Исследование свойств галогенидосеребряных кристаллов с помощью моделирования на СВЧ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Вольхнн Игорь Львович/ / |у ///)/

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ГАЛОГЕНИДОСЕРЕБРЯНЫХ КРИСТАЛЛОВ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА СВЧ

01.04.07 - Физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико - математических наук

Пермь -1996

Работа выполнена на кафедре экспериментальной физики Пермского государственного университета

Научный руководитель: кандидат физико - математических наук, доцент Н.Н.Коротаев.

Официальные оппоненты:

доктор физико - математических наук, профессор А.Н.Латышев ( Воронежский государственный университет, г. Воронеж );

доктор физико - математических наук, профессор А.Б.Волынцев ( Пермский государственный университет, г.Пермь ).

Ведущая организация - Пермский технический университет, г. Пермь.

Защита состоится " ¡9" Мй^ ¡''¿И_1996 г.

в /О часов на заседании диссертационного совета Д - 063. 59. 03 в Пермском государственном университете (614000, Россия, г.Пермь, ГСП, ул. Букирева, 15).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д - 063. 59. 03 кандидат физико - математических наук,

доцент Г.И.Субботин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди множества систем регистрации информации особое место,- благодаря своим уникальным свойствам, занимает фотография. Показатель преломления желатины и галогенидосеребря-ных микрокристаллов (МК) различен, и следовательно, фотографические слои являются мутными средами, рассеивающими падающее излучение. Поэтому размер засвеченного пятна на эмульсионном слое всегда оказывается значительно больше площади пучка света, упавшего на этот слои. Таким образом, рассеяние света на эмульсионных МК ухудшает разрешающую способность фотоматериала, что приводит к потере мелких деталей изображения. К настоящему времени весь фотохимический процесс изучен и освоен достаточно хорошо. Дальнейший прогресс в развитии фотографии (повышение чувствительности и улучшение разрешающей способности ) упирается в необходимость детального научного изучения первичного акта поглощения и рассеяния света в фотографическом слое. В этой связи особенно актуальными становятся исследования свойств отдельных галогенидосеребряных кристаллов, ансамблей кристаллов и фотографических слоев. В настоящей работе представлены исследования оптических свойств МК АцВг, их ансамблей и фотографических слоев в целом, которые необходимы для выработки научных рекомендации по повышению разрешающей способности фотоматериалов.

Прямые экспериментальные исследования оптических свойств отдельных МК галоидного серебра затруднены их малыми геометрическими размерами ~ 1 мкм. По этой же причине, а также из - за отсутствия микроприемников света, невозможно прямое исследование структуры светового поля внутри реального фотослоя. Измерение оптических характеристик, в частности рассеяния, по почернениям, когда переход к действующим экспозициям осуществляется с помощью характеристической кривой, неизбежно сопровождается ошибками, обусловленными рассеянием света в проявленном слое, а также трудно устранимыми дефектами проявления. И, наконец, прямые исследования не позволяют прогнозировать свойства фотослоя до его изготовления. Эти трудности могут быть преодолены при использовании метода физического моделирования на СВЧ, предложенного нами. При использовании этого метода появляется возможность исследовать оптические свойства отдельных МК, ансамблей МК и фотографического слоя в целом.

Целью диссертационной работы является исследование оптических свойств отдельных галогенидосеребряных кристаллов, ансамблей кри-

сталлов и фотографических слоев методом физического моделирования.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи: разработать методики проведения экспериментов, изготовить экспериментальные установки, изготовить модели МК АдВг, ансамблей МК и фотографических слоев в целом, исследовать распространение излучения внутри отдельных модельных кристаллов, изучить прохождение излучения через модельные ансамбли и исследовать распределение излучения внутри моделей фотографических слоев. Научная новизна работы состоит в следующем:

- впервые методом физического моделирования удалось осуществить моделирование реального фотографического слоя на уровне отдельных МК;

- впервые исследовано распространение света внутри отдельного МК методом моделирования на СВЧ;

- получена зависимость показателя преломления от размеров поперечного сечения слабопоглощающих МК AgBr, размеры которых сравнимы или больше, чем длина волны падающего излучения; *

- предложен оригинальный метод оценки влияния окружающих частиц на оптические характеристики отдельной частицы, пригодный, в частности, и для МК галогенидов серебра сложной формы;

