В отличие от рисунков художников, фотоснимки изображают действительность с непревзойдённой подробностью и документальной точностью. Фотография даёт нам возможность получать изображения с такой быстротой и лёгкостью, с какой этого нельзя достигнуть никакими другими способами. Наконец, фотография позволяет запечатлевать не только видимые явления, но и такие, которые невидимы глазом совсем или не могут быть замечены, благодаря слишком быстрому или слишком медленному движению.

Все эти качества делают фотографию незаменимым средством самой точной регистрации различных явлений. Благодаря этим качествам фотография нашла широкое применение в самых различных областях науки и техники.

Ниже мы расскажем о некоторых наиболее интересных случаях применения фотографии.

 

1. Фотография в астрономии

Зоркость наших глаз ограничена. Подобно тому, как мы не видим предметы, если они очень малы, мы не видим их и в том случае, если они слишком слабо освещены. Как бы долго мы ни всматривались, такие предметы мы всё равно не увидим.

В этом отношении фотографическая пластинка обладает огромным преимуществом перед глазом. Слабо освещённые предметы она может «увидеть» при продолжительной выдержке. Фотопластинка как бы накапливает в себе световую энергию, что даёт возможность фотографировать едва заметные и даже невидимые глазом предметы.

Благодаря этому фотография нашла широкое применение в астрономии — для фотографирования очень малых или очень удалённых от нас звёзд, испускающих настолько слабый свет, что их нельзя заметить даже в самые сильные телескопы.

С применением фотографии в астрономии звёздный атлас сразу обогатился тысячами новых звёзд.

На рисунке 26 приведены два снимка одного и того же участка неба. Левый из них сделан с выдержкой 4 часа и приблизительно соответствует той картине, которая видна в средний телескоп. Правый снимок сделан с выдержкой 13 часов.

Рис. 26. Эти два снимка сделаны с одного и того же участка неба: левый — с выдержкой 4 часа, правый — с выдержкой 13 часов.

Количество звёзд здесь во много раз больше. В их числе оказались и такие звёзды, которые не видны ни в какие телескопы.

Фотографирование Вселенной не прекращается ни на один день.

Так как за время фотосъёмки неба, продолжающейся часами, изображение звёзд на фотопластинке смещается, каждая звезда получается на снимке не в виде кружка, а в виде светлой дугообразной линии, которая представляет собой как бы след движения звезды. Чтобы устранить это явление, телескоп, соединённый с фотоаппаратом, приводится с помощью специального часового механизма в движение и как бы следует за снимаемыми звёздами.

Не каждый имеет возможность наблюдать звёздное небо в сильный телескоп. Это доступно лишь немногим работникам астрономических обсерваторий. Фотография же даёт возможность миллионам людей видеть на фотоснимках изображения небесных светил так, как видит их астроном в свой телескоп.

 

2. Фотоаппарат в военной разведке

Постоянная и точная разведка неприятельских позиций необходима для успешного ведения боевых действий. Для этой цели часто применяется разведка с воздуха. Для воздушной разведки созданы специальные типы самолётов-разведчиков. Но какой бы прекрасной памятью ни обладал пилот-разведчик, он не может запомнить всех подробностей на разведанной им местности; поэтому он заносит в свои донесения только главное и основное, да и это не всегда удается сделать с достаточной полнотой.

На помощь приходит фотоаппарат. Сейчас все разведывательные самолёты снабжены специальными аэрофотоаппаратами (сокращённо АФА), для которых на самолёте устраиваются специальные окна — фотолюки.

На рисунке 27 показан один из аэрофотоаппаратов — АФА-33.

Рис. 27. Аэрофотоаппарат АФА-33.

Обычно промежутки между отдельными съёмками с воздуха рассчитываются так, что соседние снимки немного перекрывают друг друга (рис. 28).

Рис. 28. Аэрофотосъёмка производится так, чтобы соседние фотоснимки несколько перекрывали друг друга.

При соединении такие снимки дают непрерывную картину местности и могут служить фотодонесениями.

Готовые аэрофотоснимки расшифровываются специалистами и превращаются в точную и подробную разведывательную карту, по которой легко можно определить расположение всех военных объектов.

Аэрофотосъёмку можно производить и ночью. Для этого применяются специальные осветительные фотоавиабомбы — ФОТАБ, которые сбрасываются с самолёта за некоторое время до съёмки. Они взрываются на любой, заранее установленной высоте. При взрыве бомба даёт яркую вспышку, освещая большое пространство. Этой вспышки достаточно для фотосъёмки.

Аэрофотосъёмка даёт также возможность в очень короткое время получать точные планы и карты местности. Для этой цели применяются аэрофотоаппараты такого же типа, как и для военной аэрофоторазведки, но более простого устройства.

Участок местности в 25 квадратных километров может быть сфотографирован с воздуха на одном снимке. С помощью такого снимка в течение двух дней можно составить точную карту всего участка.

 

3. Фотографирование невидимого

Наш глаз чувствителен лишь к некоторой части электромагнитных колебаний, длина волн которых находится приблизительно в пределах от 380 до 760 миллимикрон. Это — лучи видимого света. В этих пределах электромагнитные колебания с различной длиной волны ощущаются нашими глазами как лучи различных цветов — от фиолетовых до красных.

Все другие излучения, расположенные за этими пределами, нашим глазом не ощущаются, хотя наукой установлено, что они существуют.

Как вы уже знаете, чувствительность фотографической эмульсии иная, чем у глаза. Обыкновенная бромосеребряная эмульсия практически нечувствительна к видимым красным лучам, довольно слабо чувствительна к оранжевым и очень чувствительна к фиолетовым. И вот оказывается, что эта эмульсия ещё более чувствительна к невидимым ультрафиолетовым излучениям с длиной волны менее, чем 380 миллимикрон, а ещё более чувствительна к коротковолновым рентгеновским лучам.

На практике большой чувствительностью фотопластинки к ультрафиолетовым лучам почти не пользуются, так как эти лучи поглощаются стеклом объектива. Зато чувствительность фотопластинок к рентгеновским лучам, проникающим через мышечные ткани живых организмов, позволила очень широко использовать фотографию для изучения всевозможных явлений, происходящих внутри нашего организма, и обнаружения многих заболеваний внутренних органов.

С помощью рентгеновских снимков можно легко обнаружить в теле пули и осколки снарядов.

Мы уже говорили, что в последние годы удалось изготовить такую фотографическую эмульсию, которая чувствительна не только к красным, но и к невидимым инфракрасным лучам, с длиной волны более 780 миллимикрон. Так как эти лучи гораздо лучше проникают через воздух, чем видимые, то с их помощью можно производить фотографирование на огромных расстояниях сквозь воздушную дымку, которая часто настолько заволакивает гобой далёкие предметы, что они становятся совершенно невидимыми для глаза.

Фотографирование на пластинках, чувствительных к инфракрасным лучам, очень важно для военной разведывательной аэрофотосъёмки, так как оно даёт возможность производить съёмку с большой высоты и при неблагоприятных атмосферных условиях: сквозь дымку, туман.

С помощью таких пластинок можно производить фотосъёмку и в темноте, «освещая» предметы невидимыми инфракрасными лучами.

Способность фотографической пластинки «видеть» то, что невидимо для глаза, даёт возможность фотографировать самые слабые, не различимые глазом следы изображений. Можно сфотографировать, например, следы, оставляемые пальцем от прикосновения к предметам; можно восстановить выцветшие от времени древнейшие письмена.

Благодаря этому фотография нашла широкое применение в судебном деле, археологии, истории.

 

4. Микрофотокнига

В различных библиотеках нашей родины имеются единичные экземпляры редких книг. Книги эти не могут быть выданы на руки каждому из читателей. Фотография даёт возможность каждому интересующемуся получить фотографические копии таких книг. Чтобы сделать эти копии недорогими и доступными, их изготовляют на киноленте в виде маленьких снимков отдельных страниц размером в почтовую марку. Печатный шрифт на таких снимках настолько мелкий, что его невозможно прочесть даже с помощью лупы; поэтому такие копии книг получили название микрокниг.

Для чтения их сконструированы специальные приборы, в которых маленькие страницы микрокниг проектируются в натуральную величину на полупрозрачный экран из матового стекла.

Книга в 100 страниц легко укладывается на киноплёнке длиной в 2,5 метра. Свёрнутая в рулон такая лента занимает места не больше, чем катушка ниток. Библиотека из 10 тысяч микрокниг легко умещается в небольшом книжном шкафу, в то время, как для хранения такого количества книг понадобился бы большой зал.

 

5. Фотографирование медленных движений

Наш глаз одинаково плохо воспринимает как слишком быстрые, так и слишком медленные движения. Глядя на часы, мы хорошо видим движение секундной стрелки, с большим трудом можем заметить движение минутной стрелки и совершенно не различаем движения часовой стрелки. Между тем, если производить фотосъёмку часов через каждые 5—10 минут, то на снимках можно видеть, как перемещается часовая стрелка.

Таким способом пользуются для того, чтобы запечатлеть на снимках интереснейшие явления.

Так, например, если установить фотоаппарат против растения и ежедневно фотографировать растение на протяжении 1–2 месяцев, а затем разложить полученные снимки в один ряд, то, переводя взор от одного снимка к другому, можно почти ощутить рост растения.

С помощью такой последовательной съёмки можно наблюдать и изучать самые медленные движения, происходящие в природе: рост растений, выветривание горных пород, образование кристаллов и многое другое. Этим же способом пользуются для регистрации хода строительства различных сооружений.

С помощью фотографии все эти медленно происходящие явления как бы сокращаются во времени и становятся легко наблюдаемыми.

 

6. «Микроскоп времени»

Подобно тому как микроскоп в тысячи раз увеличивает предметы и делает для нас видимым то, что мы не в состоянии видеть невооружённым глазом, фотография позволяет запечатлеть и видеть явления, происходящие в кратчайшие отрезки времени, является как бы «микроскопом времени».

