金相攝影與暗室處理技術

1金相攝影

一、感光材料

感光材料包括膠片、印相紙、放大紙等。

（一）膠片的結構

1.片基

起支撐作用。其材質是有機材料或平板玻璃。

2.感光乳劑層

鹵化銀顆粒，厚度8～20微米。

3保護膜

透明膠質保護膜，厚度1～2微米。

4結合膜

使感光乳劑和片基牢固結合。

5.防光暈膜

在片基的背面涂有一層有色的防光暈膜，它可以吸收穿透乳劑層和片基的多余光線，防止片基底面發生光線反射和漫射，引起銀鹽附加感光而產生光暈。

（二）膠片的性能

1.感光速度（感光度）

指膠片對光線作用的敏感程度。其數值為感光后，產生一定密度的銀鹽所需的曝光量的倒數來計算。它取決于銀鹽的成分和粒度大小，一般碘化銀＞溴化銀＞氯化銀。

2.反差系數

反差系數：影像的黑白對比度與原景物的對比度的筆直，它取決于感光劑的配方。一般地，鹵化銀顆粒細而均勻，發差系數提高。

反差：影像的明、暗差異。

發出系數大的，反差也大。硬性顯影液可提高反差，柔性顯影液可降低反差。

3.寬容度

達到規定的亮度范圍所需的曝光量范圍。見圖3-2所示。

銀鹽顆粒越細，寬容度越小。

4.分辨能力

表示底片能夠記錄物象微細部分的能力。鹵化銀顆粒越細，乳劑膜薄，分辨能力就高。膠片最低能把30～90μm的兩物點分辨開。

5.感色性

膠片對各種波長可見光的敏感程度和敏感范圍稱為感色性。

（1）無色片（色盲片）

感光材料是溴化銀和少量的碘化銀，無化學增感劑，屬于低速片。它對紫光比較敏感，對綠光和紅光不敏感。它的銀鹽極細，分辨能力高，反差大，適宜翻拍黑白文字、圖案等。

（2）分色片

乳劑層中有增感劑，能感受藍紫光和黃綠光，對紅光不敏感。常用于圖片翻拍等。

（3）全色片

能感受全部可見光，但對綠光的敏感性稍低，故應在全黑條件下沖洗。應用最為廣泛。

二、照相機的結構和使用

照相機的種類很多，其基本結構主要有鏡頭、機體、快門、暗箱和安裝及推進膠片的機構。取景器、測光裝置、自拍裝置、膠片架、輸片裝置（存儲卡）、內置閃光燈、電池倉、對焦環、變焦鏡還有變焦環。

