Уголь, электричество и свѣтъ.
Уголь является не только хранителемъ и распространителемъ человѣческой мысли, но въ союзѣ съ солнечнымъ свѣтомъ это лучшій художникъ, снимающій портреты съ такимъ поразительнымъ сходствомъ, такъ вѣрно передающій точнейшіе оттѣнки выраженія человѣческаго лица, съ такою математической точностью наносящій на бумагу самыя мелкія подробности красиваго пейзажа, со всѣми его разнообразными переливами свѣта и тѣни, что удовлетворитъ самый изысканный и требовательный вкусъ.
Словомъ уголь играетъ важную роль въ фотографіи, дѣлая фотографическіе снимки неизмѣняемыми отъ вліянія воздуха. Извѣстно, что эти снимки, въ томъ видѣ, какъ они получаются, не могутъ долго сохраняться; но мало малу теряютъ свою отчетливость, становятся неясными и наконецъ выцвѣтаютъ совершенно. Послѣ многочисленныхъ изслѣдованій нашли, что причина этого явленія заключается въ постепенномъ измѣненіи серебра, опредѣляющаго темныя мѣста изображенія. По этому необходимо было найти другое вещество, которое, исполняя роль серебра въ фотографіи, не измѣнялось бы подобно ему подъ вліяніемъ воздуха.
Реньо первый обратилъ вниманіе на то, что главную составную часть печатныхъ и гравировальныхъ чернилъ и карандашей составляетъ уголь, и что книги, картины и гравюры неподвергаются измѣненіямъ въ теченіе вѣковъ. Произведенные послѣ того опыты показали, что уголь съ успѣхомъ можетъ быть употребляемъ въ фотографіи и дѣйствительно дѣлаетъ изображенія неизмѣняемыми.
Прежде чѣмъ мы будемъ говорить о технической сторонѣ фотографическаго искусства, скажемъ нѣсколько словъ о принципѣ, на которомъ оно основано. Извѣстный ученый Пуатвенъ послѣ многихъ трудовъ въ этой области нашелъ, что если смѣсь изъ желатина и двойной хромокислой соли калія подвергнуть дѣйствію свѣта, то она не растворяется въ водѣ. Всякому извѣстно, что существенную часть фотографическаго снаряда составляетъ темная камера, передняя сторона которой снабжена оптическимъ выпуклымъ стекломъ, вправленнымъ въ мѣдную трубку, а заднюю часть образуетъ стеклянный экранъ. Когда стекло, или объективъ, направленъ на освѣщенный солнцемъ предметъ, тона экранѣ образуется опрокинутое и уменьшенное его изображеніе. Оно представляетъ самое точное воспроизведеніе предмета со всѣми его мельчайшими деталями, но только исчезаетъ вмѣстѣ съ нимъ. Предположимъ, что на мѣстѣ экрана, въ глубинѣ камеры, помѣщенъ листъ бумаги, съ наведеннымъ на него слоемъ смѣси изъ двойной хромокислой соли калія и желатина. Свѣтъ, дѣйствуя на бумагу только въ точкахъ образованія изображенія, дѣлаетъ желатинную смѣсь нерастворимою также только на этомъ пространствѣ. Сверхъ того это дѣйствія свѣта будетъ тѣмъ сильнѣе, чѣмъ болѣе освѣщено данное мѣсто, и потому сильно освѣщенныя части предмета будутъ соотвѣтствовать совершенно нерастворимымъ въ водѣ мѣстамъ изображеніе, тогда какъ оттѣненныя части перваго обозначатся болѣе или менѣе (смотря по густотѣ тѣней) неростворимыми мѣстами второго.
Если послѣ того хорошенько промыть бумагу, то на всѣхъ неподвергавшихся дѣйствію свѣта мѣстахъ желатинный слой растворится, оставивъ послѣ себя чистую бумагу, тогда какъ тамъ, гдѣ свѣтъ дѣйствовалъ, желатинный слой сохранится въ большей или меньшей степени, смотря по силѣ дѣйствія свѣта. Но такимъ образомъ получается изображеніе предмета, только едва видимое, такъ какъ употребленная въ дѣло смѣсь сама бѣловатаго цвѣта.
Вотъ тутъ-то и выручаетъ уголь, который служитъ окрашивающимъ веществомъ. Если предварительно присоединить его, въ очень измельченномъ видѣ, къ желатинному составу, то послѣдній окрасится въ черный цвѣтъ и смотря по процентному содержанію угля, можетъ даже пріобрѣсти всевозможные оттѣнки.
Послѣ этого понятно, что если для вышеописаннаго процесса употребить подобнымъ образомъ измѣненную смѣсь, то получится ясное изображеніе, съ тою только особенностію, что самыя черныя его мѣста будутъ соотвѣтствовать самымъ свѣтлымъ частямъ предмета, и на оборотъ -- болѣе или менѣе оттѣненныя части послѣдняго будутъ представлены свѣтлыми оттѣнками соотвѣтствующей степени.
Это произойдетъ потому, что уголь окраситъ наведенный слой только тамъ, гдѣ послѣдній останется послѣ промывки, т. е. въ точкахъ, подвергшихся самому сильному дѣйствію свѣта. Подобное изображеніе называется негативомъ или также клише.
