الباب الخامس
حساسية الأفلام لأشعة الطيف Spectral Sensitivity
تتميز الطبقات الحساسة بخصائص هامة ، وهذه هي : -
١ - الحساسية الطيفية . Spectral Sensitivity
٢ - سرعة الحساسية . Speed of Sensitivity
٣ - التباين والتدرج اللونى . Contrast & Gradation
٤ - حدة الصورة . ويدخل تحت ذلك كل من :
( أ ) قوة التحديد Resolving Power Resolution
(ب) المضاء. Acutance
ه - الحبيبات Graininess.
وسوف نتكلم عن الخاصية الأولى فى هذا الباب ، على أن نرجيء الحديث عن الخصائص الثانية والثالثة والرابعة إلى الأبواب التالية أما عن الخاصية الخامسة فقد سبق أن تكلمنا عنها فى الباب السابق .
الحساسية الطيفية :
هل تتأثر الأفلام الحساسة بجميع أشعة الطيف المنظورة وغير المنظورة أيضاً ؟ و بفرض أن هذا يحدث فعلا، فهل يتساوى مدى تأثرها بكل لون من ألوان الأشعة فتتأثر مثلا بالأشعة الزرقاء بنفس القدر الذي تتأثر به بالأشعة الحمراء المنظورة ، أو بنفس القدر الذى تتأثر به من الأشعة فوق البنفسجية غير المنظورة مثلا ؟
ورداً على ذلك نقول: إن هذا الأمر يتوقف على ما اصطلح على تسميته بالحساسية الطيفية Spectral Sensitivity وهو تعبير يعنى مدى تأثر الفلم بكل من موجات الأشعة المنظورة وغير المنظورة .
وإذا قلنا أن حساسية الفلم شديدة بالنسبة للون معين من ألوان الطيف ( كالأزرق مثلا) فإن ذلك يدل على أنه تكفى كمية ضئيلة من الأشعة الزرقاء لكى تؤثر فيه تأثيراً مقبولا يكفى رفع كثافته إلى قدر معين بعد الإظهار ، على حين أنه لو نقصت حساس حساسية الفلم . لأشعة أخرى ( كالأشعة الحمراء مثلا ) فسوف يتطلب الأمر زيادة طاقة هذه الأشعة الحمراء أو زيادة التعريض لكي يتأثر الفلم بهذه الأشعة تأثيراً معتدلا وتصل درجة كثافته إلى نفس القدر السابق ( بفرض تساوى العوامل الأخرى المتعلقة بالإظهار) .
ولمعرفتنا للحساسية الطيفية فى الأفلام المختلفة أهمية كبرى في الأحوال التالية :
(أ) عند تقدير عاملى التعريض ، إذ يقل التعريض لو زادت حساسية الفلم لنوع معين من الأشعة المنظورة أو غير المنظورة ، والعكس صحيح .
(ب) عندما نرغب في معرفة كيف يبدو لون طيفى كالأخضر مثلا عنــد التصوير بفلم معين. فالأفلام الحساسة الأبيض والأسود غير المعدة للتصوير الملون ، تقوم بترجمة ألوان الطيف ( مثل الأحمر أو الأخضر أو الأزرق . الخ ) إلى ظلال Shades ذات ألوان رماديه تتدرج بين الفاتح والقاتم Tones ، بالإضافة إلى الأبيض والأسود .
(ج) حين توضع مرشحات ضوئية Light Fiters أمام عدسة التصوير أو حين التصوير بمصادر الضوء الصناعية التى تختلف خصائصها الطيفية عن خصائص ضوء النهار ، ذلك لأن تقدير التعريض الصحيح لفلم ذو حساسية طبيقية معينة يتوقف إلى حد كبير على لون الأشعة التي تنفذ خلال المرشح الضوئى أو على لون أشعة مصدر الضوء .
(د) عندما نرغب في معرفة إذا كان فلم معين قابلا للتأثر بنوع معي الأشعة غير المنظورة ( تحت الحمراء مثلا ) .