- методом физического моделирования исследовано рассеяние света ансамблями слабопоглощающих частиц кубической формы;

- найдены границы применимости формул Ми для расчета оптических характеристик частиц кубической формы;

- для однорядного слоя кубических частиц экспериментально обнаружен эффект просветления при повышении плотности его упаковки;

- изучено влияние пространственной ориентации граней на рассеивающие свойства частиц кубической формы;

- методом физического моделирования исследовано рассеяние света ансамблями частиц вытянутой формы;

- обнаружены эффекты затемнения - просветления при изменении длины рассеивающих частиц;

- установлено, что частицы вытянутой формы могут иметь аномально большой фактор рассеяния;

- впервые методом физического моделирования исследована структура светового поля внутри непроявленного фотографического слоя.

Научная и практическая ценность работы. Разработаны методики и создан набор экспериментальных установок, позволяющие проводить комплексные исследования оптических свойств отдельных МК галогени-

дов серебра, ансамблей МК и фотографических слоев. Разработана методика оценки оптической анизотропии МК, обусловленной отличием его геометрических размеров в различных направлениях, в случае, если хотя бы один размер МК сравним с длиной волны падающего"излучения. Разработана методика оценки кооперативных эффектов, возникающих при сближении рассеивающих частиц. Предложенные методики позволяют эффективно проводить исследования в случае, если сложная форма рассеивающих частиц затрудняет проведение математических расчетов, а их малые геометрические размеры делают невозможными проведение прямых измерений. Наиболее эффективно применение предложенных методик в самой сложной, с точки зрения рассеяния и поглощения излучения, ситуации, при которой размер неоднородностей соизмерим с длиной волны падающего излучения. Использование разработанной методики позволяет прогнозировать оптические свойства МК галогенидов серебра, ансамблей МК и фотографических слоев.

Область использования предложенной методики не ограничивается исследованием оптических свойств МК галогенидов серебра. Аналогичные исследования могут быть проведены и для других рассеивающих частиц, ансамблей рассеивающих частиц и оптически неоднородных сред со сложной внутренней структурой.

Автор выносит на защиту:

1. Методики моделирования прохождения света внутри отдельного МК галоидного серебра, рассеяния света ансамблями МК и рассеяния света фотографическими слоями.

2. Экспериментальные установки для моделирования прохождения света внутри отдельного МК галоидного серебра, рассеяния света ансамблями МК и физическую модель фотографического слоя.

3. Результаты исследования прохождения света внутри отдельного МК галоидного серебра, рассеяния света ансамблями МК и рассеяния света фотографическими слоями.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции "Фотографические процессы на основе галогенидов серебра" (Черноголовка, 1983 г.), III Всесоюзной конференции по спектроскопии рассеивающих сред ( Батуми, 1985 г.), International Congress of Photographic Science ( Кельн, 1986 г,), Всесоюзной конференции по проблемам создания современных цветных кинофотоматериалов ( Черноголовка, 1987 г.), Всесоюзной конференции "Оптическое изображение и регистрирующие среды" (Ленинград, 1990 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемой литературы (125 наименований). Общий объем работы 127 страниц, включая 32 рисунка и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели работы, показана новизна, научная и практическая ценность работы. Здесь же приведены основные результаты работы, которые автор выносит на защиту, а также изложено краткое содержание диссертации.

Первая глава посвящена обзору литературы. В ней изложено общее состояние проблемы рассеяния излучения в оптически неоднородных (мутных ) средах вообще и в фотографических слоях в частности. Рассмотрены математические и экспериментальные методы исследования рассеяния света в фотографических слоях на основе галогенидов серебра.

Во второй главе приведено описание физической модели фотографического слоя. Изложены положения теории переноса излучения, использованные при создании экспериментальной установки. Обоснован выбор длины волны модельного излучения и материалов для моделирования эмульсионных кристаллов, межкристаллической среды и поверхности фотослоя. Представлена блок - схема установки и дано описание ее работы. Отмечено, что ее можно использовать для моделирования процессов рассеяния излучения не только в фотографических слоях, но и в других мутных средах.

В третьей главе представлены результаты исследования оптических свойств отдельных галогенидосеребряных кристаллов. Описание экспериментальной установки и методики проведения исследований содержится в 3.1.

