Пусть объектом съемки будет букет красных георгинов в синей вазе. Сфотографируем его трижды. Первый снимок сделаем через красный, второй— через зеленый, а третий — через синий светофильтр. В результате мы получим три цветоделенных негатива, которые условно назовем: «красный», «зеленый» и «синий», хотя все они только черно-белые. Затем, как и раньше, сделаем с них отпечатки на стеклянных пластинках или на пленке — диапозитивы.
Вы уже знаете, чем они будут отличаться друг от друга. На «красном» диапозитиве самыми прозрачными окажутся участки с изображением цветов, а изображения листьев и особенно вазы будут малопрозрачными. На «зеленом» прозрачным окажется изображение листьев, а цветы и ваза окажутся темными. На «синем» диапозитиве прозрачным будет изображение вазы, а изображения листьев и цветов будут малопрозрачными.
Если такие цветоделенные диапозитивы вставить в строенный проекционный аппарат, а затем спроектировать на экран через три соответствующих светофильтра все изображения, то при точном их совмещении получится очень хорошее (лучше, чем у Лэнда) цветное изображение. Но такой метод образования цветов является аддитивным, а не субтрактивным — ведь в данном случае суммируются потоки лучей трех основных цветов.
Цветное изображение по методу субтрактивного образования цветов можно получить только лишь после дополнительной обработки полученных диапозитивов. Эта обработка заключается в окрашивании их в соответствующие дополнительные цвета. «Красный» диапозитив после такой обработки приобретает голубой цвет, «зеленый» становится пурпурным, а «синий» окрашивается в желтый цвет. Важно запомнить, что сильнее всего окрашиваются те участки, которые были наименее прозрачными, а светлые участки остаются белыми, неокрашенными. При такой обработке прозрачное окрашивающее вещество замещает непрозрачное металлическое серебро. Чем больше было на данном участке эмульсии восстановленного серебра, тем более сильно он окрашивается.
После окраски на «красном» диапозитиве в голубой цвет окрасится изображение фона, стола и кувшина, а лимон и красная ткань останутся белыми. На «зеленом» диапозитиве ярко-пурпурным будет изображение фона, ткани и стола. На «синем» ярко-желтыми окажутся кувшин, лимон, ткань и стол.
Если точно наложить друг на друга все три диапозитива и рассматривать их на просвет в лучах белого света, мы увидим цветное изображение. Сложенные таким образом диапозитивы можно с помощью обычных устройств проектировать на экран.
В тех местах, где белому свету придется пройти через участки, окрашенные в желтый и пурпурный цвета, будем видеть красный цвет; там, где он пройдет через желтый и голубой, увидим зеленый цвет; белый свет, прошедший через голубой и пурпурный, даст синий цвет.
На таком методе и основана современная цветная фотография. Но ее практическое осуществление позволяет фотографу более простым путем добиваться нужных результатов. Снимки делаются не на обычной пленке или пластинках, а на специальной трехслойной пленке и фотобумаге. Каждый слой в них играет роль одного цветоделенного негатива или позитива.
При фотографировании не требуется никаких светофильтров, потому что каждый из трех светочувствительных слоев имеет необходимые спектральные характеристики. Самый верхний слой чувствителен к синим лучам спектра. Под ним находится слой, чувствительный к желто-зеленым лучам. А самый нижний — к красным. В каждый из слоев добавляются особые органические красящие соединения. При проявлении (обычный проявитель для этого непригоден) эти соединения приобретают цвета, окрашивая слои: верхний — желтым, средний — пурпурным, а нижний — голубым. Получившийся негатив имеет цвета, дополнительные к цветам натуры и позитива. Печатается негатив таким же способом, что и обычный, но на специальной трехслойной цветной фотобумаге. Правда, при печати для получения наиболее верной цветопередачи часто приходится пользоваться специальными корректирующими светофильтрами.
Цветная фотография применяется не только для получения художественных снимков. Очень широко ею пользуются в науке и технике, так как сведения о цвете объектов в большинстве случаев несут дополнительную, очень важную для исследователей информацию.
Мы уже говорили об аэрофотографии. Появление цветных фотоматериалов обогатило и эту область исследований. Посмотрите на два цветных аэрофотоснимка, приведенных здесь. Они сделаны с целью геологической разведки местности и составления геологической карты. Сравните их с черно-белыми аэрофотоснимками, и вы увидите, насколько они богаче содержанием, насколько больше можно почерпнуть из них сведений о местности. Они позволяют опытному дешифровщику по окраске выходящих на поверхность горных пород и даже по цвету растительности узнавать о залежах полезных ископаемых гораздо больше, чем при изучении черно-белой аэрофотографии.
Очень интересной областью цветной фотографии является так называемая спектрозональная фотография. От обычной цветной она отличается тем, что съемка ведется не в общепринятых трех основных цветах, а в двух или трех узких участках спектра. Выбор этих участков спектра зависит от цели, с которой применяется спектрозональная фотография. Если ее хотят использовать для поисков какого-либо определенного полезного ископаемого, то один или два из этих участков выбираются среди тех длин волн, которые наиболее хорошо отражает это ископаемое, а третий участок выбирается среди наиболее характерных длин волн в отраженном спектре поверхности; чаще всего это зеленый цвет, цвет растительного покрова. Печать со спектрозональных негативов ведется на цветную фотобумагу, но цвета будут получаться неестественными. Зато по ним легко будет отыскать тот самый условный, но характерный для данного полезного ископаемого цвет.
Автографы невидимок
Если бы мы продолжили исследования природы света, то следующим шагом было бы знакомство с явлением радиоактивности, с космическими лучами, со строением атома, его ядра и с самими ядерными частицами. Но хотя это и чрезвычайно интересная и важная область физики, она не связана с тем, о чем идет речь в данной книге. О ядерной физике вы можете узнать из множества научно-популярных книг и статей, опубликованных в последние годы. Здесь же, в главе о фотографии, стоит рассказать о том, как она помогает физике проникнуть в самые сокровенные тайны материи, открывая взору внимательного исследователя новые удивительные частицы.
В настоящее время еще не созданы такие микроскопы, которые помогли бы увидеть молекулы, не говоря уже об атомах и элементарных частицах. И все-таки ученые сумели обнаружить многие из таких частиц и узнать их массу, величину электрического заряда, определить энергию и скорость их перемещения.
В этом большую помощь оказала фотография. Конечно, и она не смогла увидеть сами частицы, но зато с высокой точностью запечатлела их следы. Этого уже было достаточно физикам, чтобы узнать о частицах очень многое.
Вам, наверное, приходилось наблюдать, как в глубоком ясном небе внезапно возникала узкая, непрерывно удлиняющаяся белая полоса — след летящего на большой высоте самолета. Это так называемый инверсный след. Он возникает, когда отработанные газы из двигателя попадают в холодную окружающую атмосферу. Сам самолет может лететь так высоко, что мы не увидим его невооруженным глазом, но по инверсному следу можно без труда определить направление полета, эволюции машины и хотя бы приближенно его скорость. Самолет как бы оставляет свою роспись в небе, и она, постепенно расплываясь, сохраняется еще долгое время.
Нечто подобное происходит в специальном приборе, известном под названием камеры Вильсона. Полость этой камеры заполнена паром (пар прозрачен, его не следует путать с туманом). Давление пара и его температура поддерживаются такими, что без постороннего вмешательства он не превращается в туман. Но стоит внутрь камеры попасть мельчайшей пылинке или электрически заряженному тельцу, как вокруг них тотчас же начинается конденсация пара и образуются мельчайшие капельки жидкости — туман.