وحين نذكر مثلا أن الفلم الحساس « الأورثو كروماتيك» لا يتأثر بلون طيفى معين ( كالأحمر مثلا) فإن معنى ذلك أن صورة الأسطح الحمراء سوف تبدو بيضاء شفافة في الصورة السلبية ، وبالتالي تصير سوداء في الصورة الموجبة .
تطور الحساسية الطيفية في الأفلام :
يقرر أحد قوانين الكيمياء الضوئية Photochemistry وهو القانون المعروف باسم Grotthus & Draper Law أن المادة لا تتأثر تأثراً كيمائيا ضوئياً إلا بإشعاع هي قادرة على امتصاصه ، ويعنى هذا أن الأشعة الضوئية التي يمتصها ملح الفضة هي وحدها القادرة على إحداث الصورة الكامنة التي تظهر للعين بعد معالجتها كيمائياً بواسطة المحلول المظهر، فإذا لم يمتص ملح الفضة أية أشعة فلن يتأثر تأثر ضوئياً . وتبعا لاختلاف قدرة أملاح الفضة على امتصاص ألوان الأشعة المختلفة ، تختلف مدى حساسيتها لألوان الطيف . فكلوريد الفضة مثلا حساس للأشعة فوق البنفسجية غير المنظورة وللأشعة البنفسجية والجزء من الأشعة الزرقاء، في حين تمتد حساسية بروميد الفضة إلى قدر من الأشعة الخضراء أيضاً ، بينما لا يتأثر أى ملح من أملاح الفضة بالأشعة الصفراء أو بالأشعة الحمراء .
وقد لوحظ زيادة حساسية بروميد الفضة للأشعة الخضراء إذا أضيفت إليه ( كمية من أيوديد الفضة فى الطبقة الحساسة. وفى عام ١٨٧٣ اكتشف فوجل H. W. Vogel الألماني ) أنه بإضافة بعض الأصباغ الملونة إلى أملاح الفضة تزيد حساسيتها الطيفية للموجات الضوئية الأطول من الخضراء . وقد ظهرت تلك الحقيقة عندما كان فوجل» يجرى بعض تجاربه لدراسة الطيف الشمسي بواسطة لوح حساس يدخل فيه ملح بروميد الفضة . وكان هذا اللوح مغطى بطبقة من صبغة صفراء مجهولة ، فلاحظ أن حساسية هذا اللوح قد قلت في مناطق الأشعة الأقصر موجة من الأشعة الخضراء ، وزادت بشكل ظاهر في منطقة الأشعة الخضراء. وقد استنتج هذا الباحث أن زيادة الحساسية للأشعة الخضراء ترجع إلى الصبغة الصفراء المجهولة التي أدت إلى امتصاص بروميد الفضة للأشعة الخضراء ، أو بمعنى آخر : أن الصبغة الصفراء قد أدت إلى زيادة حساسية الملح للأشعة الخضراء. ثم توالت دراسته لتأثير خلط الأصباغ المختلفة على بروميد الفضة بقصد زيادة حساسية الألواح الحساسة للأشعة الأطول موجة من الزرقاء ( مثل الأشعة الخضراء والصفراء والحمراء ) .
وكانت صبغة الكورالين Coraline هى أولى الصبغات التي أزادت من الحساسية الطيفية حتى امتدت إلى منطقة الأشعة الصفراء ، ثم وجد بعدئذ أن البعض الصبغات الخضراء ( التى من خصائصها امتصاص الأشعة الحمراء ) القدرة على زيادة امتداد حساسية اللوح الحساس إلى الأشعة الحمراء أيضاً . وقد كتب Vogel بعدئذ في أبحاثه التى نشرت عقب تلك التجارب يؤكد إمكان التحكم في حساسية الألواح الحساسة لألوان الأشعة المختلفة بإضافة أصباغ ملونة إلى ملح بروميد الفضة .
وقد أثارت أبحاث فوجل إهتماماً كبيراً بين صانعي الأفلام والألواح الحساسة ، إذ لم تكن لهم دارية سابقة بحساسية أملاح الفضة لألوان الطيف. وبتقدم دراسة هذا الموضوع ثبت أن لبعض الأصباغ القدرة على زيادة حساسية الأفلام لألوان الطيف المختلفة ، وأن بعضها الآخر لا قدرة له على إحداث أي تغيير كان .
