Techniklexikon

Photographie

Optik, Bezeichnung für ein einzelnes Lichtbild (Photo) und im weiteren Sinn für die Herstellung dauerhaft sichtbarer Bilder von realen Objekten mittels strahlender Energie, wobei durch ein Objektiv in einer Kamera das Bild des Objektes in eine lichtempfindliche Schicht (Platte, Film, Papier, Glasplatten) abgebildet wird. Der Bereich der Strahlung reicht dabei von Teilchenstrahlen bis in den IR-Bereich. Während das Auge auf die Strahlungsleistung anspricht, wirkt auf die Photoschicht die Strahlungsenergie, d.h. das Produkt aus Leistung und Zeit. Die Wirkung schwacher Lichtquellen kann also durch eine lange Belichtungszeit des Materials kompensiert werden. Die Photographie ist eine wichtige experimentelle Methode zur Beobachtung von physikalischen Vorgängen und wird angewandt in der Wissenschaft, der Technik und der Medizin, z.B. als Mikro-, Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- und Astrophotographie, Aufzeichnung mit Korpuskularstrahlung (Elektronenmikroskop), Röntgenphotographie, Holographie und Photogrammetrie.

Beim weit verbreiteten Silberhalogenidverfahren wird die auf einem Film oder einer Platte befindliche Schicht, die aus einer Emulsion von feinsten Silberhalogenidkristallen (z.B. AgBr) in einem Schutzkolloid (Gelatine) besteht, belichtet. Silberhalogenide sind besonders lichtempfindlich und zeichnen sich bei der Entwicklung durch einen grossen Verstärkungseffekt aus. Um in einem grösseren Wellenlängenbereich empfindlich zu sein, werden der Emulsion sog. Sensibilisatoren zugefügt. Bei der Belichtung eines Filmes bricht ein einfallendes Lichtquant der Energie hn die chemische Bindung und erzeugt sog. Keime, die aus Klumpen von metallischem Silber bestehen (Filmempfindlichkeit). Die Bildinformation ist somit auf dem Film gespeichert, aber noch unsichtbar (latentes Bild). Bei der chemischen Entwicklung wird das gesamte Silberhalogenid zu metallischem, dunklem Silber reduziert. Die Umwandlung geschieht dort am schnellsten, wo schon Keime durch die Belichtung vorhanden sind. Im anschliessenden Stopbad wird die Reduzierung des unbelichteten Silberhalogenids und somit der Entwicklungsprozess gestoppt. Beim abschliessenden Fixieren wird durch das Herauslösen des unbelichteten Silberhalogenids die Abbildung lichtunempfindlich und dauerhaft gemacht. An den Stellen intensivster Belichtung ergibt sich nach dem Entwicklungsprozess die grösste Schwärzung und man erhält eine negative Abbildung (Negativ) des Objektes. Durch die Projektion des Negatives auf eine andere lichtempfindliche Schicht (z.B. Papier) erhält man nach dem anschliessenden Entwicklungsprozess eine positive Abbildung (Positiv). Um von einem belichteten Film direkt ein Diapositiv zu gewinnen, benutzt man die Umkehrentwicklung. Hierbei wird der Film nach der Entwicklung nicht fixiert und das Silberbild durch ein Bleichbad entfernt, so dass das unbelichtete Silberhalogenid auf dem Film verbleibt. Dieses wird erneut belichtet und entwickelt: Die unbelichteten Bereiche erscheinen dunkel und die belichteten transparent.

Neben der Schwarzweissphotographie spielt besonders die Farbphotographie eine grosse Rolle. Hierbei handelt es sich um einen Sammelbegriff für photographische Verfahren zur Herstellung von Abbildungen in meist natürlichen Farben, wobei der Farbeindruck auf verschieden Arten erzeugt werden kann: a) additives Farbverfahren: Mischung der drei Grundfarben Blau, Grün und Rot in verschiedenen Mengenverhältnissen, wobei Grün und Rot Gelb und Blau und Rot Purpur ergibt. b) subtraktives Farbverfahren: beruht auf der Ausfilterung von Licht bestimmter Wellenlängen aus weissem Licht (Farbe). Ein gelbes Filter absorbiert blaues Licht aus einer weissen Lichtquelle und lässt grünes und rotes Licht durch, die zusammen gelb ergeben. Heutzutage benutzt man auf Grund der besseren Lichtausbeute das subtraktive Verfahren. Das mehrschichtige lichtempfindliche Material besteht aus einer blauempfindlichen Oberschicht, einer Gelbfilterschicht, einer grünempfindlichen Mittelschicht und einer rotempfindlichen Unterschicht. Diese Schichten enthalten jeweils diffusionsfest eingelagerte Farbkuppler oder -komponenten, die bei der Entwicklung einen Bildfarbstoff ergeben (chromogene Entwicklung). So wird z.B. in der rotempfindlichen Schicht der komplemetäre Blaugrünfarbstoff erzeugt (Agfacolor 1936, Kodacolor 1942). Im Kodachrome-Umkehrverfahren dagegen werden die Farbkomponenten den drei getrennten Entwicklungsbädern zugeben.

Geschichte: W. H. F. Talbot, J.N. Niepce und L.J.M. Daguerre konnten unabhängig voneinander zeigen, dass Silberhalogenidverbindungen (z.B. AgCl) sehr lichtempfindlich sind und sich daher hervorragend für die Photographie eignen. So entwickelte Daguerre 1835 mit Quecksilberdampf ein latentes Bild auf einer durch Iodbehandlung lichtempfindlich gemachten versilberten Kupferplatte. 1837, zwei Jahre später, gelang die Fixierung mit NaCl-Lösung, und dieses Verfahren wurde später unter dem Namen Daguerreotypie bekannt. Talbot entwickelte 1839 ein in einer Kamera auf Silberiodidpapier erzeugtes latentes Bild mit Gallussäure und Silbernitrat, welches anschliessend mit Natriumthiosulfat fixiert wurde. Durch die Projektion des Papiernegatives auf Silberchlorid- oder Silberbromidpapier konnte eine Vielzahl von Positiven hergestellt werden. Das Wort »Photographie« wurde erstmals 1839 von J. Mädler und etwa gleichzeitig von J. W. Herschel verwendet, der auch die Begriffe »Positiv« und »Negativ« einführte. Die von R. L. Maddox entwickelten Silberbromid-Gelatine-Trockenplatten lösten um 1890 das nasse Kollodiumverfahren ab. Da Silberhalogenide nur unter dem Einfluss von blauem bzw. UV-Licht reagieren, war die Entdeckung der spektralen Sensibilisierung durch die Zugabe gewisser Chemikalien durch H.W. Vogel eine wichtige Entwicklung und ermöglichte somit eine farbrichtige Wiedergabe in der Schwarz-Weiss- und der Farbphotographie. Die ersten Rollfilme wurden von H. Goodwin 1887 aus leichter Nitrozellulose hergestellt. Aus Sicherheitsgründen bestehen die Filme heutzutage aus Kunststoff. Die erste Firma, die Filme herstellte, entwickelte und Abzüge machte, war die von G. Eastman gegründete Kodak-Company.