Legea reciprocității , legea Bunsen-Roscoe , este una dintre legile fundamentale ale fotochimiei . Concentrația produșilor de reacție fotochimică este proporțională cu cantitatea totală de energie de radiație absorbită de substanța fotosensibilă, indiferent de raportul componentelor energetice [1] . Această cantitate este egală cu produsul dintre puterea radiației și timpul de acțiune- expunere . Cu alte cuvinte, o creștere a timpului și o creștere a puterii de radiație sunt interschimbabile . Legea reciprocității se aplică și fotografiei digitale .
Descoperit în 1855 de chimiștii Robert Bunsen și Henry Roscoe [2] .
Fenomenul de nereciprocitate , legea lui Schwarzschild ( efectul Schwarzschild ) este o abatere observată de la legea reciprocității, dependența densității obținute a materialului fotografic de valoarea expunerii la o valoare constantă a expunerii rezultate [3] . Unul dintre efectele fotografice .
Așa cum se aplică materialelor sensibile la lumină , legea reciprocității afirmă că aceeași expunere H=E×t obținută are același efect asupra materialului, oricare ar fi E și t .
Cu toate acestea, în 1897 - 1900 , astronomul K. Schwarzschild a descoperit că la expuneri foarte lungi, densitatea finală a materialului fotografic este mai mică decât ar trebui să fie conform legii. Astfel a fost descoperit fenomenul de non-reciprocitate .
Fenomenul de nereciprocitate se datorează, în cea mai mare măsură, a doi factori:
La E mare și t mic (de exemplu, în filmările de mare viteză ), primul factor contribuie în mare parte la scăderea densității. La timp lung și iluminare scăzută - al doilea.
O dependență tipică a densității de înnegrire a unui material fotografic de viteza obturatorului la o expunere constantă este prezentată în Figura 1.
Pentru a determina valorile exacte ale abaterii de la legea reciprocității, se folosesc izoopace - grafice ale dependenței logaritmului expunerii la anumite densități (numite densități de referință) de timp sau iluminare (sau de logaritmii lor). Îndeplinirea aproximativă a legii este asigurată în porțiunea curbei adiacentă minimului, iar pentru majoritatea materialelor fotografice moderne acesta este intervalul de timp al obturatorului de 10 −1 -10 −3 secunde. Schwarzschild a descoperit că densitatea optică este constantă dacă produsul E × t p este menținut , unde p este un exponent care servește ca măsură a abaterii de la legea reciprocității. Acest exponent este numit și exponent Schwarzschild .
Pentru materialele fotografice reale izo-opace, valoarea lui p variază de la 0,7 la 1. În punctul minim al izo-opacului, p = 1, iar timpul corespunzător acestui punct se numește viteza optimă a obturatorului, deoarece sensibilitatea la acest punct este maxim.
Forma izo-opacului este determinată de densitatea optică de referință necesară și depinde, de asemenea, de durata dezvoltării, tipul materialului, temperatura stratului foto atât în timpul fotografierii, cât și în timpul depozitării înainte de dezvoltare, precum și de temperatura dezvoltator. În același timp, este practic independent de lungimea de undă a radiației.
Valoarea numerică a lui p și valoarea vitezei optime a obturatorului sunt parametri esențiali ai materialului fotografic care vă permit să alegeți parametrii de fotografiere potriviți.
În practica fotografiei amatoare, efectul Schwarzschild poate fi luat în considerare la fotografiere, dar influența sa este maximă într-un proces pozitiv. Valoarea p pentru hârtiile fotografice este de aproximativ 0,7.
Acțiunea fotochimică a cuantelor de radiație electromagnetică de înaltă energie, cum ar fi razele X și gama gama, respectă legea reciprocității, iar efectul Schwarzschild nu este observat pentru acestea.
În fotografia științifică, necesitatea de a lua în considerare cu exactitate efectul este importantă în astrofotografie pentru expuneri lungi (unități și chiar zeci de ore) și în studiul proceselor rapide la viteze de expunere de 10 −6 secunde și mai scurte.