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Graukeilphotometer

[261] Graukeilphotometer. – Dasselbe gehört zur Gruppe der Skalenphotometer. Die Graukeile werden durch Einfließenlassen von neutral grau gefärbter glyzerinhaltiger Gelatine zwischen zwei gegeneinander geneigte Spiegelglasplatten hergestellt, deren eine mit Kollodium vorpräpariert ist, so daß sie nach dem Erstarren der Gelatinemasse abgetrennt werden kann. Diese Graukeile wurden von Goldberg (1911) und Hübl (1918) in die Photometrie eingeführt und von Eder (1919) zu einem System der photographischen Sensitometrie und Photometrie ausgearbeitet. Solche Photometer eignen sich besonders für kontinuierliche Tageslichtmessungen für Zwecke der Meteorologie, Klimatologie, für biologische und botanische Zwecke (Hecht). Je nachdem die Keildicke von der Kante bis zur Baus mehr oder weniger rasch ansteigt, erhält man verschieden stark abgetönte Skalen. Die Dichtezunahme pro 1 cm der Länge nennt man die Keilkonstante (K). Die Keilkonstante läßt sich genauer folgendermaßen definieren:

Unter Voraussetzung, daß die Schwärzung der Gelatine des Graukeiles an allen Stellen dieselbe ist, hängt die Lichtabsorption nur von der Keildicke (h), d.i. also damit im Zusammenhang von x (s. Fig. 1) ab.

Die Lichtschwächung ist gegeben durch

I = I₀ · e^{–s · h} ...,

(1.)

worin e die Basis der natürlichen Logarithmen und I und I₀ die Intensität vom einfallenden und durchfallenden Licht ist. Oder, weil h = x · tg α ist:

I = I₀ · e^{–s · tg a · x}

(2.)

Es ist s · tg α = Keilkonstante, wobei α den Keilwinkel, s die prozentuale Lichtschwächung der verwendeten Graugelatine für die Dicke = 1 ist. Es ist somit

I = I₀ · e^–Kx ...

(3.)

Demnach ist die Keilkonstante (K) definiert durch die Gleichung

1/x log I₀/I = K. (Logarithmierung von Gleichung 3.)[261]

Für die angewandte Photometrie und photographische Sensitometrie (Empfindlichkeitsmessung photographischer Platten) entsprechen Keilkonstanten von 0,3 bis 0,4; für Meldungen geringer Helligkeitsunterschiede z.B. K = 0,2.

Das Eder-Hechtsche Graukeilphotometer ist mit genauer geeichten Skala und Angabe aller zur Sensitometrie und photographischen Photometrie nötigen Tabellen (relative Empfindlichkeit oder Lichtstärke, Reduktion auf Sekundenmeterkerzen, auf Normalchlorsilberpapier und auf absolute Bunsen-Roscoësche Lichteinheiten) versehen. Es wird von der Photographischen Industriegesellschaft »Herlango« in Wien III, Hauptstraße 95, erzeugt. – Bei diesem Photometer gestattet eine unter dem Graukeil liegende Celluloidmillimeterskala das Messen der Länge des Bildes, das mit der Zunahme des Abstandes von der durchsichtigen Kante (dem Nullpunkt der Skala) nach einer geometrischen Progression undurchsichtiger wird und demzufoge die abnehmende Lichtmenge (Produkt von Lichtintensität und Expositionszeit bei photographischen Prozessen) anzeigt. Das Verhältnis des auffallenden Lichtes zum durchgelassenen Licht für eine gewisse Anzahl von Teilstrichen der Skala entspricht dem Skalenwert. Die »Keilkonstante« ist der Logarithmus des Skalenwertes pro 1 cm Kettlänge. – Zur Prüfung der Lichtempfindlichkeit photographischer Platten dient das Eder-Hechtsche Graukeilsensitometer; es hat die mittlere Keilkonstante = 0,401 und das Format 9 × 12 cm. Ein Deckblatt von Celluloid trägt die Skala, welche beiderseits mit größeren eckigen Feldern und mit einem System von schmalen roten, gelben, grünen und blauen Lichtfiltern versehen ist, die gleichfalls unter dem Graukeil liegen und formt eine abgestufte Belichtung bei spektroskopisch definiertem farbigem Licht gestatten. Als Normallichtquelle dient die Hefnersche Amylacetatlampe (HK.) im Abstand von 1 m bei einer Belichtungszeit für Bromsilbergelatineplatten von 1 Minute. Fig. 2 zeigt die Anordnung.

