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技术历史、技术、我们身边的事物
照片。 发明和生产的历史
摄影——使用相机中的感光材料或感光矩阵获取和存储图像。
在 XNUMX 世纪做出的众多惊人发明中，摄影远非最后一个位置——一种可以为任何物体或风景制作即时图像的艺术。 摄影起源于两门科学的边界：光学和化学，因为要获得照片，必须解决两个复杂的问题。 首先，必须有一个能够感知和保持图像的特殊感光板。 其次，有必要找到一种特殊的装置，可以将被拍摄物体的图像清晰地投射到这个板上。 两者都是经过多次试验和错误后创建的。 摄影的奇迹并没有立即交到人们手中，而在不同的时期，许多来自不同国家的发明家都热情地处理了这个问题。 在中世纪炼金术士的作品中可以找到解决方法。 其中一位法布里修斯曾在他的实验室将食盐与硝酸银溶液混合，得到一种乳白色沉淀物，在阳光下会变成黑色。 法布里修斯研究了这种现象，并在他 1556 年出版的关于金属的书中报告说，在镜头的帮助下，他在现在称为氯化银的沉积物表面获得了图像，并且该图像变成黑色或灰色，具体取决于太阳辐射照射的持续时间。 这是摄影史上的第一次体验。 1727 年，来自哈勒的医生约翰·舒尔茨（Johann Schulz）在阳光明媚的日子里用硝酸银和白垩的溶液进行了实验，他将混合物放在玻璃容器中进行照明。 当容器暴露在阳光下时，混合物的表面立即变黑。 摇动时，溶液再次变白。 舒尔茨通过纸片获得了液体表面的剪影，通过摇晃，将其破坏，获得了新的图案。 这些最初的实验在他看来只是一种乐趣，又过了一百年，他注意到氯化银的特性才被考虑用于制造照相底片。 摄影史上的下一页与托马斯·韦奇伍德的名字有关。 他将植物叶子放在用硝酸银溶液润湿的纸上。 与此同时，纸上被树叶覆盖的部分仍然亮着，而被照亮的部分则变黑了。 这种体验的结果是黑色背景上的白色剪影。 然而，这些图像只能在烛光下观看，因为它们在暴露在阳光下会变质。 Wedgwood 在皮肤上尝试了该解决方案，发现其上的图像显示速度更快。 （当时，这种现象仍未得到解释。直到 30 年代后期，才发现皮肤中所含的单宁酸显着加速了形象的发展。） 1802 年，韦奇伍德发表了他的实验结果。 渐渐地，他学会了在暴露在阳光下的三分钟内以及暴露在阴凉处的几个小时内，在纸张、皮肤和玻璃上获得轮廓图像。 但是这些照片无法承受阳光，因为它们没有被捕获。 直到 1819 年，John Herschel 才发现了一种可以增强照片图像的物质。 原来是硫酸钠。 似乎摄影必须迈出最后一步才能完全成为一门艺术，但这一步是在二十年后才迈出的。 与此同时，寻找发明人走了一条不同的道路。 1813 年，以发明照相机而著称的法国艺术家 Niépce 开始尝试使用照相底片。 大约在 1816 年，他提出了使用所谓的暗箱拍摄物体图像的想法。 这个房间自古就为人所知。 最简单的形式是一个不透光的盒子，四面紧闭，有一个小开口。 如果孔对面的墙壁是磨砂玻璃，则在其上获得相机前方物体的倒置图像。 孔越小，图像的轮廓越清晰，越弱。