По если это клише наложить на бумагу, приготовленную подобнымъ описанному способомъ, и затѣмъ выставить на свѣтъ, тона бумагѣ получится прямое -- позитивное изображеніе предмета, т. е. такое, въ которомъ свѣтлыя мѣста будутъ соотвѣтствовать освѣщеннымъ частямъ предмета, а темныя -- темнымъ. Изъ этого видно, что способъ фотографіи при помощи угля и простъ и остроуменъ, а если прибавить, что онъ очень экономиченъ и даетъ неизмѣняемые и до тончайшихъ подробностей точные снимки, то будетъ понятна будущность этого процесса.
Кромѣ фотографіи уголь употребляется, какъ физическій дѣятель, еще въ электрическихъ баттареяхъ,-- или снарядахъ, производящихъ электрическій свѣтъ, гдѣ онъ служитъ проводникомъ; однако не всѣ его виды годятся для этой цѣли, но только одинъ изъ нихъ и именно тотъ, который, вмѣстѣ съ коксомъ, осаждается въ ретортахъ, служащихъ для добыванія свѣтильнаго газа. Этотъ такъ называемый ретортный уголь проводитъ теплоту и электричество также хорошо, какъ металлы.
Изъ этого угля дѣлаютъ цилиндры, образующіе положительный полюсъ бунзеновыхъ элементовъ. Элементъ этотъ, основная мысль котораго принадлежитъ Грове, состоитъ изъ двухъ пустыхъ цилиндровъ: одного изъ пористой глины, а другого, цинковаго.-- Первый изъ нихъ вставляется во второй и оба вмѣстѣ помѣщаются въ третій сосудъ, также цилиндрической формы; наконецъ внутри пористаго цилиндра находится третій -- сплошной цилиндръ изъ ретортнаго угля. Въ пространствѣ между внѣшнимъ цилиндромъ и пористымъ глинянымъ наливаютъ растворъ купороса или сѣрную кислоту, а вокругъ угольнаго цилиндра крѣпкую водку или азотную кислоту. Отъ дѣйствія сѣрной кислоты на цинкъ возбуждается токъ и освобождающіяся положительное и отрицательное электричество, направляются: второе, т. е. отрицательное по цынку, а первое по угольному цилиндру.
Большое преимущество угля заключается въ томъ, что азотная кислота не оказываетъ на него никакого вліянія, и въ тоже время онъ отлично проводитъ электричество. Грове, -- первый устроившій такой элементъ, -- употреблялъ, какъ полюсъ, платиновую пластинку; но это очень возвышало стоимость элемента, что и заставило отказаться отъ его употребленія, несмотря на всѣ его преимущества. Употребленіе же угля было предложено великимъ нѣмецкимъ химикомъ Бунзеномъ.
Послѣ солнца электрическій элементъ есть самый могущественный источникъ свѣта. При разъединеніи двухъ проволокъ такого элемента, въ промежуткѣ между ихъ концами образуется сильная искра; если, вмѣсто одного элемента, употребить достаточное число ихъ, то получится блестящая свѣтовая дуга.-- Подъ вліяніемъ развивающагося при этомъ страшнаго жара металлическія проволоки, за исключеніемъ платиновыхъ, быстро сгораютъ, платиновыя же плавятся, разбрасываясь по кускамъ во всѣ стороны, атакъ какъ промежутки между концами ихъ постоянно увеличиваются, то свѣтъ быстро исчезаетъ.
Для устраненія этого неудобства, Деви попробовалъ укрѣпить на концахъ проводящихъ проволокъ палочки изъ древеснаго угля, которыя онъ, по мѣрѣ сгоранія ихъ, постепенно сближалъ. Къ несчастію, по причинѣ быстраго сгоранія этого угля, опытъ этотъ можно производить только въ пустотѣ, но не на воздухѣ. Ретортный же уголь отлично служитъ для этой цѣли, такъ какъ, по причинѣ большой своей плотности, онъ проводитъ электричество, сгорая не очень быстро. Для этого его рѣжутъ на палочки и вправляютъ въ маленькіе металлическіе цилиндры, которыми окончиваются проволки элемента. Кромѣ того Фуко употребилъ самое электричество для постепеннаго сближенія двухъ углей -- посредствомъ автоматическаго движенія.--
При этомъ разстояніе между концами проводниковъ не измѣняется, а потому и сила свѣта не уменьшается.
Внимательно наблюдая опытъ, можно замѣтить тотъ интересный фактъ, что одинъ изъ углей и именно тотъ, который служитъ положительнымъ полюсомъ, постоянно какъ бы выдалбливается въ центрѣ, тогда какъ на другомъ, служащемъ отрицательнымъ полюсомъ, образуется безпрерывно увеличивающійся наростъ конической формы. Такъ что на положительномъ полюсѣ существуетъ постоянное отдѣленіе частицъ угля, которыя переносятся на отрицательный полюсъ.
Замѣчательно еще, что, при возникновеніи тока, уголь отрицательнаго полюса свѣтится первый, но взамѣнъ того уголь положительнаго полюса издаетъ болѣе яркій свѣтъ, почему, для уменьшенія скорости разрушенія, его и дѣлаютъ толще.
Пробовали употребить для той же цѣли графитъ; но къ несчастію онъ горитъ съ трудомъ и самая чистота препятствуетъ его употребленію, такъ какъ одно изъ преимуществъ ретортнаго угля состоитъ именно въ томъ, что въ немъ заключаются заимствованныя отъ стѣнокъ реторты частички кремнезема.--