В 3.2 приведены результаты исследований изменения мощности СВЧ излучения на передней и задней поверхности модельной частицы при изменении ее длины. Установлено, что подобные зависимости на передней поверхности частиц имеют осциллирующий характер, что объясняется интерференцией падающего излучения с излучением, отраженным от задней поверхности частицы. По периоду осцилляции рассчитан показатель преломления частицы. Получена зависимость показателя преломления от размера ребра основания частицы (рис.1, кривая 1). Показано, что при уменьшении даже одного размера, показатель преломления уменьшается, стремясь к показателю преломления окружающей среды (рис. 1, кривая 2). Обнаружено, что если хотя бы один размер частицы

сравним с длиной волны падающего излучения, то наблюдается оптическая анизотропия, связанная с отличием ее геометрических размеров в разных направлениях.

п----------------------------------------- --------- Зависимость показателя

преломления модельной частицы п от размеров ее поперечного основания Форма модели:

1 - прямоугольный параллелепипед квадратного сечения а ■ а,

2 - прямоугольный параллелепипед прямоугольного

5 10 15 20 25 30 сечения а ■ Ъ.

,, Рис.1

ра = тг-а До

Установлено, что изменение мощности на задней поверхности частицы при уменьшении ее длины, также имеет периодический характер.

Однако период этих осцилляции гораздо больше, чем на передней поверхности частицы. Отмеченное явление объясняется дифракцией излучения на частице. С уменьшением размера поперечного сечения частицы дифракция излучения усиливается. Рассеяние света малыми частицами, размеры которых сравнимы с длиной волны падающего излучения, в основном определяется дифракцией.

Результаты экспериментов применимы к широкому классу слабопо-глощающих частиц, в том числе МК АдВг в желатине.

Гипотеза Леви о возможности объяснения инверсии знака фото -эдс Дембера только оптическими эффектами рассмотрена в 3.3. Анализ зависимостей освещенностей на передней и задней поверхности модели эмульсионного кристалла показал:

а) Дифракционные явления не могут привести к инверсии знака фото -эдс в МК бромистого серебра плоской и кубической формы с большими размерами поперечного сечения ( при параметре дифракции р а > 8 );

б) Лишь для малых МК. близких к кубическим ( р а ), можно предположить, что даже при учете только дифракции излучения происходит изменение знака фото - эдс.

В 3.4 описан оригинальный метод оценки взаимного влияния рассеивающих частиц при повышении плотности их упаковки. Оптическое

взаимодействие частиц (эффекты переоблучения), возникающее при их сближении, оценивается по изменению показателя преломления отдельной частицы. Предложенным методом можно оценить оптическое взаимодействие частиц сложной формы с размерами поперечного сечения до Юр..

Эксперименты с частицами квадратного сечения показали, что эффекты переоблучения необходимо принимать во внимание при сближении частиц на расстояние в два размера ребра сечения и меньше (рис.2). Подобные опыты являются связующим звеном между исследованиями оптических свойств отдельной частицы (в представленной работе это МК AgBr ) и исследованиями оптических свойств ансамблей частиц.

Зависимость показателя преломления п от плотности упаковки модельных частиц С о

Форма модельных частиц -прямоугольный параллелепипед квадратного сечения с размером ребра основания а, см ( р а = к-а / X 0), длинойЬ(рь = п- Ь/ Я,0 ). Рис.2

рассеяние света слабопоглощающими ансамблями галогенидосеребряных кристаллов несферической формы. В 4.1 приведено краткое описание установки и методики проведения исследований.

Рассеяние излучения ансамблями с малой плотностью упаковки рассеивающих частиц описано в 4.2. Выбор плотности упаковки, при которой рассеивающие частицы ведут себя как независимые источники вторичных волн (отсутствуют эффекты переоблучения ), был произведен на основании результатов опытов, описанных в 3.4. Такая постановка эксперимента позволила не только исследовать рассеяние излучения целыми ансамблями, но и по данным опытов рассчитать факторы рассеяния отдельных частиц.

В 4.2.1 для частиц кубической формы получена зависимость фактора рассеяния от параметра дифракции р в области первого максимума (2 (рис.3, кривая 1). Полученная зависимость, в пределах ошибки эксперимента, хорошо согласуется с теоретическими расчетами и данными экспериментов, проведенных на реальных фотослоях. Были уточнены

границы применимости формул Ми для расчета оптических характеристик рассеивающих частиц несферической формы и исследованы особенности рассеяния излучения частицами кубической формы. Показано, что при хаотической ориентации граней рассеивающих частиц, даже только в плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения, для расчета оптических характеристик частиц кубической формы можно использовать формулы Ми, полученные для сферических частиц. При проведении подобных расчетов куб необходимо заменить сферой эквивалентного диаметра. Найден поправочный коэффициент для расчета диаметра эквивалентной сферы в районе первого максимума С}.