几个世纪以来，在暗箱中观察到的效果让大自然爱好者感到高兴。 1550 年，卡丹在纽伦堡建造了一个装有镜头的大光圈室。 因此，他得到了更明亮、更清晰的图像。 这是一个重要的改进，因为镜头很好地收集了光线并大大改善了观察效果。 Niépce 决定用它来投影图像，它是一个非常暗的盒子，有一个非常小的孔，一侧是透镜，另一侧是感光板。 这是有史以来第一台相机。 1824 年，Niépce 成功解决了固定暗箱中获得的图像的问题。 与他的前辈不同的是，他没有用氯化银做实验，而是用山树脂做实验，山树脂在光的作用下，有能力改变它的一些性质。 例如，在光照下它不再溶解在某些液体中，而在黑暗中则溶解。 Niepce 用一层山树脂覆盖了一块铜板，将其插入暗箱中，并将其放在放大镜的焦点上。 经过相当长时间的光照后，将盘子取出并浸入油和薰衣草油的混合物中。 在包含光作用的地方，山树脂保持完整，而在其余部分则溶解在混合物中。 因此，完全被树脂覆盖的地方代表被照亮的地方，而仅被部分覆盖的地方 - 半影。 这张照片至少花了 10 个小时，因为树脂在光线的影响下变化非常缓慢。 很明显，这种方法很难称得上完美，Niepce 继续寻找。 1829 年，他与巴黎剧院的前军官和装饰师 Louis-Jacques Daguerre 联手解决同样的问题。 他很快就去世了，达盖尔独自继续他的研究。 他已经拥有了 Niépce 发明的照相机，但仍然不知道如何获得感光板。 一连串惊人的巧合，终于让他走上了正确的道路。 有一天，达盖尔不小心将一把银勺放在涂有碘的金属上，发现金属上出现了勺子的图像。 然后他拿一块抛光的银板，用碘蒸气作用，这样就得到了碘化银。 他在盘子上放了一张 Niépce 的照片。 不一会儿，上面就形成了一幅画的复制品，不过很是晦涩难懂，难以分辨。 然而，发现碘化银的照相特性是一个重要的结果。 达盖尔开始寻找一种方法来开发所产生的图像。 又一次愉快的事故导致了意想不到的成功。 有一次，达盖尔从一个黑暗的房间里拿出一个盘子，他前一天曾用这个盘子放在那里，令他大吃一惊的是，他在上面看到了一张微弱的照片。 他建议某些物质在盘子上起作用，并在夜间显示前一天不可见的图像。 黑暗的房间里有很多化学物质。 达盖尔开始寻找。 每天晚上他都会在壁橱里放一张新唱片，每天早上他都会把它和其中一种化学物质一起拿出来。 他重复了这些实验，直到他把房间里的所有化学物质都拿走了，然后在已经空了的架子上放了一张新唱片。 令他惊讶的是，早上这个板块也被开发出来了。 他仔细检查了房间，发现里面有一些溢出的水银：它的蒸汽是化学显影剂。
在那之后，达盖尔已经可以毫不费力地开发出摄影过程的所有细节——使用相机，他在涂有碘化银的印版上接收到微弱的图像，然后用汞蒸气进行显影。 结果是具有所有精细细节和半色调的物体图像非常清晰。 多年的搜索以一个非凡的发现结束。
10 年 1839 月 6000 日，在巴黎举行了一次有科学院成员参加的大型会议。 在这里，宣布达盖尔发现了一种显影和修复摄影图像的方法。 这条消息给人留下了深刻的印象。 全世界都在讨论人类思想的新成就所开辟的可能性。 法国政府买下了达盖尔发明的秘密，给了他XNUMX法郎的终身退休金。 Niépce 的儿子也没有被遗忘。 很快，根据达盖尔方法拍摄的套件出现在销售中（这种方法被称为达盖尔照相法）。 尽管价格很高，但它们很快就被抢购一空。 但很快公众就对这项发明产生了强烈的冷淡。 的确，银版照相虽然效果很好，但需要大量的工作和相当大的耐心。 银版印刷师的工作始于对镀银铜板的清洁和抛光。 这项工作必须非常小心地完成：首先使用酒精和棉绒，然后使用氧化铁和柔软的皮革。 在任何情况下，您都不应用手指触摸盘子。 最后的抛光是在拍摄前完成的。 之后，使银板对光敏感。 