Светочувствительность

Основная статья: Светочувствительность фотоматериала

Светочувстви́тельность — способность вещества или материала 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 ИК, УФ, рентгеновского излучения — диапазонов электромагнитного излучения.

Физика процессов[править | править код]

В основе светочувствительности лежит электризация атомов неметаллов 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 материала образуется электрический заряд, который может:

изменить физические свойства материала (например проводимость, как селен);
накапливаться 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 перемещение электронов на более высокие орбитали. Такое состояние атома является нестойким и электроны имеют тенденцию к возвращению на прежные орбитали с выделением энергии в виде электромагнитного излучения определённой длины волны. Этот эффект используется в лазерах.

Применение[править | править код]

Светочувствительность веществ и материалов широко используется в природе и технике.

Из-за 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.
Светочуствительность родопсина и родственных ему белков приводит к их обратимому распаду и возникновении электрического потенциала на нервном окончании сетчатки глаза и других светочувствительных органах животных и человека, обеспечивая зрение.
Материалы, называемые фоторезистами меняют способность растворяться определёнными растворителями, будучи облучёнными светом. Это используется в производстве печатных плат, интегральных схем (микросхем).
В фотоэлементах заряд возникший врезультате электризации материала снимается в виде электрического тока.
Всевозможные фотоматериалы распадаются на свету, образуя скрытое изображение. Например, в желатиново-серебряном процессе, электризация оптического сенсибилизатора вызывает химическую реакцию восстановления металлического серебра из его галогеновых солей. Именно серебро образует фотоизображение (сначала скрытое, а после проявления явное) на плёнке.
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 до нескольких миллионов светочувствительных элементов.^[1]