Чувствительность к инфракрасному излучению — часть 1/4

Сенсибилизация фотографической эмульсии к лучам инфракрасной части спектра известна широким кругам фотолюбителей больше, чем какая-либо другая возможность использования фотографии для научно-технических целей, но, как иногда бывает в таких случаях, использование этой способности часто сильно преувеличивается. Тем не менее инфракрасная фотография находит себе применение во многих важных областях. Прежде чем приступить к их рассмотрению, полезно ознакомиться с обычными фотоматериалами, сенсибилизированными к инфракрасной части спектра.
Участок инфракрасной части спектра, к которому может быть сенсибилизирована фотографическая эмульсия, ничтожно мал по сравнению со всем интервалом длин волн, охватываемым инфракрасным излучением. Фотографические материалы, пригодные для использования в обычных условиях, чувствительны лишь к весьма узкой полосе излучений в самой коротковолновой части инфра-красного спектра, граничащей с длинноволновой частью красного участка видимого спектра. В лабораторных условиях изготавливаются материалы, в какой-то степени чувствительные к более длинноволновым инфракрасным лучам, однако они требуют увеличенных экспозиций и оказываются значительно более трудноприменимыми, чем обычные материалы. Пока, однако, не может быть и речи о получении материалов, чувствительных к «тепловому» участку инфракрасного спектра, длины волн которого значительно больше. Сенсибилизирующие красители, применяемые в некоторых экспериментальных материалах, весьма нестабильны, поэтому для предупреждения быстрой потери чувствительности эти пластинки хранятся в холодильниках. Может быть, это обстоятельство и заставляет иногда предполагать, что инфракрасные материалы чувствительны к тепловым лучам. В действительности это не так, потому что длины волн обычных тепловых лучей значительно больше тех, к которым может быть сделана чувствительной какая-либо фотографическая эмульсия. Все фотографические материалы становятся при повышении температуры нестабильными и дольше сохраняют свои свойства, если хранятся при низкой температуре; инфракрасные материалы более чувствительны к изменениям температуры, чем другие.
Все материалы, чувствительные к инфракрасной части спектра, чувствительны также и к белому свету. Некоторые из них являются панхроматическими материалами, чувствительность которых простирается за красную часть спектра, в то время как другие относительно не чувствительны к зеленому, желтому и оранжевому участкам спектра. В любом случае чисто инфракрасные фотографии могут быть получены только при использовании визуально непрозрачного инфракрасного фильтра на объективе съемочной камеры. Этот фильтр, не пропуская на пластинку излучения видимой части спектра, обеспечивает возможность получения изображения, образованного только инфракрасными лучами. Вследствие того, что солнечный свет и свет ламп накаливания содержат большую долю инфракрасного излучения, необходимость в использовании каких-либо специальных осветительных устройств возникает лишь в некоторых частных случаях.
Основная ценность фотографии в инфракрасных лучах определяется разницей между свойствами этого излучения и излучения, к которому чувствителен глаз. С увеличением длины волны излучения уменьшается его рассеяние мелкими частицами и соответственно увеличивается дальность или глубина проникновения. Поэтому инфракрасные лучи меньше рассеиваются мелкими капельками воды и другими частицами, чем белый свет. Кроме того, некоторые материалы могут поглощать и отражать инфракрасные лучи иным образом, чем белый свет. Объекты, сфотографированные на инфракрасных материалах, выглядят не такими, какими они кажутся при обычном визуальном наблюдении. Для уяснения этого явления рассмотрим следующие примеры.
Для окраски тканей в черный цвет имеется большое количество различных красителей. Их назначением является максимально возможное поглощение белого света, который нормально отражался бы от неокрашенной ткани. Некоторые из этих красителей лучше других позволяют получить более глубокий и более нейтральный «черный цвет»; почти все применяемые красители достаточно удовлетворительны в этом отношении. Нет, однако, никакой гарантии в том, что они будут реагировать подобным же образом на инфракрасное излучение; их поведение по отношению к этому излучению зависит от участка спектра, у которого кривая поглощения резко спадает. Поэтому весьма возможно воспроизведение черного костюма на инфракрасной фотографии не черным, а серым или даже белым. В коллекции образцов черной ткани некоторые, возможно, останутся на инфракрасной фотографии черными, в то время как другие окажутся белыми или серыми различной плотности. Результат всецело зависит от характеристик применяемых красителей. Те же рассуждения применимы и к пигментам, хотя многие темные пигменты, сфотографированные в инфракрасных лучах, оказываются на изображениях также темными.
Подобным же образом многие объекты отражают инфракрасное излучение не в такой степени, в какой они отражают белый свет. Наиболее наглядным примером этого явления могут служить пейзажи, снятые в инфракрасных лучах; на таких изображениях вся зелень выглядит совершенно белой, как если бы она была покрыта снегом. Это явление вызывается высокой отражательной способностью хлорофилла для инфракрасного излучения. Для глаза хлорофилл, определяющий собой зеленую окраску большинства растений, представляется поглощающим все элементы солнечного освещения, за исключением зеленой составляющей, однако он полностью отражает также и инфракрасное излучение и, следовательно, создает на инфракрасном снимке белое изображение. Способность проникновения инфракрасного излучения сквозь мутные среды хорошо известна по много-численным фотографиям, снятым сквозь атмосферную дымку. Часто утверждали, что инфракрасное излучение может проникнуть сквозь туман и облачность, однако в действительности это не совсем так. Хорошо известно, что источники красного света в тумане видны с больших расстояний, чем источники синего света. Разница невелика, но заметна.
Преимущества, получающиеся при использовании инфракрасного излучения, соответственно еще больше. Действительный результат зависит от среднего размера частиц тумана в каждом случае. Если эти частицы малы по сравнению с длиной волны используемого излучения, то степень проникновения будет относительно высокой, однако если частицы велики, то лучи будут частично рассеиваться и степень проникновения будет меньше. В общем случае средний размер частицы будет наименьшим у слабой дымки, несколько большим у слабого тумана, еще большим у густого тумана и, наконец, самым большим у облака.
Отсюда следует, что инфракрасная фотография дает вполне успешные результаты при съемке удаленных предметов сквозь легкую дымку, может иногда применяться при съемке сквозь слабый туман и не имеет практического смысла для использования в условиях густого тумана или для аэрофотосъемки сквозь облака. Невозможность ее применения в последних случаях в настоящее время не имеет никакого значения вследствие возможности значительно более успешного, чем любой фотографический метод, применения радиолокации для обнаруживания предметов в тумане или для определения местоположения морских судов и самолетов.
Другим важным свойством инфракрасной фотографии является возможность ее использования для фотосъемок в полной темноте.

Добавить комментарий