Невзаимозаместимости явление

Невзаимозаместимости явление, Шварцшильда явление, заключается в том, что при прочих неизменных условиях одна и та же экспозиция Н = Et фотографического материала оказывает различное фотографическое действие при разных соотношениях между освещённостью Е на светочувствительном слое и выдержкой t. Эта невзаимозаместимость факторов интенсивности и длительности освещения фотослоя, нарушающая Бунзена — Роско закон, была впервые подробно изучена К. Шварцшильдом в 1899—1900. Н. я. имеет существенное значение для изобразительной фотографии и в особенности для фотографической фотометрии, в которой фотослой используется для количественной оценки оптического излучения.

  Вследствие Н. я. основная функциональная зависимость фотографического процесса — характеристическая кривая D = f (lg Н) — оказывается определённой неоднозначно: её форма, крутизна и положение относительно оси экспозиций зависят от времени, в течение которого производятся экспозиции фотоматериала. Н. я. графически описывают кривыми, называемыми изоопаками. Они отображают зависимость экспозиции H_D, требуемой для создания заданной оптической плотности D, от выдержки или освещённости: lg H_D = f (lg t) при Е = const или соответственно lg H_D =j (lg E) при t = const. При этом предполагается соблюдение определённых условий проявления фотоматериала. Типичная изоопака (рис. 1) представляет собой вогнутую кривую. Два её пологих участка соответствуют приближённому выполнению закона взаимозаместимости Бунзена — Роско (при выдержках £ 10^-5 сек и при выдержках ~10^-1—3×10^-3 сек). Выдержка t₀ на 2-м пологом участке, отвечающая минимуму lgH_D, называется оптимальной, так как при ней светочувствительность фотоматериала S = 1/H_D максимальна.

  Форма изоопаки зависит от заданной при её построении (так называемой опорной) оптической плотности D (рис. 2), длительности проявления, типа фотоматериала, температуры фотослоя. В то же время эта форма почти не зависит от длины волны экспонирующего излучения. Существуют негативные фотографические материалы с сильно ослабленным Н. я. в области больших выдержек, что ценно, в частности, для астрономических применений фотографии. В фотографическом действии излучении, энергия каждого отдельного кванта которых велика (рентгеновские лучи, гамма-излучение), Н. я. не наблюдается.

  Н. я. обусловлено главным образом двумя физическими факторами: 1) соотношением скоростей электронной и ионной стадий образования скрытого фотографического изображения и 2) процессом термического рассасывания (так называемой регрессии) серебряных центров этого изображения. При больших освещённостях и малых выдержках основную роль играет первый из этих факторов, при низких освещённостях и больших выдержках — второй.

  Лит.: Миз К., Теория фотографического процесса, пер.(перевод) с англ.(английский), М. — Л., 1949; Гороховский Ю. Н., Левенберг Т. М., Общая сенситометрия. Теория и практика, М., 1963.

  Ю. Н. Гороховский.

Рис. 1. Типичная изоопака явления невзаимозаместимости для высокочувствительного негативного фотографического материала.

Рис. 2. Семейство изоопак одного фотоматериала, отвечающих различным опорным оптическим плотностям при одинаковом времени проявления t_пр, кружки на кривых соответствуют оптимальным выдержкам, подъём изоопак означает понижение светочувствительности материала. Сближение изоопак означает рост контрастности коэффициента g.