Светочувствительность

Статья о светочувствительности фотоматериалов находится здесь

Светочувстви́тельность — способность вещества или материала изменять свои химические или физические свойства под действием света (электромагнитного излучения в диапазоне, видимом человеческим глазом), за исключением теплового воздействия.

• В некоторых случаях (например, в технической фотографии) термин светочувствительность используется по отношению к лучам ИК или УФ-диапазонов электромагнитного излучения.

Физика процессов

В основе светочувствительности лежит ионизация атомов диэлектриков из-за потери внешних (валентных) электронов в результате поглощения последними энергии света. Другие атомы получают потерянные таким образом электроны, получая заряд противоположного знака. При электризации материал получает электрический заряд, который может:

• изменить физические свойства материала (например, проводимость);
• накапливаться или сниматься физической системой;
• вызвать химическую реакцию (обычно — реакцию распада).

В некоторых атомах поглощение электронами энергии света (и другого электромагнитного излучения) не приводит к электризации, но вызывает их перемещение на более высокие орбитали. Но такое состояние атома является нестойким, и электроны имеют тенденцию к возвращению на прежные орбитали с выделением энергии в виде электромагнитного излучения определённой длины волны. Этот эффект используется в лазерах.

Применение

Светочувствительность веществ и материалов широко используется в природе и технике.

• Благодаря светочувствительности хлорофилла и других подобных пигментов внутри клетки растения возникает цепочка химических реакций, известная как фотосинтез, в результате которой получается глюкоза (или крахмал) и кислород.
• Светочувствительность родопсина и родственных ему белков приводит к их обратимому распаду и возникновению электрического потенциала на нервном окончании сетчатки глаза и других светочувствительных органов животных и человека, обеспечивая зрение.
• Материалы, называемые фоторезистами, меняют способность растворяться определёнными растворителями, будучи облучёнными светом. Это используется в производстве печатных плат, интегральных схем (микросхем).
• В фотоэлементах заряд, возникший в результате электризации материала, снимается в виде электрического тока.
• Всевозможные фотоматериалы распадаются на свету, образуя скрытое изображение. Например, в желатиново-серебряном процессе электризация оптического сенсибилизатора вызывает химическую реакцию восстановления металлического серебра из его галогеновых солей. Именно серебро образует фотоизображение (сначала скрытое, а после проявления — явное) на плёнке.
• При облучении светом заряженной селеновой пластины (барабана) облучённые участки теряют заряд, а заряженные участки электростатически притягивают красящий порошок (тонер), который затем переносится на бумагу и закрепляется в светокопировальных аппаратах (т. н. ксероксах).
• Полупроводники меняют на свету свои свойства, что позволяет делать на их базе всевозможные светорегистрирующие устройства — от одиночных фото-резисторов, диодов, транзисторов (и оптопарных элементов) до однокристальных фотосенсоров теле- и фотокамер, содержащих миллионы светочувствительных элементов.