Die normale Empfindlichkeitszahl einer photographischen Platte wird durch ihren Schwellenwert bei 1 Minuten-Meterkerze ausgedrückt. – Als sekundäre Lichtquelle dient eine kleine Metallfadenglühlampe, deren photochemische Helligkeit für Bromsilbergelatine auf die Hefnerlampe bezogen wird. Für praktische photographische Zwecke kann Magnesiumlicht anstatt der Amylacetatlampe (Hefnerlampe) als Normallichtquelle verwendet werden. Man verbrennt ein kleines Stückchen Magnesiumband im Gewicht von 2 mg mittels einer kleinen Weingeistlampe oder der nicht leuchtenden Flamme eines Bunsenschen Gasbrenners im Abstand von 3 m in der Dunkelkammer vor dem Sensitometer. Das Stückchen Magnesiumband wird an der Spitze einer sehr Harken Nähnadel aufgespießt und in die Weingeistflamme senkrecht zum Sensitometer gehalten. Die Farbe des Magnesiumlichtes ist rein weiß und erscheint ähnlich dem Tageslichte. Der photographische Effekt für Bromsilbergelatineplatten ist unter dem angegebenen Verhältnisse gleich dem einer Hefnerkerze. Das Eder-Hecht-Sensitometer zeigt Empfindlichkeitsintervalle (oder relative Lichtmengen) von 1 bis 50000 an, wie aus nachfolgender Tabelle hervorgeht.

Zur Beurteilung der Farbenempfindlichkeit einer farbenempfindlichen Platte kommt das rote, grüne und blaue Lichtfilter in Betracht, da diese nach dem Prinzip der Dreifarbenphotographie das farbige Spektrum in drei Zonen teilen, läßt das Rotfilter hauptsächlich Rot bis Gelb, das[262] Grünfilter Hellgrün bis Grünblau, das Blaufilter das Blau, Violett und Ultraviolett durch. Das Gelbfilter kommt zur Beurteilung orthochromatischer, gelbgrünempfindlicher Platten, welche meistens mit gelben Dämpfungsfiltern verwendet werden, in Betracht; es läßt rotes, gelbes und grünes Mischlicht durch. Sie sind spektroskopisch genau definiert.

Orthochromatische Platten nennt man solche mit gesteigerter Gelbgrünempfindlichkeit und fehlender Rotempfindlichkeit (Erythrostinplatten); sie zeigen z.B. beim Lichte einer Hefnerkerze die relative Farbenempfindlichkeit von Blau: Gelb = 2 – 4 : 1. – Panchromatische Platten lind für Zwecke des Dreifarbendrucks für Orangerot, Gelb und Grün sensibilisiert und zeigen bei Hefnerlicht das Empfindlichkeitsverhältnis Blau: Grün: Rot etwa 1 : 0,6 : 2, bei Magnesiumlicht = 1 : 0,1 : 0,1 (Pinachromplatten). Speziell rotempfindliche Platten (Pinacyanol, Dicyanin) zeigen eine viel höhere relative Wirkung im Rot.

Man beachte, daß die gewöhnliche Bromsilbergelatine hinter Gelbfiltern eine bemerkliche, wenn auch nicht große Lichtempfindlichkeit aufweist (Summenwirkung von Blaugrün, Grün und Gelb), daß sie eine geringe Grünempfindlichkeit und dominierende Blauviolettempfindlichkeit (einschließlich Ultraviolett) besitzt. Bei den farbenempfindlichen Platten bemerkt man sehr große Lichtempfindlichkeit in Grün, Gelb und Rot, je nach der Plattenforte. Bei Tageslicht, Magnesiumlicht und elektrischem Bogenlicht, die reicher an Blauviolett und Ultraviolett sind, verschieben sich die Empfindlichkeitsrelationen.

