„… Zeit ist relativ“

Jedes analoge lichtempfindliche Arbeits- und Aufnahmematerial hat ein spezielle, für das Material festgelegte Lichtempfindlichkeit. Theoretisch basiert die Lichtempfindlichkeit auf dem Bunsen-Roscoe-Gesetz, das langläufig auch als Reziprozitätsgesetz bezeichnet wird. Das vereinfachte Bunsen-Roscoe-Gesetz besagt, daß die Belichtung vergleichbare Ergebnis bei konstanter Belichtung (Lichtintensität mal Belichtungszeit) liefert. Die konstanten Lichtwerte basieren auf der umgekehrten Proportionalität von Lichtmenge und Belichtungszeit. In der Realität zeigen sich aber andere Ergebnisse, bei längeren und extrem kurzen Belichtungszeiten treten deutliche Schwärzungen der Filme auf.

Die Erklaerung für das Versagen des Reziprozitaetsgesetzes sowohl bei sehr hohen als bei niedrigen Intensitaeten ist qualitativ folgende: „Die Keime brauchen, um stabil zu sein, eine gewisse Groesse – aus wie viel Silberatomen sie mindestens bestehen müssen, kann man noch nicht genau angeben. Ein Keim, der nur aus einem eingefangenen Photoelektron mit nachgezogenem Silberion besteht, ist sicher instabil und hat nur eine kurze Lebensdauer. Wenn nun innerhalb dieser Lebensdauer ein zweites Elektron eingefangen wird und in nicht allzu langer Zeit hinterher ein drittes und viertes, wird der Keim stabilisiert. Man sieht, dass bei geringen Intensitaeten die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Zerfalls eines beginnenden Keims groesser wird. Bei hohen Intnsitaeten wird das Gitter mit Photoelektronen ueberschwemmt und die zu Keimen geeigneten Fallen fangen nicht gleich alle Elektronen ein, vielmehr gelangen einige auch an Stellen, die ein Elektronen abgegeben hatten, und werden „wiedervereinigt“.“ Aus E. v. Angerer, G. Joos; Wissenschaftliche Photographie, Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, 1959-7; S.61ff

ILFORD PAN-F.jpg

Das liegt daran, daß das Reziprozitätsgesetz nur innerhalb gewisser Grenzen eine allgemeine Gültigkeit besitzt. Bei abnehmender Lichtintensität wird der Film zunehmend schwächer belichtet. Der Effekt wird daher im Englisch als „reciprocity failure“ oder nach seinem Endecker Schwarzschild benannt.  Belichtungszeit und Lichtmenge lassen sich aber über die konstante erforderliche Belichtung, also die Lichtintensität mal Belichtungszeit für den speziellen Film direkt ineinander umrechnen. Übicherweise bezieht sich der Schwarzschildeffekt daher auf die Belichtungszeit, eine Berechnung der Blendenkorrektur ist ebenfalls möglich, aber zumeist wie bei einer Camera Obscura nicht sinngemäß. Die Angeben der Verlängerungsfaktoren der einzelnen Filme erfolgt daher in Kurven oder Tabellenform. Die Abbildung links ist dem „fact-sheet“ des PAN-F der Firma ILFORD entnommen.

Im Schnitt ist der Schwarzschildeffekt ab sehr niedrigen Lichtintensitäten, zumeist ab 1 Sekunde Belichtunsgzeit, und gemäß der Filmherstellerdaten zu verzeichnen. Tritt der Schwarzschildeffekt auf, ist durch die Belichtungsverlängerung eine Kontrastaufsteilung in den Negativen festzustellen. Bei Farbfilmen, ist bedingt durch die unterschiedliche Reaktivität der empfindlichen Farbschichten, mit Farbkorrekturfiltern zu arbeiten, um mehr oder weniger deutliche Farbstiche zu verhindern.

Und da das ganze Thema etwas verwirrend ist, und nicht jeder ein mathematisches Genie ist, habe ich dazu ein relativ umfangreiches Excel-Tool geschrieben, daß ich  hier frei zur Verfügung stelle. Ich habe mir auch mal die Zeit genommen, und die Verlängerungszeiten der verschiedenen Hersteller zusammengetragen. Falls jemanden an diesem Tool Fehler  oder Verbesserungsvorschläge auf- bzw. einfallen, dann schreibt einfach ein kurzen Kommentar. Ansonsten … viel Spaß damit.

Berechnungstool - Schwarzschildfaktor und Langzeitbelichtung (1277 Downloads)
Tabellenwerk - Verl (503 Downloads)
Tabellenwerk - Verl (498 Downloads)