Зависимость фактора рассеяния 0 от параметра дифракции р а

Форма модельных частиц -куб с размером ребра основания я, см ра = л- я/ А.0). Ориентация граней модельных частиц в пространстве:

1 - хаотическая, эксперимент с многорядным слоем;

2 - хаотическая, эксперимент с плотноупакованным слоем;

3 - упорядоченная. Рис.3

3 3.5 4 4.5

Эксперименты с многорядными слоями позволили ( по отклонению от закона Бугера - Ламберта) установить условия, при которых необходимо учитывать вклад многократного рассеяния в регулярную составляющую прошедшего излучения.

В 4.2.2 проведены эксперименты с ансамблями частиц вытянутой формы. Установлено, что ; ;л слоя с вытянутыми частицами, ориентированными длинными осями ?доль направления распространения излучения, наблюдаются эффект- затемнения - просветления при изменении длины частиц (рис.4). Уч:!'>нные эффекты объяснены интерференцией волн, прошедших внутри частиц, с волной, прошедшей между ними по воздуху. Найдена зависимость периодов чередования затемнения - просветления слоя от поперечного размера частиц ( рис.5, кривая 1 ). Проведен теоретический расчет периода осцилляций с учетом зависимости коэффициента преломления от размера поперечного сечения частицы (рис.5, кривая 2). Отмечено качественное совпадение результатов расчета с данными эксперимента.

Зависимость фактора рассеяния Q от длины модельной частицы

Форма модели - прямоугольный параллелепипед квадратного сечения с размером ребра а = 3,0 см (ра = п-а/Х0 =2,9), длиной h(ph = jt-h/A.0). Рис.4

Изменение периода осцилля-ций 2Т* зависимости А = f (h ) при изменении размера поперечного сечения модельной частицы р а

1 - эксперимент,

2 - теоретический расчет.

15 20 25 30 рис.5

р а=п-а/Х0

В экспериментах наблюдались аномально большие значения фактора рассеяния Q « 8 при упорядоченной ориентации длинных осей модельных частиц вдоль направления распространения излучения. При расчетах оптических характеристик ансамблей вытянутых частиц с упорядоченной ориентацей граней в пространстве необходимо учитывать специфику светорассеяния. Она проявляется в виде эффектов затемнения - просветления, причем фактор рассеяния частицы может изменяться в широких пределах от Q = 0 до Q = 8.

Прохождение излучения через слои с большой плотностью упаковки рассеивающих частиц описано в 4.3. Исследование проведено на сла-бопоглощающих модельных частицах кубической формы. Установлено, что при увеличении коэффициента перекрытия т| (повышении плотности упаковки) коэффициент направленного пропускания Т 11 слоя вначале падает, проходит через минимум в районе л m, «0,5, а затем возрастает вплоть до максимального значения при ц = 1 (рис.6, кривые 1 - 5). Таким образом, для слоя частиц кубической формы нами обнаружен эффект просветления, теоретически рассчитанный для слоя частиц сфери-

ческой формы. Указанный эффект имеет место при П > 1 min У слоев с монодисперсными частицами кубической формы ( р а= 1,55 - 5,8 ) при хаотической ориентации граней в пространстве. Установлено, что условие обращениякоэффициента"направленного пропускания Т ц в нуль реализуется при r| min = 0,44 ± 0,02 для слоя с р а ~ 3,6 (рис.6, кривая 3 ).

Т„ Зависимость коэффициента

направленного пропускания Т j | от перекрытия слоя г|

Форма модельных частиц -куб с размером ребра основания а, см ( р а = я: -а / к 0):

1 - а = 1,6 см ( р д= 1,55);

2 - а = 3,0 см ( р „= 2,9);

3 - а = 3,75 см ( р а= 3,6 ); 4-а = 5,0 см (р а= 4,9 ); 5 - а = 6,0 см (р а= 5,8 ).

Рис.6

Проведенные эксперименты позволили установить границы применимости формул Ми для расчета оптических характеристик частиц кубической формы. При плотной упаковке наличие соседних частиц приводит к повышению упорядоченности расположения кубических частиц в слое и ориентации их граней в пространстве. При этом начинает проявляться специфика рассеяния на частицах кубической формы, и расчеты по формулам Ми приводят к появлению ошибок. При плотностях упаковки г| > 0.72 для р 1,9 и п > 0,84 для р а= 2,9; 3,6; 4,9 и 5,8 использовать формулы Ми для расчета оптических характеристик ансамблей частиц кубической формы нельзя.

Влияние пространственной ориентации граней на оптические характеристики ансамблей рассеивающих частиц кубической формы рассмотрено в 4.4. Установлено, что при малых значениях параметра дифракции р а < 2 влияние пространственной ориентации граней на оптические характеристики рассеивающих частиц отсутствует. На рнс.З кривые 1, 2, полученные для ансамблей с хаотической ориентацией граней рассеивающих частиц в пространстве, совпадают с кривой 3, полученной при упорядоченной ориентации граней частиц. Влияние пространствен-

ной ориентации необходимо учитывать при р > 2 и упорядоченной ориентации граней кубических частиц в пространстве. При указанных условиях фактор рассеяния может принимать, по сравнению с фактором рассеяния для сфер, аномально большие значения вплоть до = 6 (рис.3, кривая 3).

В пятой главе проведено исследование рассеяния света фотографическими слоями. Показана адекватность процессов рассеяния и поглощения СВЧ излучения в физической модели фотографического слоя процессам рассеяния и поглощения света в реальном фотослое.

Распределение интенсивности света по глубине фотографического слоя изучено в 5.1. Исследования выполнены на модели фотографического слоя с неупорядоченным распределением частиц ( р а= 2,9 ) по объему. В опыте были смоделированы условия рассеяния света в области собственного поглощения ( А,» 430 нм ) фотографическим слоем с объемной плотностью упаковки С 0 =0,15. Установлено наличие максимума освещенности внутри модели фотографического слоя. Подобные максимумы характерны для переходного светового режима и наблюдаются в реальных фотослоях. Их наличие объясняется интерференцией падающего излучения с излучением, рассеянным на МК фотослоя. Распределение интенсивности излучения по глубине модельного слоя имеет тонкую структуру, связанную с дифракцией СВЧ волн на модельных кристаллах. Подобная дифракционная картина должна быть и в реальном фотографическом слое. Однако она до сих пор не обнаружена из - за отсутствия микроприемников светового излучения, которыми можно было бы измерять световое поле внутри фотослоя.

Влияние показателя поглощения на оптические свойства фотографических слоев рассмотрено в 5.2. Установлено, что многократное рассеяние излучения в слабопоглощающих слоях размывает изображение и ухудшает частотно - контрастную характеристику ( ЧКХ) слоя. Увеличение поглощения приводит к тому, что больше света поглощается кристаллами, расположенными ближе к поверхности слоя и они экранируют нижележащие кристаллы. Это уменьшает многократное рассеяние и улучшает ЧКХ слоя. Полученные результаты согласуются с теоретическими представлениями и экспериментами на реальных фотоматериалах.

Влияние размера кристаллов на оптические свойства фотографических слоев изучено в 5.3. Проведен качественный анализ полученных результатов на основании проведенных ранее ( главы 3, 4, 5) исследований. Показано, что в районе первого максимума <3 при увеличении размера кристаллов влияние одних факторов приводит к увеличению, а дру-

гих - к уменьшению светорассеяния. Распределение светового поля в фотографическом слое формируется в результате взаимодействия многих факторов и в настоящий момент не может быть теоретически рассчитано до концагМетод физического'модёлирования позволяет "автоматически" учитывать влияние всех действующих факторов на распределение светового поля внутри фотослоя. Результаты экспериментов показывают, что при выбранных условиях моделирования слои с более мелкими (ра=2,9) кубическими кристаллами имеют лучшую ЧКХ, чем слои с более крупными ( р 4,9 ) кристаллами. Это соответствует закономерностям рассеяния света в реальных фотослоях.

Метод физического моделирования может быть использован не только для оптимизации оптических свойств фотографических слоев, но и для исследования оптических свойств других мутных сред со сложной внутренней структурой.

В заключении перечислены основные результаты исследований, изложенные в диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны методики и создан набор экспериментальных установок для проведения исследований оптических свойств МК галогенидов серебра, ансамблей МК и фотографических слоев в целом.

2. Показано, что процессы рассеяния и поглощения излучения в физической модели фотографического слоя адекватны процессам рассеяния и поглощения света в реальном фотослое.

3. Для отдельного слабопоглощающего МК АцВг. размеры которого сравнимы или больше длины волны падающего излучения, получена зависимость показателя преломления от размеров его поперечного сечения. Показано, что при уменьшении даже одного размера, показатель преломления уменьшается, стремясь к показателю преломления окружающей среды. Если имеется различие в геометрических размерах кристалла в различных направлениях и хотя бы один его размер сравним с длиной волны, то в МК наблюдаеться явление оптической анизотропии.

4. Экспериментально установлено, что на величину показателя преломления МК оказывают влияние другие близко расположенные кристаллы. Предложен оригинальный метод обнаружения оптического взаимодействия кристаллов. Кооперативные эффекты, возникающие при сближении кристаллов, оцениваются по изменению показателя преломления отдельного кристалла. Для частиц квадратного сечения ( р а— 3,9) найдено расстояние, на котором необходимо учитывать эффекты переоб-

лучения.

5. Установлено, что рассеяние света малыми кристаллами, размеры которых сравнимы с длиной волны излучения, в основном определяется дифракцией.

6. Исследована правомерность объяснения инверсии знака фото -эдс Дембера только интерференционными и дифракционными эффектами. Указанные явления не могут привести к инверсии знака фото - эдс в МК бромистого серебра плоской и кубической формы с большими размерами поперечного сечения ( р а > 8 ). Лишь для малых МК, близких к кубическим (р а « 4), изменение знака фото - эдс может происходить за счет интерференционных и дифракционных эффектов.

7. Исследовано прохождение СВЧ излучения через многорядные ансамбли модельных кристаллов кубической формы с малой плотностью упаковки. Получена зависимость фактора рассеяния С) от параметра дифракции р в области первого максимума С2. Показано, что формулы Ми можно использовать не только при хаотической ориентации всех граней в пространстве, но даже при хаотической ориентации граней частиц только в одной плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения, заменив куб сферой эквивалентного диаметра. Экспериментально определен поправочный коэффициент для расчета диаметра эквивалентной сферы. Найдены условия, при которых в слабопо-глощающем слое, образованном кристаллами кубической формы, начинают проявляться эффекты многократного рассеяния излучения.

8. Обнаружены эффекты затемнения - просветления при изменении длины кристаллов вытянутой формы. Найдена зависимость периодов чередования затемнения - просветления слоя от поперечного размера кристаллов, образующих слой. Показано, что при упорядоченной ориентации длинных осей МК вдоль направления распространения излучения фактор рассеяния может изменяться в широких пределах от <2 = 0 до О = 8. В этом случае нельзя использовать формулы Ми для расчета оптических характеристик МК и их ансамблей.

9. Для ансамблей кристаллов кубической формы обнаружен эффект просветления слоя при повышении плотности упаковки частиц. Найдены условия, при которых коэффициент направленного пропускания однорядного слоя обращается в нуль. Установлены границы применимости формул Ми при увеличении плотности упаковки слоя.

10. Изучено влияние пространственной ориентации граней на оптические характеристики ансамблей рассеивающих частиц кубической формы. Установлено, что при малых значениях параметра дифракции

( р < 2) влияние пространственной ориентации граней на оптические характеристики рассеивающих частиц отсутствует. При р > 2 ориентация граней кубических частиц в пространстве перпендикулярно направлению распространения падающего излучения приводит к увеличению фактора рассеяния до Q = 6.

11. Исследовано распределение интенсивности света по глубине фотографического слоя. Оно имеет тонкую структуру, связанную с дифракцией света на MFC. Установлено наличие максимума освещенности внутри фотографического слоя.

12. Изучено влияние показателя поглощения и размера кристаллов на частотно - контрастную характеристику. Показано, что увеличение поглощения приводит к улучшению разрешающей способности фотослоя. Слои, образованные более мелкими ( р а = 2,9) кристаллами, имеют лучшую ЧКХ, чем слои с более крупными ( р а= 4,9) кристаллами.

13. Разработанные методики и созданный комплекс экспериментальных установок могут быть использованы для проведения модельных исследований оптических свойств широкого класса рассеивающих частиц.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Вольхин И.Л., Коротаев H.H., Мейкляр П.В.. Шварц В.М. Исследование рассеяния света фотографическим слоем методом моделирования на СВЧ // Вестн. Перм. ун-та.. Физика. - 1994. - вып.2. - С. 203 - 210.

2. Вольхин И.Л., Коротаев H.H., Мейкляр П.В.. Шварц В.М. Распространение света внутри мельчайших частиц диэлектрика // Опт. и спектр., - 1991. - Т.71, вып. 2,-С. 340 - 343.

3. Вольхин И.Л. Исследование распределения света внутри эмульсионного кристалла методом моделирования // VIII Октябрьские чтения. Исследования молодых ученых в области физико - математических наук: Тез. докл. / Перм. ун-т. - Пермь, 1988. - С. 36.

4. Вольхин И.Л., Канидеев В.Г., Коновалов А.Г. Эксперимент с монолитными моделями эмульсионных кристаллов фотографических слоев // VIII Октябрьские чтения. Исследования молодых ученых в области физико - математических наук: Тез. докл. / Перм. ун - т. - Пермь, 1988. - С. 37.

5. Вольхин И.Л. Исследование изменения дтины волны света в эмульсионном кристалле в зависимости от изменения одного его поперечного размера II Тез. докл. на конф. молодых ученых ПГУ. Секции естественных наук / Перм. гос. ун-т. - Пермь, 1991. - С. 53 - 54.

6. Сересов Г.П., Мейкляр П. В., Шварц В.М., Коротаев H.H., Воль-

хин И.Л. Исследование распределения излучения в отдельном кристалле на СВЧ - модели II ЖНиПФиК. - 1990. - Т. 34, вып. 3. - С. 194 - 199.

7. Вольхин И.Л., Канидеев В.Г. Исследование распределения света внутри отдельного эмульсионного кристалла в зависимости от окружения его другими кристаллами/У Тез. докл. на конф. молодых ученых ПГУ. Секции естественных наук / Перм. гос. ун-т. - Пермь, 1991. - С. 52 - 53.

8. Коротаев H.H., Шварц В.М., Вольхин И.Л. Исследование рассеяния света на кубических частицах с помощью СВЧ - модели // Вестн. Перм. ун - та., Физика. - 1995. - вып. 4. - С. 226 - 230.

9. Сересов Г.П., Шварц В.М., Коротаев H.H., Вольхин И.Л. Исследование распределения излучения по глубине слоя методом моделирования на СВЧ // Всесоюзная конференция по проблемам создания современных цветных кинофотоматериалов: Тез. докл. / Конф., Черноголовка, 8-11 сент. 1987 г. - Черноголовка, 1987. - С. 147.

10. Seresov G.P., Shvartz V.M., Korotayev N.N., Volhin I.L. Measuring of Light Distribution in the Depth of the Photographic Layer on the Physical Model // International Congress of Photographic Science: Abstract / Cologne / Köln, 10 - 17 Sept. 1986. - P. 185.

11. Шварц B.M., Сересов Г.П., Коротаев H.H., Пирожков Б.И., Вольхин И.Л., Коновалов А.Г. Модельные исследования оптических свойств непроявленных фотографических слоев // Фотографические процессы на основе галогенидов серебра: Тез. докл. / Конф., Черноголовка, 27 -29 июня 1983 г. - М„ 1983. - С. 28 - 29.

12. Шварц В.М., Сересов Г.П., Коротаев H.H., Вольхин И.Л., Коновалов А.Г. Дифференциальное моделирование спектральных свойств рассеивающих сред // Труды III Всесоюзной конференции по спектроскопии рассеивающих сред: Докл. и тез. докл. - Батуми, 1985. - С. 101 - 102.

13. Исследование рассеяния света эмульсионным слоем методом моделирования на СВЧ. Отчет о НИР / Перм. гос. ун - т; Руководитель H.H. Коротаев.-771.533:535.36:621.3; №ГР 80032725; Инв. № 0287.0 035960. - Пермь, 1987- 161 с.

Вольхин Игорь Львович ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ГАЛОГЕНИДОСЕРЕБРЯНЫХ КРИСТАЛЛОВ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА СВЧ

К печати 17.01.96 г., усл. печ.л.1, тираж 100 экз. S ел M и а