كما لوحظ أيضاً أن الحساسية الطيفية تتوقف على نوع ماح الفضة المستخدم سواء أكان كلوريد أم أيوديد أم بروميد فضه . كما تتوقف على الوسط الذي يرسب فيه ملح العضة ، وما إذا كان هذا الوسط من الجيلاتين أو مادة الكلوديون Coliodion .
وفى عام ١٨٠٤ أجرى كثير من الباحثين هذا الصدد، واستخدم الكلوروفيل Chlorophyll والا يوزين Eosin كأصباغ لزيادة حساسية بروميد الفضة لألوان الطيف ، وقد أدى استخدام الأيوزين بصفة خاصة إلى نتائج باهرة في صناعة الألواح الحساسة التي عرفت آنئذ باسم lsochrome Plates وأمكن إنتاجها على مستوى تجارى واسع .
ثم اكتشف تأثير الـ Erihyrosin كصبغة البروميدا إنتاج الألواح الحساسة الأورثو كرومانيك Orthochromatic .
وفى عام ١٩٠٤ اكتشفت أصباغ جديدة هي أساس صناعة الأفلام الحديثة المتداولة حاليا، منها صبغات Pinacyanol Pinachrome التي كان لها الفضل الأول في صناعة الأفلام البانكروماتيك Panchromatic وهى الأفلام الحساسة لجميع موجات أشعة الطيف المنظورة وما يقل عنها طولا من الأشعة غير المنظورة كالأشعة فوق البنفسجية .
وحتى انتهاء الحرب العظمى الأولى ( ١٩١٤ ، ١٩١٨ ) لم تكن الاصباغ التي تستخدم في تحسيس الأفلام للأشعة تحت الحمراء قد اكتشفت بعد ، ثم تقدمت الأبحاث بعدئذ وأمكن صناعة هذا النوع من الأفلام بنجاح تام .
حساسية الأفلام لأشعة الطيف Spectral Sensitivity
تتميز الطبقات الحساسة بخصائص هامة ، وهذه هي : -
١ - الحساسية الطيفية . Spectral Sensitivity
٢ - سرعة الحساسية . Speed of Sensitivity
٣ - التباين والتدرج اللونى . Contrast & Gradation
٤ - حدة الصورة . ويدخل تحت ذلك كل من :
( أ ) قوة التحديد Resolving Power Resolution
(ب) المضاء. Acutance
ه - الحبيبات Graininess.
وسوف نتكلم عن الخاصية الأولى فى هذا الباب ، على أن نرجيء الحديث عن الخصائص الثانية والثالثة والرابعة إلى الأبواب التالية أما عن الخاصية الخامسة فقد سبق أن تكلمنا عنها فى الباب السابق .
الحساسية الطيفية :
هل تتأثر الأفلام الحساسة بجميع أشعة الطيف المنظورة وغير المنظورة أيضاً ؟ و بفرض أن هذا يحدث فعلا، فهل يتساوى مدى تأثرها بكل لون من ألوان الأشعة فتتأثر مثلا بالأشعة الزرقاء بنفس القدر الذي تتأثر به بالأشعة الحمراء المنظورة ، أو بنفس القدر الذى تتأثر به من الأشعة فوق البنفسجية غير المنظورة مثلا ؟
ورداً على ذلك نقول: إن هذا الأمر يتوقف على ما اصطلح على تسميته بالحساسية الطيفية Spectral Sensitivity وهو تعبير يعنى مدى تأثر الفلم بكل من موجات الأشعة المنظورة وغير المنظورة .