为此，将其放在装有干碘的盒子中，置于黑暗中。 根据他们要拍摄的东西——风景或肖像——碘蒸气处理的持续时间是不一样的。 在那之后，该板在几个小时内变得感光，并将其放入暗盒中。 盒子是一个扁平的小木盒，有两个可移动的墙壁——后面的一个在铰链上以门的形式打开，前面的一个在特殊的滑轨上上下移动。 在这些门之间有一个盘子。 第一台相机是改进的针孔相机。 在一侧打开的盒子中，另一个盒子来回移动，可以用螺丝将其固定在某个位置。 这个盒子的正面是一个镜头或载玻片，背面是一块磨砂玻璃。 不久，Charles Chevalier 开始使用两个镜头而不是一个镜头，从而构建了第一个镜头。 外界物体发出的光线，穿过镜头，停在磨砂玻璃上，在磨砂玻璃与物体的适当距离处，呈现出清晰的影像。 通过将内盒移开或靠近并重新排列镜头，可以实现或多或少的图像清晰度。 当达到所需的清晰度时，将一个暗盒代替磨砂玻璃放置，这样当插入相机时，板的表面将恰好位于物体图像时磨砂玻璃所占据的位置是最明显的。 然后他们拿出暗盒的封面开始拍摄。 第一次会议太累了，条件太差了，唱片反应太慢了，费了好大劲才找到愿意演戏的人。 我不得不在烈日下静坐20分钟，才能拍出按照当时的概念成功的肖像。 第一张肖像中的眼睛图像很难成功，因此，在早期的银版照相中，我们看到的是闭着眼睛的脸。 拍摄结束时，磁带被关闭并被送到一个黑暗的房间。 在这里，借着烛光，盘子被取出来了。 在它上面，人们可以看到一个几乎无法察觉的物体图像。 为了让它变得清晰和独特，它必须被表现出来。 该操作使用汞蒸气进行。 将少许水银倒入一个铜底木盒中，并在其中放置一个盘子，图像朝下。 为了加快这个过程，一个燃烧的酒精灯被放置在下面。 水星开始强烈蒸发并显影图像。 银版照相仪通过一个特殊的窗口从侧面观察这个过程。 在图像足够清晰后，将板移开。 在光的影响最强的地方，碘与银的结合被最大程度地削弱，因此汞以微小的水滴形式粘在这里，形成白色的表面。 在半色调中，水银的加入有更多的障碍，而在黑暗的地方，水银根本无法附着在未分解的碘化银层上。 这就是为什么半影或多或少呈灰色，而纯银看起来完全是黑色的原因。 为了去除未反应的碘化银的残余物，必须固定板。 为此，将其置于硫酸钠溶液中，该溶液溶解未受光作用的碘化银。 最后，将板在水中洗涤并干燥。 由于所有这些操作，在印版上获得了惊人的清晰图像，其中每个细节都以惊人的清晰度传输。 但为了让图像持续更长时间，它必须得到加强。 为此，将板浸入稀的氯化金溶液并在酒精火焰中煮沸。 在这个反应过程中，氯化金中的氯与银结合，金以金属的形式释放出来，覆盖了最薄的保护膜。 该操作还消除了银的令人不快的镜面性。 这就是摄影在其存在的最初几年出现在我们面前的方式。 从我们的简要描述中可以看出，这不仅是一种乏味的，而且是一种非常不健康的运动。 尽管如此，摄影还是立即获得了许多狂热的粉丝和爱好者。 他们准备好几个小时吸入碘或汞蒸气，满怀热情地注视着图像是如何神秘地出现在盘子上的。 正是由于他们，这门艺术得到了迅速的改进。 首先，用浸渍有光敏组合物的纸重新开始实验——它开始被称为相纸。 这些实验是由韦奇伍德在本世纪初进行的。 在同一个 1839 年，福克·塔尔博特发现，如果相纸，即使是短暂暴露在光线下，用没食子酸处理，图像会很快出现。 就像汞在银表面上产生图像一样，没食子酸在纸上产生图像。 次年，来自伦敦的戈达德教授发现，用溴化银代替碘化银后，感光层的灵敏度提高了几十倍。 