Fotografieren und Farbfotografie

Vom Film zum Foto

Ein Negativfilm besteht aus einer transparenten (durchsichtigen) Trägerschicht, meistens Celluloseacetat oder einem Polyester.
Auf diese Trägerschicht wird eine feste Dispersion aus Silberhalogenidkörnern (meist Silberbromid AgBr) aufgetragen, die sich in einem sogenannten Schutzkolloid befindet. Dieses Schutzkolloid besteht aus Gelatine und bildet eine Hülle um die Silberhalogenidschicht.

Silberbromidkristalle sind nicht wie ideale Kristalle aufgebaut, sondern enthalten sogenannte Fehlstellen. Diese Fehlstellen werden dadurch verursacht, dass ein Teil der Silber-Ionen beweglich ist und die regelmäßige Struktur des Gitters verlassen kann. Diese Ionen werden Zwischengitter-Ionen genannt. Diese Zwischengitter-Ionen können leichter angeregt werden als die „normalen“ Kristall-Ionen. Absorbiert ein Silberbromidkristall ein Photon, so entsteht ein Fotoelektron, das sich mit einem Zwischengitter-Silberion vereinigen kann. Das entstandene Silberatom lagert sich mit weiteren Silberatomen zu einem vieratomigen Latentbildkeim Ag4 zusammen.

$A{g}^{+}+e^{–}\stackrel{}{\to }Ag$

Durch die Belichtung entsteht auf diese Weise ein latentes Bild. Das Bild heißt latent, weil es zwar bereits vorhanden, aber noch nicht sichtbar ist, da die Silberkeime noch nicht sichtbar sind (latent von lat. latere = verborgen sein).

Silberbromid kann allerdings nur Licht mit einer Wellenlänge, die kleiner als 480 nm ist, absorbieren, was UV-Licht und blauem Licht entspricht. Der Bereich des sichtbaren Licht erstreckt sich jedoch von 400 nm - 800 nm.
Um auch längerwellige (energieärmere) Strahlung zu erfassen, werden Sensibilisatoren eingesetzt. Dabei handelt es sich um bestimmte Farbstoffmoleküle, die Strahlung oberhalb von 480 nm absorbieren. Durch die Lichtenergie werden sie in einen angeregten Zustand versetzt und sind für kurze Zeit mit Energie angereichert. Diesen Energieüberschuss können sie auf andere Moleküle oder Atome (Akzeptoren) übertragen. Voraussetzung hierfür ist, dass die benötigte Anregungsenergie des Akzeptors kleiner ist als die Energie des angeregten Donators.

Entwickeln des Films

Das latente Bild, das nach der Belichtung auf dem Film vorhanden ist, muss nun durch chemische Behandlung sichtbar gemacht werden.
Dieses Sichtbarmachen wird als Entwicklung bezeichnet. Die erhaltene Abbildung wird als Negativ bezeichnet, da in ihr die dunklen Stellen des Originals (Ursprungsmotiv) hell, helle Stellen dagegen aber dunkel wiedergegeben werden. Die Entwicklung erfolgt mit dem sogenannten Entwickler, einer alkalischen Lösung eines Reduktionsmittels, z. B. Hydrochinon. Die organischen Bestandteile dieser Lösung reduzieren die Silber-Ionen in der Umgebung der Silberkeime zu elementarem Silber.

Dabei kommt es zu einer katalytischen Verstärkung der Reduktion an den Stellen, an denen sich viele Silberkeime befinden, d. h. an den stärker belichteten Stellen. Je mehr Latentbildkeime sich an einer Stelle des Bildes befinden (d. h. je stärker diese Stelle belichtet wurde), desto stärker wird diese Stelle bei der Entwicklung geschwärzt. Das Bild wird nun als Negativ sichtbar.

Fixieren des Bildes

Nachdem der Entwickler gut abgespült wurde, muss das Bild fixiert werden, weil ansonsten jeder weitere Lichteinfall ein weiteres Schwärzen des Negatives hervorrufen würde. Durch das Fixierbad, das leicht sauer ist, werden die übrigen Silberhalogenidreste herausgelöst und die Silberatome stabilisiert. Das Fixierbad besteht meistens aus Natriumthiosulfat ${\text{(Na}}_{\text{2}}{\text{S}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}})$ oder Ammoniumthiosulfat. Natriumthiosulfat reagiert mit dem restlichen Silberhalogenid zu einem Komplex aus Silber und Thiosulfat und zum entsprechenden Natriumhalogenid.

$AgB{r}_{(s)}+2N{a}_2{S}_2{O}_{3(aq)}\stackrel{}{\to }N{a}_3\left[Ag{(S_2{O}_3)}_2\right]{}_{(aq)}+NaB{r}_{(aq)}$

Die entstehenden Verbindungen sind wasserlöslich und können somit gut ausgewaschen werden.
Danach muss der Film sorgfältig gewässert werden, da Überreste des Fixiermittels zur allmählichen Zerstörung des Negativs führen würden. Im Anschluss daran kommt das Negativ noch in ein Reinigungsbad, wodurch die Bildung von Wasserflecken verhindert wird.

Herstellen des Abzuges

Aus diesem Negativ, das ja die Helligkeitswerte verkehrt wiedergibt, muss jetzt noch ein Positiv, der sogenannte Abzug hergestellt werden. Dies geschieht, indem man das Negativ auf Fotopapier projiziert. Das Fotopapier wird dann nach einem ähnlichen Verfahren entwickelt und man erhält vom Negativ ein Positiv. Der Vorteil dieser Variante ist, dass man von einem Negativ unendlich viele Positive herstellen kann. Außerdem kann man leicht Vergrößerungen anfertigen.

Aufbau

Farbfilme sind in ihrer Zusammensetzung komplizierter aufgebaut als Schwarz-Weiß-Filme. Sie bestehen aus mehreren verschiedenen Schichten, wobei sich lichtempfindliche Schichten und Filterschichten abwechseln.

Die Entwicklung solcher mehrschichtigen Filme geht auf EASTMAN KODAK in den USA (1935) und AGFA-GAEVERT in Deutschland (1936) zurück. Die farbempfindlichen Schichten enthalten eine Dispersion aus Silberbromidkristallen, an die der entsprechende Sensibilisator durch Adsorption gebunden ist, und einen Farbkuppler, der nach der Entwicklung die belichteten Stellen Cyan, Magenta bzw. Gelb färbt.