照相機記錄影像的過程是：景物成象靠鏡頭，控制適當的曝光靠快門和光圈，記錄影像靠膠片。

1.鏡頭

又稱攝影物鏡。由多片透鏡組合而成，表面涂有光學膜，以防止雜光的衍射，使圖像更加清晰，其質量好壞直接影響到成像質量。

（1）鏡頭的焦距：鏡頭的焦點至透鏡的距離

鏡頭焦距影響以下幾個方面：

①成像大小②作用距離③景深大小④成像范圍⑤視覺效果

對同一距離同一目標拍攝時：鏡頭焦距長，所成象大，焦距短所成象小

f=膠片幅面對角線的長度：標準鏡頭

比標準鏡頭長的：長焦距鏡頭

比標準鏡頭短的：廣角鏡頭

（2）相對口徑（光圈）鏡頭的焦距f與入射光瞳直徑D的比值。F=f/D

光瞳直徑：正好能充滿光學系統光闌（圈）開口的入射平行光束的直徑。

對某一固定鏡頭，光圈數越小，光瞳直徑越大。

標志鏡頭通光能力的一個參量

標準數值系列

1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、32等。

光圈對攝影的影響（光圈的作用）：

1.控制通光量

2.影響景深的大小

3.影響成像質量

對于標準鏡頭最佳光圈往往是F8、F5.6

2、快門

快門是照相機控制曝光時間的機構，讓光線進入鏡頭使底片得到適度的感光。

照相機的快門結構有兩種：

（1）鏡頭中間快門 快門安裝在鏡頭中間，靠彈簧作用

（2）幕簾快門 幕簾設置在膠片的前面，與膠片平行，靠近鏡頭焦點位置。快

3、取景調焦和測距

照相機靜物攝影時，要進行取景、調焦和測距離。

大型座機：用毛玻璃取景和調焦

普通照相機：用反光機構

三、低倍攝影

要求影象比原物稍小或相等，或放大20～30倍。

在小物距下，必須增加象距，即增大膠片和鏡頭之間的距離。

（一）低倍攝影設備

1.近攝專用設備

（1）帶皮腔的大型照相座機具有可自由伸縮的皮腔，用毛玻璃取景調焦后換上膠片即可拍攝

（2）翻拍機 書籍、圖表翻拍，也可用來拍攝斷口試樣、酸浸試樣及其它實樣

（3）大型顯微鏡上的低倍攝影裝置

2.近攝附件

（1）附加近攝鏡 在底片與鏡頭距離不變的情況下，可拍攝距離鏡頭近得多的物體

（2）微距鏡頭 可不加附件，可拍攝原大的物象或放大的物象

（3）近攝接圈 功能與皮腔類似，不能連續改變放大倍數

（二）低倍攝影操作

1.對試樣的要求

磨制十分光潔，浸蝕時應使組織清晰

斷口：不需要專門制備。但要清潔、無油污、銹斑，斷口特征要明顯

2、攝影配光

低倍攝影照明光源有兩種：

自然光：室外拍攝

燈光：室內

均勻照明：使光線從各個方面均勻的照明被設物體，很好表達被攝物表面細節，還能表現出一定的立體感。

3.攝影操作

注意：1、聚焦準確2、曝光適度3、在拍攝操作時嚴防漏光

低倍攝影物距小，故景深也小。適度縮小光瞳來增大景深，但會影象曝光時間和降低分辨率。

四、顯微攝影

（一）顯微攝影原理

顯微攝影是通過金相顯微鏡及攝影裝置將顯微組織拍攝下來，獲得金相組織照片的過程。

顯微攝影放大倍數：M=M物。M目。L/250

（二）顯微攝影操作

顯微攝影是通過金相顯微鏡及攝影裝置將顯微組織拍攝下來，以獲得金相照片。顯微攝影過程包括：攝影用物鏡、目鏡和濾色片的選擇，安裝攝影裝置，調整光源，調節光闌，選擇膠片，攝影對焦，攝影曝光等。這些過程選擇、調整得是否合適，對攝影結果將會產生直接影響。

物鏡的選擇：

顯微攝影時，最好選用平場復消色差物鏡，它對球差、色差及象域彎曲都做了較正，能獲得平坦而清晰的映象。若采用平場消色差物鏡，則宜與黃綠濾色片配用，因這種物鏡對黃綠波區作了象差校正。由于全色膠片對綠光敏感性稍差，再加上濾色片的作用，曝光時間需要適當增加。

目鏡的選擇：

在顯微攝影裝置中都附有專供攝影用的攝影目鏡。例如，霍曼型攝影目鏡，但它只宜與垂軸色差校正不足的平場消色差物鏡、平場復消色差物鏡配合使用。

光學系統調整：

顯微鏡的光學系統應調整到科勒照明狀態，光源的亮度應較強，使整個視場得到均勻而充足的照明。

此外，要特別注意對孔徑光闌和視場光闌的調節。通常在觀察顯微組織時調節了光闌，在隨后的攝影時往往只注意把物象聚焦在底片上而忽略對光闌的再調節。因為物鏡的景深較小，景深過小對顯微攝影不利，會使組織層次反映不夠清晰。因此，適當縮小孔徑光闌（但不可縮得過小），可彌補物鏡景深的不足，景深和分辨率二者得到兼顧，使物象清晰明亮，輪廓分明。一般把孔徑光闌調節到使光斑充滿物鏡后透鏡的3/4為宜，小型金相顯微鏡則可使用3~5格刻度的孔徑。縮小視場光闌，不但不會影響物鏡的分辨率，還可降低象差對影象質量的影響。