多亏了这一点，捕捉对象所需的时间立即从 20 分钟减少到 20 秒。 同时，克劳德发现溴极大地提高了碘化银板的灵敏度，因此几秒钟就足以获得图像。 在这些发现之后，现代意义上的摄影的发展成为可能。 在摄影中，银与碘、氯和溴的结合在产生图像方面发挥了重要作用。 在光的作用下，这些化合物分解，银以微小颗粒的形式释放出来，形成一种绘图物质，就像银版照相中的汞一样。 摄影过程中发生的所有化学反应都可以通过一些简单的实验来证明。 如果将几滴硝酸银倒入装有食盐溶液的试管中，则由于这两种物质的反应，会形成氯化银的白色奶酪状沉淀物。 在阳光下，这种沉淀物会在短时间内失去白光，先变成紫色，然后变成灰色，最后变成黑色。 事实是，在光的作用下，氯化银分解，释放出金属银。 然而，只有那些更接近光线的层才会发生这种变化。 如果在溶液中加入几滴硫酸钠，大部分氯化银会逐渐溶解。 只有在光的作用下释放出来的金属银片才会保持不溶解。 在这些反应中，整个操作过程都在摄影中表现出来。 为了制备相纸，取一张好的白色书写纸，浸泡在 10% 的氯化钠溶液中，干燥，然后将硝酸银溶液涂在表面上。 结果，在纸上形成了氯化银感光层。 将完成的片材放置在不透明的暗盒中并以与上述相同的方式拍照。 同时，在纸上显影后，得到了物体的可见图像，但不是直接的，而是反转的，即上面最亮的地方最暗，最暗的地方仍然亮。 这是因为无论感光层在哪里暴露在强光下，都会释放出最多的黑色金属银。 相反，在光的影响微不足道的地方，白色的氯化银被保留了下来。 该图像是通过在硫酸钠溶液中清洗叶子来固定的。 但是，显然，使用这样的照片很不方便，它给出了完全相反的光影图像。 它被用来获得正片。 为了做到这一点，它被放在复印框中的一张敏感的相纸上，放在黑暗中，用玻璃板覆盖，然后暴露在光线下。 后者穿透了放在上面的负像。 它最容易通过完全明亮的地方，通过半色调较弱，几乎根本不穿透阴影。 因此，在下层感光纸上获得了所需的正图像，在充分曝光后，将其取出并增强。 然而，对于所有这些操作，纸不是合适的材料，因为它具有粗糙的结构并阻止光线通过。 纯玻璃的透明度本来是最好的材料，但它不能吸收化学物质，所以把它变成感光板并不像纸那么容易。 很快就找到了解决这个困难的方法——玻璃板上覆盖着一层能够固定感光层的透明薄粘合剂膜。 起初，蛋清用于此，然后是火棉胶。 最后一种方法由 Scott Archer 于 1851 年发现。 照相火棉胶是由棉纸在乙醚中的乙醇溶液组成，是一种无色粘稠液体，可快速干燥成薄层，留下透明薄膜。 为了获得玻璃照相底片，将碘化镉添加到火棉胶溶液中。 之后，取一块干净的玻璃板，将足量的火棉胶倒在上面。 当火棉胶干燥成厚块时，将板浸入用碘化银饱和的硝酸银溶液中。 在这个反应中，碘和溴与银结合，形成碘化银和溴化银，沉积在一层火棉胶中。 相反，从银盐中释放出的硝酸与镉结合。 因此，该版被感光层覆盖并准备拍摄。 为了显影图像，它用焦葡糖酸溶液或硫酸铁溶液（水 + 硫酸铁 + 乙酸 + 酒精）处理。 乙酸稍微减慢了反应，因此发展不会太快。 如前所述，用硫酸钠溶液进行固定。 为了复印和获得最终图像，提供了涂有氯化银的相纸。 火棉胶摄影标志着现代摄影的开始； 从那时起，就可以轻松快速地获得优质、清晰的图片。 作者：Ryzhov K.V.
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