Interested Article - Светочувствительность

Светочувстви́тельность — способность вещества изменять свои химические или физические свойства под действием света ( электромагнитного излучения в диапазоне, видимом человеческим глазом), за исключением теплового воздействия.

В некоторых случаях (например, в технической фотографии) термин светочувствительность используется по отношению к лучам инфракрасного или ультрафиолетового диапазонов электромагнитного излучения.

Физика процессов

В основе светочувствительности лежит ионизация атомов диэлектриков из-за потери внешних (валентных) электронов в результате поглощения последними энергии света. Другие атомы получают потерянные таким образом электроны, получая заряд противоположного знака. При электризации материал получает электрический заряд , который может:

изменить физические свойства материала (например, проводимость );
аккумулироваться или сниматься физической системой;
вызвать химическую реакцию (обычно — реакцию распада).

В некоторых атомах поглощение электронами энергии света (и другого электромагнитного излучения) не приводит к электризации, но вызывает их перемещение на более высокие атомные орбитали . Но такое состояние атома является нестойким, и электроны имеют тенденцию к возвращению на прежние орбитали с выделением энергии в виде электромагнитного излучения определённой длины волны . Этот эффект используется в лазерах .

Применение

Светочувствительность веществ и материалов широко используется в природе и технике.

Благодаря светочувствительности хлорофилла и других подобных пигментов внутри клетки растения возникает цепочка химических реакций, известная как фотосинтез , в результате которой получается глюкоза (или крахмал ) и кислород .
Светочувствительность родопсина и родственных ему белков приводит к их обратимому распаду и возникновению электрического потенциала на нервном окончании сетчатки глаза и других светочувствительных органов |животных и человека, обеспечивая зрение.
Материалы, называемые фоторезистами , меняют способность растворяться определёнными растворителями, будучи облучёнными светом. Это используется в производстве печатных плат , микросхем .
В фотоэлементах заряд, возникший в результате электризации материала, снимается в виде электрического тока .
Светочувствительные соединения, используемые в фотоматериалах под действием света изменяют свою внутреннюю структуру, образуя скрытое изображение . При последующем проявлении это приводит к образованию изображения, состоящего из металлического серебра или красителей.

В галогеносеребряных фотоэмульсиях электризация оптического сенсибилизатора вызывает химическую реакцию восстановления металлического серебра из его галогеновых солей.

При облучении светом заряженной селеновой пластины (барабана) облучённые участки теряют заряд, а заряженные участки электростатически притягивают красящий порошок ( тонер ), который затем переносится на бумагу и закрепляется в светокопировальных аппаратах (т. н. «ксероксах» ).
Полупроводники меняют на свету свои свойства, что позволяет делать на их базе всевозможные светорегистрирующие устройства — от одиночных фото- резисторов , диодов , транзисторов (и оптопарных элементов ) до однокристальных фотосенсоров теле- и фотокамер, содержащих миллионы светочувствительных элементов. Определение светочувствительности таких устройств основывается на измерении фотоэффекта, однако в цифровой фотографии применяются единицы светочувствительности, позаимствованные из плёночной сенситометрии .

Другие устройства для записи изображения, основанные на этих принципах (например, видеокамеры ), используют другие единицы чувствительности, отражающие номинальную освещённость объекта съёмки при определённом значении относительного отверстия объектива . Светочувствительность узкоспециализированных видеоустройств часто измеряется в отношении выходного напряжения матрицы к полученной ей экспозиции. При этом оговаривается длина волны излучения, чаще всего 550 нанометров , соответствующая максимуму чувствительности зрения.