получается его изображение на негативе, и наоборот, чем темнее предмет, тем светлее будет его изображение.

В современной фотографии применяется множество самых разнообразных химических веществ и растворов. С помощью одних можно усилить изображение на негативе, если оно почему-либо получилось слишком бледным или, наоборот, ослабить его, если оно слишком черно. Существуют растворы, с помощью которых можно окрасить чёрное серебряное изображение в другой цвет. Но главными являются два раствора: проявитель и закрепитель, так как именно с их помощью проявляется и закрепляется скрытое фотографическое изображение. Что же представляют собой эти растворы? Какую роль играют входящие в них химические вещества?

Проявителей существует очень много. Различные по своему составу растворы проявителей обладают различными фотографическими свойствами. Одни из них работают медленно, другие быстро; одни дают очень мягкое изображение с плавными переходами от тёмных мест к светлым, что важно, например, в художественной фотографии, при съёмке пейзажей, портретов и т. п.; другие, наоборот, дают очень контрастное изображение, с резкими переходами от светлых мест к тёмным, что важно в технической фотографии, например, при съёмке чертежей. Все эти свойства проявляющих растворов зависят от химического состава проявителя и количества входящих в него веществ.