Die Angaben dieses Sensitometers sind genauer als jene mit dem Scheiner-Sensitometer, nach welchem bisher häufig die Plattenempfindlichkeit im Handel angegeben wurde.

Gewöhnliche Bromsilbergelatineplatten zeigen ungefähr 66 bis 70° Eder-Hecht (= 9 bis 10° Scheiner), Rapidplatten 74 bis 80° Eder-Hecht (= 12 bis 14° Scheiner) und höchst empfindliche Platten 84 bis 90° Eder-Hecht (= 15 bis 17° Scheiner). Bromsilberpapier nur etwa 20 bis 30° Eder-Hecht, Gaslichtpapier noch viel weniger. – Ueber den Zusammenhang der wirkenden Lichtmenge (Lichtintensität i mal Belichtungszeit t) mit der photographischen Schwärzung von Bromsilbergelatineplatten s. Photographie (photographisches Schwärzungsgesetz).

Das Graukeilsensitometer kann auch zur Bestimmung der photographischen Wirksamkeit von Lichtquellen aller Art dienen.

Zur Bestimmung des richtigen Kopiergrads beim photographischen Pigment-, Gummi- oder Lichtdruck dient das Kopierphotometer Eder-Hecht mit der Keilkonstante 0,3 und der in Fig. 3 dargestellten Form. Der Zusammenhang der Photometergrade mit der angezeigten Lichtmenge geht aus nebenstehender Tabelle hervor.

Die Lichtempfindlichkeit von photographischen Auskopierpapieren wird durch Vergleich mit dem Bunsen-Roscoëschen Normalchlorsilberpapier ermittelt.

Für länger dauernde Belichtung zur Messung der Helligkeit des Tageslichts leistet das Graukeilphotometer gute Dienste, da man kontinuierliche Messungen während eines Tages oder länger vornehmen, aber auch ganz kurze Belichtungen vornehmen kann. Botaniker, Meteorologen und Physiologen pflegen die Angaben ihrer Lichtmessungen auf »Lichteinheiten von Bunsen-Roscoë« zu beziehen, d.h. die Anzahl der Sekunden anzugeben, die erforderlich ist, damit Chlorsilbernormalpapier einen bestimmten grauen Normalfarbenton annimmt. W. Hecht berechnete Reduktionstabellen für die Ablesung des Schwellenwertes im Eder-Hecht-Graukeilphotometer in bezug auf Bunsen-Roscoës Lichteinheiten.

Das Graukeilphotometer hat sich für die Empfindlichkeitsmessung photographischer Platten und Papiere und Lichtmessungen aller Art für Zwecke der Klimatologie, Biologie, Lichttherapie, Baukunde, Landwirtschaft sehr bewährt. Eine besonders wichtige Anordnung fand das Eder-Hechtsche Graukeilphotometer in der Lichttherapie, indem man hiermit die Lichtmenge (Dosis) bei ärztlicher Behandlung in der Höhensonne sowie mit Quecksilberquarzlicht genau abmessen und in absoluten Bunsen-Roscoëschen Lichteinheiten ausdrücken kann. (Eder, L. Freund.) – Zum Photometrieren der Helligkeit von Wohnräumen, Schulzimmern, Glashäusern u.s.w. dienen transparentere Graukeile (K = 0,188) und empfindlichere Bromsilbergelatinepapiere, die man durch Baden von solchem photographischen Papier in einer Lösung von 5 g Natriumnitrit, 5 ccm Glyzerin und 100 ccm Wasser herstellt; es ist zehnmal empfindlicher als Chlorsilberpapier. Vgl. a. Farbmeßapparate.

Literatur: J.M. Eder, Ein neuer Graukeilphotometer für Sensitometrie, für photographische Kopierverfahren und wissenschaftliche Lichtmessungen, