La ley de reciprocidad , la ley de Bunsen-Roscoe , es una de las leyes fundamentales de la fotoquímica . La concentración de productos de reacción fotoquímica es proporcional a la cantidad total de energía de radiación absorbida por la sustancia fotosensible, independientemente de la proporción de componentes de energía [1] . Esta cantidad es igual al producto de la potencia de radiación por el tiempo de su acción- exposición . En otras palabras, un aumento en el tiempo y un aumento en la potencia de radiación son intercambiables . La ley de reciprocidad también se aplica a la fotografía digital .
Descubierto en 1855 por los químicos Robert Bunsen y Henry Roscoe [2] .
El fenómeno de la no reciprocidad , ley de Schwarzschild ( efecto Schwarzschild ) es una desviación observada de la ley de reciprocidad, la dependencia de la densidad obtenida del material fotográfico del valor de exposición a un valor constante de la exposición resultante [3] . Uno de los efectos fotográficos .
Aplicada a materiales sensibles a la luz , la ley de reciprocidad establece que la misma exposición H=E×t obtenida tiene el mismo efecto en el material, sean cuales sean E y t .
Sin embargo, en 1897 - 1900 , el astrónomo K. Schwarzschild descubrió que con exposiciones muy largas, la densidad final del material fotográfico es más baja de lo que debería ser según la ley. Así se descubrió el fenómeno de la no reciprocidad .
El fenómeno de la no reciprocidad se debe, en mayor medida, a dos factores:
Con una E grande y una t pequeña (por ejemplo, en filmaciones a alta velocidad ), el primer factor contribuye con la mayor parte de la disminución de la densidad. En tiempos largos y poca iluminación - el segundo.
En la Figura 1 se muestra una dependencia típica de la densidad de ennegrecimiento de un material fotográfico con la velocidad de obturación a una exposición constante.
Para determinar los valores exactos de la desviación de la ley de reciprocidad, se utilizan isoopacos : gráficos de la dependencia del logaritmo de exposición a ciertas densidades (llamadas densidades de referencia) en el tiempo o la iluminación (o en sus logaritmos). El cumplimiento aproximado de la ley está asegurado en la parte de la curva adyacente al mínimo, y para la mayoría de los materiales fotográficos modernos, este es el rango de velocidad de obturación de 10 −1 -10 −3 segundos. Schwarzschild encontró que la densidad óptica es constante si se mantiene el producto E × tp , donde p es un exponente que sirve como medida de desviación de la ley de reciprocidad. Este exponente también se llama exponente de Schwarzschild .
Para materiales fotográficos reales isoopacos, el valor de p oscila entre 0,7 y 1. En el punto mínimo del isoopaco, p = 1, y el tiempo correspondiente a este punto se denomina velocidad de obturación óptima, ya que la sensibilidad en este punto es máximo.
La forma del iso-opaco está determinada por la densidad óptica de referencia requerida y también depende de la duración del revelado, el tipo de material, la temperatura de la fotocapa tanto durante el disparo como durante el almacenamiento antes del revelado, y la temperatura del desarrollador. Al mismo tiempo, es prácticamente independiente de la longitud de onda de la radiación.
El valor numérico de p y el valor de la velocidad de obturación óptima son parámetros esenciales del material fotográfico que le permiten elegir los parámetros de disparo correctos.
En la práctica de la fotografía amateur, el efecto Schwarzschild se puede tener en cuenta a la hora de disparar, pero su influencia es máxima en un proceso positivo. El valor p para papeles fotográficos es de aproximadamente 0,7.
La acción fotoquímica de los cuantos de radiación electromagnética de alta energía, como los rayos X y el rango gamma, obedece a la ley de reciprocidad y no se observa el efecto Schwarzschild para ellos.
En fotografía científica, la necesidad de tener en cuenta con precisión el efecto es importante en astrofotografía para exposiciones largas (unidades e incluso decenas de horas) y en el estudio de procesos rápidos a velocidades de obturación de 10 −6 segundos y menos.