五、實際放大倍數的確定

帶有可調暗箱的攝影裝置，總放大倍數不但決定于物鏡和攝影目鏡的放大倍數，還與暗箱長度成正比。所以在使用前必須對暗箱長度與放大倍數的關系進行校正，或查閱有關的表格。

六、調焦

攝影前要仔細調整顯微鏡，使暗箱毛玻璃上得到清晰準確的影象。為提高調焦準確性，還可使用專用的攝影對焦放大鏡。

七、曝光

顯微攝影時將物象投射到攝影膠片上的過程稱為曝光。攝影快門持續張開的時間稱為曝光時間。

曝光是顯微攝影過程中的重要環節。曝光正確與否，直接決定底片質量。即使一切條件都已選擇良好，只要曝光發生差錯，也會使底片質量顯著下降，甚至成為廢品。

八、使用膠片的注意事項

1）膠片有效期

2）防潮防熱

3）防止漏光

鏡頭下的金屬顯微組織

§2 暗室技術

一、膠片的顯影與定影

（一）顯影

1.顯影原理

曝光時：光能作用于鹵化銀（AgX）晶體，鹵素銀中的鹵離子（X-）便失去一個電子而成鹵原子（X），所產生的自由電子，形成電子流在晶體中游動，當它們遇到感光中心時，就會被該中心所吸引，使該中心帶上負電荷。銀離子便向負電場的感光中心集中，被中和成銀原子。當感光片的曝光量達到一定程度后，感光中心便因銀的增加擴大而成顯影中心，形成潛像的根據。

顯影的作用：把潛像變為可見像。

顯影的原理：將曝光后銀組成的潛影經化學試劑的作用，再增加許許多多銀原子，使它的密度達到可見的程度。（通過顯影后的銀原子密度約為單純曝光的十億倍）

2.顯影液的組成

①顯影劑 起還原作用，將有潛影的銀鹽還原為黑色銀粒。

米吐爾-還原能力極強，顯影速度快，但是影像密度增加很慢，顯影后影像柔而淺淡。（菲尼銅比米吐爾稍弱）

幾奴尼-還原能力弱，顯影速度慢，但能使影像密度增加，反差增大。

上述兩者結合使用后，影像柔而層次分明。

②促進劑-一些堿性物質，促使顯影能力增強、加速。如碳酸鈉、氫氧化鈉等。但是它易使乳劑膜軟化、膨脹、皺皮、脫落。

③保護劑-保護顯影劑免受氧化而過早失效。（保護劑比顯影劑更易氧化），如亞硫酸鈉。

④抑制劑-抑制顯影時初顯的速度；抑制為感光部分銀離子產生，防止影像產生霧。

3.顯影液配方（略）

4.顯影液配置的注意事項

①配置顯影液的溫度以50℃為宜。

②選用蒸餾水。

③順序加入藥品。（待前一種溶解后，再加入下一種）

④配好后的溶液應是純凈無沉淀。

5.顯影時間和顯影溫度

嚴格按膠片說明書和顯影液所規定的時間范圍執行。時間增加，反差增大，底片的密度也大。

溫度在20～25℃為宜。

6.顯影操作

①分色片可在紅光下操作；全色片應在全黑條件下操作。

②膠片先用清水浸濕后投入顯影液中，藥膜朝上。

③顯影結束后立即投入停顯液內。

（二）定影

目的：將為感光的鹵化銀變為可溶解于水的鹽類而被除去，使已顯影的影像固定。

1.定影液的成分

①定影劑-硫代硫酸鈉

反應過程見教材P91。

②保護劑

防止定影液中的酸類使硫代硫酸鈉分解析出硫的沉淀；防止定影液被底片帶入的顯影液繼續起顯影作用。

③中和劑

防止底片殘存的堿性物在定影時繼續起顯影作用；防止礬類與硫酸鈉結合成白色沉淀，減少底片污痕，延長定影液的使用時間。

④堅膜劑

加入礬類起到堅膜作用。如明礬等。

定影溫度16～24℃；底片定影時間15～20min；相紙定影時間8～10min。

2.定影操作

①嚴格控制定影時間。②定影2min后，可打開白熾燈觀察，未感光部分是否變得透明。

定影完成后，取出底片在流水中沖洗30min，然后掛在通風處晾干。

綜上暗室處理過程：顯影→停顯→定影→水洗→晾干。

（三）底片上常見缺陷

1.底片太厚 曝光過度；顯影過度；顯影溫度過高。

2.底片太薄

3.底片厚薄不均 顯影時攪動不夠。

4.黃斑或白色結晶 顯影液成分不準；定影液失效；水洗不徹底；水中礦物質等。

5.白色圓斑 顯影時底片上吸附氣泡未逸出。

二、印相

負片：沖洗出來的底片是一張黑白色調與實際組織相反的負像。用照相紙通過印曬或放大才能獲得一張金相照片。

1.相紙的種類和選擇

照相紙的結構類似膠片。

支持體——紙基（強度高，耐水、耐堿、紙面細潔）；

紙面——涂有一層硫酸鋇明膠（增加乳劑層與紙的粘附力和紙面光澤）；

乳劑層——薄的氯化銀或溴化銀，無增感色素。

可以在紅色或黃色暗室燈下操作。

照相紙類型：

①印相紙——用于印相的紙。乳劑層是氯化銀，銀鹽顆粒小。

②放大紙——放大照片的紙。乳劑層是溴化銀，感光速度較快，藥面呈淡黃色。按紙面特征可分為大光（金相選）、半光、無光、絨面、綢紋紙等。

此外，按照相紙的反差系數可分為1號、2號、3號、4號四種。其中1號相紙最軟、反差小、層次多、灰霧大。

2.印相曝光

印相時，將相紙和底片緊密貼合，乳劑膜相對，底片在下，相紙在上，放在曝光箱上曝光。曝光時間常以顯影時間2～4min為準即可。

3.相紙沖洗

顯影→停顯→定影→水洗→上光等。

（1）顯影

常用D-72顯影液，用水1﹕2沖淡后使用。1～3分鐘即可。

（2）停顯

采用底片用的停顯液，或2%醋酸水溶液。數秒即可。

（3）定影

同底片用的定影液。15min即可。

（4）水洗

流水中沖洗1～2小時，直到硫代硫酸鈉被完全沖洗掉。

（5）上光

在電熱上光機上進行。

三、放大

采用放大紙，通過放大機的鏡頭來擴大。

放大是將底片上的影象通過放大機的鏡頭加以擴大，制取大照片的過程。當光線透過底片經鏡頭擴大后使放大紙曝光，經沖洗后獲得色調與底片相反的擴大影象的照片。通常用135膠卷拍攝的組織常需放大。

放大時需使用專用的放大相紙，它的感光速度比印相紙約快40倍，鹵化銀顆粒較粗。金相照片放大一般應用3、4號大光放大紙。通常放大紙選用反差號數要比印相紙高一號。

照片放大是在放大機上進行，要求放大機光源有足夠的亮度，發出的光束要均勻，不漏光。底片夾要擦干凈，調焦時鏡頭光圈應開得最大，調好后再將光圈縮小，以加大景深使影象清晰。調焦時應在投影板上放一張廢相紙，使影象投射在紙面上，曝光時再換上放大紙。

放大曝光時間應根據光源的亮度、底片的黑度、放大倍數、光圈、相紙感光速度等因素來決定。一般都經過試驗來確定。

相紙放大曝光后的沖洗與印相操作相同。