Поглощение света. Оптическая плотность

Если лучи света встречают на своем пути какое-либо тело, могут иметь место следующие явления: лучи поглощаются телом, отражаются от его поверхности, проходят сквозь него.

В реальной обстановке эти явления никогда не встречаются в чистом виде. Так, если на пути лучей света встречается тело, которое мы называем прозрачным, то большинство падающих на тело лучей пройдет сквозь него, а меньшая часть отразится и поглотится. Прохождение света через прозрачное тело можно рассматривать как переход лучей из одной среды в другую и применять к этому случаю законы преломления {см. п. 1.1.2.1). Это очень важно для фотографии, так как используемые в фотоаппаратуре оптические системы состоят из прозрачных веществ, в основном из стекла.

Встречая на своем пути непрозрачные тела, лучи света отражаются и поглощаются, причем соотношение между этими явлениями зависит от свойств тела. Так, белые зеркальные поверхности отражают большую часть падающих на них лучей, а черные матовые — поглощают.

Но при любом препятствии на пути световых лучей часть их обязательно поглощается, поэтому отраженный и проходящий свет всегда слабее падающего.

Степень этого ослабления характеризуется оптической плотностью — величиной очень часто используемой при изучении фотографического процесса. В единицах оптической плотности измеряют степень почернения черно-белого и окраску цветного изображения на пленках и бумагах. Кроме того, значением оптической плотности и ее спектральным распределением характеризуют светофильтры и красители, используемые в фотографии.

При прохождении света через какую-либо среду, оптическая плотность этой среды D определяется как логарифм отношения падающего светового потока Ф₀ к прошедшему через среду Ф_пр:

Величина оптической плотности зависит от природы и содержания поглощающего вещества (его концентрации), расстояния, которое проходит свет в среде и длины волны света. Точное выражение этих зависимостей составляет закон Ламберта—Бугера—Бера.

Оптическая плотность может быть измерена для белого света. Такие измерения используются, в частности, для характеристики почернений в черно-белой фотографии.

Для характеристики цветных фотоматериалов оптические плотности измеряют в некоторых определенных зонах длин волн — эффективные оптические плотности (подробнее см. разд. 3.3).

Светофильтры и красители характеризуют кривыми поглощения, выражающими зависимость монохроматической Оптической плотности от длины волны света. Монохроматическая оптическая плотность – оптическая плотность, измеренная в монохроматическом (однородном, не разделимом на более простые составляющие) свете.