Светочувствительность современной фотографической эмульсии настолько велика, что позволяет производить съёмку с выдержкой в миллионные доли секунды! При таких коротких выдержках можно запечатлеть явления, которые наш глаз не в состоянии уловить. Можно, например, сфотографировать полёт пули, молнию и другие мгновенные явления.

Метод сверхбыстрой съёмки позволяет изучать явления, происходящие при полёте артиллерийских снарядов, завихрения воздуха, образующиеся при вращении пропеллера самолёта, движение крыльев насекомых при полёте, формы капель различных жидкостей при падении их в воздухе и при встрече с препятствием, образование трещин в стекле и других материалах в момент удара и т. д.

 

7. Кино — разновидность фотографии

В первые годы появления кино называли живой фотографией.

Это не случайно. Кинематография основана на быстром многократном фотографировании движущихся предметов через короткие промежутки времени, а затем на последующем и столь же быстром проектировании на экран полученных изображений.

Если взглянуть на киноленту, то можно увидеть, что она состоит из большого числа отдельных кадров, напечатанных на прозрачной плёнке и расположенных один под другим (рис. 29).

Рис. 29. Кинокадры — это маленькие фотографические снимки.

Каждый из этих кадров представляет собой не что иное, как маленький фотоснимок.

При нормальной киносъёмке в одну секунду снимается 24 таких кадра.

Съёмочный киноаппарат представляет собой тот же фотоаппарат, но снабжённый механизмом для прерывистой последовательной съёмки.

Процессы съёмки, проявления киноленты, получения негатива и позитива в кинематографии и фотографии по существу совершенно одинаковы.

 

8. Фотографический портрет звука

Запись звуков давно уже широко используется на практике. Известно много способов звукозаписи и звуковоспроизведения. Так, всем хорошо знакома патефонная пластинка, на которой звуки записаны в виде извилистой бороздки. Такая запись называется механической записью. Существуют и другие виды звукозаписи. Можно записать звуки и фотографическим путём. Такой метод применяется в звуковом кино и называется оптической звукозаписью.

Процесс оптической звукозаписи заключается в том, что звуковые колебания с помощью специальных приборов превращаются в импульсы электрического тока, которые используются для получения световых излучений разной силы. Эти световые изменения, соответствующие звуковым, могут быть запечатлены на светочувствительной киноплёнке. Полученное фотографическое изображение звука — фонограмма — имеет вид узкой ленточки, которая проходит рядом с кинокадрами, вдоль всей киноленты и называется «звуковой дорожкой» (см. рис. 29).

Воспроизведение звука с фонограммы совершается так: свет, пропускаемый через узкую щель, мимо которой пробегает фонограмма, превращается с помощью специального устройства в электрические импульсы, которые после усиления подводятся к репродуктору и превращаются в звуки.

 

9. Фотография в полиграфии

Иллюстрации в книгах появились ещё задолго до изобретения фотографии. В те времена для получения печатной формы рисунка, которая сейчас носит название клише, применялся дорогой и тяжёлый труд художников-гравёров, которые с помощью острых резцов — штихелей вырезала рисунки на дереве или на металле.

Фотография не только заменила труд гравёров, но упростила и значительно удешевила изготовление клише. Сейчас имеются десятки способов воспроизведения иллюстраций для печатных изданий с помощью фотографии. Самый распространённый из них цинкографический способ. В общих чертах он заключается в следующем: рисунок, который желают воспроизвести в книге, газете или журнале, фотографируют (здесь-то и применяется мокрый коллодионный способ, о котором мы рассказывали в начале нашей книжки). С полученного негатива производят фотоотпечаток на цинковой пластинке, предварительно облитой тонким слоем яичного белка или клея, содержащим соли хрома. Такой хромированный слой обладает способностью задубливаться под действием света. После печати на цинковую пластинку накатывают слой жирной краски и погружают пластинку в тёплую воду, в которой неосвещённые и поэтому незадубленные участки слоя смываются с пластинки и обнажают цинк. На задубленных же (освещённых) местах слой остаётся. Его присыпают мельчайшим порошком — смесью канифоли с асфальтом и после этого пластинку подогревают на огне. При нагревании асфальт спекается с краской и превращается в прочную эмаль, не растворимую в кислотах. Тогда цинковую пластинку погружают в азотную кислоту, которая разъедает («травит») и углубляет места, не защищённые эмалью.

В результате получается выпуклая печатная пластинка-клише, с которой, покрывая её типографской краской, можно получить большое число отпечатков-оттисков.

Тысячи рисунков, чертежей и фотоснимков, которые мы ежедневно видим на страницах наших книг, журналов и газет, получаются способом цинкографии. Этим способом можно воспроизводить самые тонкие рисунки, чертежи и гравюры со всеми мельчайшими подробностями.

Все рисунки в этой книжке также воспроизведены цинкографским способом.