彩色照相

李普曼

 李普曼(1845——1921),法国物理学家。生于卢森堡霍勒利赫。1875年获博士学位。1883年任巴黎科学部教授,后任索邦大学教授。主要成就在光学方面,发现“李普曼干涉过程”,并在此基础上发明天然彩色照相法。1908年获诺贝尔物理学奖。

  从上个世纪以来,人们就提出了彩色照相的问题。如大家所知,贝克勒尔最早提出了一个不很理想的方法。他发现,在暗室中彩色的像能够记录在紫色的氯化银层上。金克用干涉效应解释了贝克勒尔的发现。许多实验证明,这种解释是不正确的,金克的理论对氯化银不适用。贝克勒尔照片的缺点是难于定影,经过光照射后便褪色。后来,维纳对干涉环照相,发现这些干涉环在银镜面附近。然而,物理学家还没有设想过用干涉法得到颜色。我不打算强调以前的实验方法和概念,而想借此机会让诸位看一些物体的彩色照片。
  彩色照相方法很简单。在玻璃板上涂上一层光敏物质,涂层要均匀而且无条纹,然后把它放在装有水银的容器内的架子上,让水银与光敏层相接触。经过一定时间,在光敏层上就形成银镜面,这样就制成了照相底片。底片经曝光后,用普通方法显影、定影和干燥后,就可看到彩色。
  颜色重现是在感光层中发生了干涉效应的结果。在曝光过程中,入射光与底片镜面上的反射光发生干涉,在乳胶的整个厚度上形成间距为半个波长的干涉条纹。这样处理后的底片,在白光照射下因选择反射而出现了制备该底片时的颜色分布。底片上的每一点只反射使之感光的那种颜色的光,其他颜色的光因干涉而抵消,因此我们只看到原来颜色的光。这就好象在肥皂泡或珠母表面上产生的选择反射现象一样,那是在无色薄膜上形成干涉现象。
  这种解释可通过下面的演示来验证。先把一张光谱的照片投射到幕上,大家看到颜色很鲜明。现在把底片弄湿后再投射到幕上,颜色看不见了。因为明胶已经膨胀,干涉条纹之间的间隙(金克薄膜)已经比原来大了两、三倍。等一、两分钟让明胶上的水份蒸发,我们看到,颜色随着变干过程的速度而逐渐再现。颜色将按照我们预想的顺序出现,即波长最长的红色先出现,接着是橙色、绿色、蓝色和紫色。
  单色光谱的重现最容易实现。用照片重现外表为彩色的物体比较困难。乍一看来,这几乎是不可能做到的。事实上,在单色光的情况下,干涉的极大值形成一些间隔为半个波长的等间距的平面,对于复色光很难分辨每一波长所对应的极大值,也就是说,光敏层的整个厚度被这些极大值连续地占满,看不到单色光情况下在照相底片中出现的间隔为半个波长的纹理面。因此需要对有关此现象的理论重新作广泛的修正。首先必须注意,由干涉产生的合振幅,即使在单色光的情况下,也是按余弦函数变化的,一般情况可由傅里叶分析得到,因此能够证明复色照相是可能的。
  一旦全部理论工作都已完成,剩下的问题就是解决获得底片单色性的技术困难。我用蛋白质底片得到了相当好的结果。后来,维也纳的瓦伦塔、里昂的卢米尔发现了涂敷无纹理明胶底片的方法。这种底片单色性十分好,比蛋白质底片好得多。柏林的纽豪斯博士获得了完美的单色性。我还要感谢米特、克罗恩、雷曼等人的工作,他们帮助我完善了彩色照相技术。下面请大家观看一组照片。
  这一组幻灯片中有写生绘画,花和花瓶,有下列各地的风景照:枫丹白露、昂西、比阿里茨、威尼斯以及儿童的生活照片。
  大家所看到的这些照片的日光曝光时间约一分钟。每张照片的显影、定影和晾干共需十五分钟左右。这些照片大多是我在旅行中拍摄,在旅馆房间的壁炉台上冲洗的。这说明这种照相方法很容易实现。
  当然,有些方面还有待于进一步完善,例如在阳光下拍摄人像用一分钟的曝光时间是太长了。我最初拍照的曝光时间是十五分钟。今后曝光时间可能会缩短。人的生命是短暂的,而事业的进展则十分缓慢。