Vastavuoroisuuden laki , Bunsen-Roscoen laki , on yksi valokemian peruslakeista . Valokemiallisten reaktiotuotteiden pitoisuus on verrannollinen valoherkän aineen absorboiman säteilyenergian kokonaismäärään energiakomponenttien suhteesta riippumatta [1] . Tämä määrä on yhtä suuri kuin säteilytehon ja sen vaikutus- altistusajan tulo . Toisin sanoen ajan lisäys ja säteilytehon kasvu ovat vaihdettavissa keskenään . Vastavuoroisuuden laki koskee myös digitaalista valokuvausta .
Kemistit Robert Bunsen ja Henry Roscoe löysivät sen vuonna 1855 [2] .
Ei-vastavuoroisuuden ilmiö , Schwarzschildin laki ( Schwarzschild- ilmiö ) on havaittu poikkeama vastavuoroisuuden laista, valokuvamateriaalin saadun tiheyden riippuvuudesta valotusarvosta tuloksena olevan valotuksen vakioarvossa [3] . Yksi valokuvatehosteista .
Valoherkkiin materiaaleihin sovellettaessa vastavuoroisuuden laki sanoo, että saadulla samalla valotuksella H=E×t on sama vaikutus materiaaliin riippumatta siitä, mitkä E ja t ovat .
Kuitenkin vuosina 1897-1900 tähtitieteilijä K. Schwarzschild havaitsi , että erittäin pitkillä valotuksilla valokuvamateriaalin lopullinen tiheys on pienempi kuin sen lain mukaan pitäisi olla. Siten ei-vastavuoroisuuden ilmiö havaittiin .
Vastavuoroisuuden puuttuminen johtuu suurimmassa määrin kahdesta tekijästä:
Suurella E :llä ja pienellä t :llä (esimerkiksi nopeassa kuvauksessa ) ensimmäinen tekijä vaikuttaa suurimman osan tiheyden laskusta. Pitkiä aikoja ja heikko valaistus - toinen.
Kuvassa 1 on kuvattu valokuvamateriaalin tummumistiheyden tyypillinen riippuvuus suljinnopeudesta vakiovalotuksessa.
Vastavuoroisuuslain poikkeaman tarkkojen arvojen määrittämiseksi käytetään isoopasteita - kaavioita valotuksen logaritmin riippuvuudesta tietyillä tiheyksillä (kutsutaan referenssitiheyksiksi) ajasta tai valaistuksesta (tai niiden logaritmeista). Likimääräinen lain täyttyminen varmistetaan käyrän minimin viereisessä osassa, ja useimmille nykyaikaisille valokuvamateriaaleille tämä on suljinnopeusalue 10 −1 -10 −3 sekuntia. Schwarzschild havaitsi, että optinen tiheys on vakio, jos tulo E × t p säilytetään , missä p on eksponentti, joka toimii vastavuoroisuuden laista poikkeaman mittana. Tätä eksponenttia kutsutaan myös Schwarzschild-eksponentiksi .
Iso-opaakin todellisen valokuvausmateriaalin p :n arvo vaihtelee välillä 0,7-1. Iso-oaakin minimipisteessä p = 1, ja tätä pistettä vastaavaa aikaa kutsutaan optimaaliseksi suljinnopeudeksi, koska herkkyys tämä piste on maksimi.
Iso-oaakin muodon määrää vaadittu optinen referenssitiheys, ja se riippuu myös kehityksen kestosta, materiaalin tyypistä, valokuvakerroksen lämpötilasta sekä kuvauksen aikana että varastoinnin aikana ennen kehitystä sekä kuvan lämpötilasta. kehittäjä. Samalla se on käytännössä riippumaton säteilyn aallonpituudesta.
P :n numeerinen arvo ja optimaalisen suljinajan arvo ovat valokuvamateriaalin olennaisia parametreja, joiden avulla voit valita oikeat kuvausparametrit.
Amatöörivalokuvauskäytännössä Schwarzschild-ilmiö voidaan ottaa huomioon kuvattaessa, mutta sen vaikutus on suurin positiivisessa prosessissa. Valokuvapaperien p -arvo on noin 0,7.
Suurienergisten sähkömagneettisten säteilykvanttien, kuten röntgen- ja gamma-säteilyn, fotokemiallinen toiminta noudattaa vastavuoroisuuden lakia, eikä Schwarzschild-ilmiötä niille havaita.
Tieteellisessä valokuvauksessa tarve ottaa vaikutus tarkasti huomioon on tärkeää pitkien valotusaikojen (yksiköiden ja jopa kymmenien tuntien) astrovalokuvauksessa sekä nopeiden prosessien tutkimuksessa 10–6 sekunnin ja sitä lyhyemmillä valotusajoilla .