وإذا قلنا أن حساسية الفلم شديدة بالنسبة للون معين من ألوان الطيف ( كالأزرق مثلا) فإن ذلك يدل على أنه تكفى كمية ضئيلة من الأشعة الزرقاء لكى تؤثر فيه تأثيراً مقبولا يكفى رفع كثافته إلى قدر معين بعد الإظهار ، على حين أنه لو نقصت حساس حساسية الفلم . لأشعة أخرى ( كالأشعة الحمراء مثلا ) فسوف يتطلب الأمر زيادة طاقة هذه الأشعة الحمراء أو زيادة التعريض لكي يتأثر الفلم بهذه الأشعة تأثيراً معتدلا وتصل درجة كثافته إلى نفس القدر السابق ( بفرض تساوى العوامل الأخرى المتعلقة بالإظهار) .
ولمعرفتنا للحساسية الطيفية فى الأفلام المختلفة أهمية كبرى في الأحوال التالية :
(أ) عند تقدير عاملى التعريض ، إذ يقل التعريض لو زادت حساسية الفلم لنوع معين من الأشعة المنظورة أو غير المنظورة ، والعكس صحيح .
(ب) عندما نرغب في معرفة كيف يبدو لون طيفى كالأخضر مثلا عنــد التصوير بفلم معين. فالأفلام الحساسة الأبيض والأسود غير المعدة للتصوير الملون ، تقوم بترجمة ألوان الطيف ( مثل الأحمر أو الأخضر أو الأزرق . الخ ) إلى ظلال Shades ذات ألوان رماديه تتدرج بين الفاتح والقاتم Tones ، بالإضافة إلى الأبيض والأسود .
(ج) حين توضع مرشحات ضوئية Light Fiters أمام عدسة التصوير أو حين التصوير بمصادر الضوء الصناعية التى تختلف خصائصها الطيفية عن خصائص ضوء النهار ، ذلك لأن تقدير التعريض الصحيح لفلم ذو حساسية طبيقية معينة يتوقف إلى حد كبير على لون الأشعة التي تنفذ خلال المرشح الضوئى أو على لون أشعة مصدر الضوء .
(د) عندما نرغب في معرفة إذا كان فلم معين قابلا للتأثر بنوع معي الأشعة غير المنظورة ( تحت الحمراء مثلا ) .
وحين نذكر مثلا أن الفلم الحساس « الأورثو كروماتيك» لا يتأثر بلون طيفى معين ( كالأحمر مثلا) فإن معنى ذلك أن صورة الأسطح الحمراء سوف تبدو بيضاء شفافة في الصورة السلبية ، وبالتالي تصير سوداء في الصورة الموجبة .
تطور الحساسية الطيفية في الأفلام :
يقرر أحد قوانين الكيمياء الضوئية Photochemistry وهو القانون المعروف باسم Grotthus & Draper Law أن المادة لا تتأثر تأثراً كيمائيا ضوئياً إلا بإشعاع هي قادرة على امتصاصه ، ويعنى هذا أن الأشعة الضوئية التي يمتصها ملح الفضة هي وحدها القادرة على إحداث الصورة الكامنة التي تظهر للعين بعد معالجتها كيمائياً بواسطة المحلول المظهر، فإذا لم يمتص ملح الفضة أية أشعة فلن يتأثر تأثر ضوئياً . وتبعا لاختلاف قدرة أملاح الفضة على امتصاص ألوان الأشعة المختلفة ، تختلف مدى حساسيتها لألوان الطيف . فكلوريد الفضة مثلا حساس للأشعة فوق البنفسجية غير المنظورة وللأشعة البنفسجية والجزء من الأشعة الزرقاء، في حين تمتد حساسية بروميد الفضة إلى قدر من الأشعة الخضراء أيضاً ، بينما لا يتأثر أى ملح من أملاح الفضة بالأشعة الصفراء أو بالأشعة الحمراء .
وقد لوحظ زيادة حساسية بروميد الفضة للأشعة الخضراء إذا أضيفت إليه ( كمية من أيوديد الفضة فى الطبقة الحساسة. وفى عام ١٨٧٣ اكتشف فوجل H. W. Vogel الألماني ) أنه بإضافة بعض الأصباغ الملونة إلى أملاح الفضة تزيد حساسيتها الطيفية للموجات الضوئية الأطول من الخضراء . وقد ظهرت تلك الحقيقة عندما كان فوجل» يجرى بعض تجاربه لدراسة الطيف الشمسي بواسطة لوح حساس يدخل فيه ملح بروميد الفضة . وكان هذا اللوح مغطى بطبقة من صبغة صفراء مجهولة ، فلاحظ أن حساسية هذا اللوح قد قلت في مناطق الأشعة الأقصر موجة من الأشعة الخضراء ، وزادت بشكل ظاهر في منطقة الأشعة الخضراء. وقد استنتج هذا الباحث أن زيادة الحساسية للأشعة الخضراء ترجع إلى الصبغة الصفراء المجهولة التي أدت إلى امتصاص بروميد الفضة للأشعة الخضراء ، أو بمعنى آخر : أن الصبغة الصفراء قد أدت إلى زيادة حساسية الملح للأشعة الخضراء. ثم توالت دراسته لتأثير خلط الأصباغ المختلفة على بروميد الفضة بقصد زيادة حساسية الألواح الحساسة للأشعة الأطول موجة من الزرقاء ( مثل الأشعة الخضراء والصفراء والحمراء ) .
وكانت صبغة الكورالين Coraline هى أولى الصبغات التي أزادت من الحساسية الطيفية حتى امتدت إلى منطقة الأشعة الصفراء ، ثم وجد بعدئذ أن البعض الصبغات الخضراء ( التى من خصائصها امتصاص الأشعة الحمراء ) القدرة على زيادة امتداد حساسية اللوح الحساس إلى الأشعة الحمراء أيضاً . وقد كتب Vogel بعدئذ في أبحاثه التى نشرت عقب تلك التجارب يؤكد إمكان التحكم في حساسية الألواح الحساسة لألوان الأشعة المختلفة بإضافة أصباغ ملونة إلى ملح بروميد الفضة .
وقد أثارت أبحاث فوجل إهتماماً كبيراً بين صانعي الأفلام والألواح الحساسة ، إذ لم تكن لهم دارية سابقة بحساسية أملاح الفضة لألوان الطيف. وبتقدم دراسة هذا الموضوع ثبت أن لبعض الأصباغ القدرة على زيادة حساسية الأفلام لألوان الطيف المختلفة ، وأن بعضها الآخر لا قدرة له على إحداث أي تغيير كان .
كما لوحظ أيضاً أن الحساسية الطيفية تتوقف على نوع ماح الفضة المستخدم سواء أكان كلوريد أم أيوديد أم بروميد فضه . كما تتوقف على الوسط الذي يرسب فيه ملح العضة ، وما إذا كان هذا الوسط من الجيلاتين أو مادة الكلوديون Coliodion .
وفى عام ١٨٠٤ أجرى كثير من الباحثين هذا الصدد، واستخدم الكلوروفيل Chlorophyll والا يوزين Eosin كأصباغ لزيادة حساسية بروميد الفضة لألوان الطيف ، وقد أدى استخدام الأيوزين بصفة خاصة إلى نتائج باهرة في صناعة الألواح الحساسة التي عرفت آنئذ باسم lsochrome Plates وأمكن إنتاجها على مستوى تجارى واسع .
ثم اكتشف تأثير الـ Erihyrosin كصبغة البروميدا إنتاج الألواح الحساسة الأورثو كرومانيك Orthochromatic .
وفى عام ١٩٠٤ اكتشفت أصباغ جديدة هي أساس صناعة الأفلام الحديثة المتداولة حاليا، منها صبغات Pinacyanol Pinachrome التي كان لها الفضل الأول في صناعة الأفلام البانكروماتيك Panchromatic وهى الأفلام الحساسة لجميع موجات أشعة الطيف المنظورة وما يقل عنها طولا من الأشعة غير المنظورة كالأشعة فوق البنفسجية .
وحتى انتهاء الحرب العظمى الأولى ( ١٩١٤ ، ١٩١٨ ) لم تكن الاصباغ التي تستخدم في تحسيس الأفلام للأشعة تحت الحمراء قد اكتشفت بعد ، ثم تقدمت الأبحاث بعدئذ وأمكن صناعة هذا النوع من الأفلام بنجاح تام .
تعليق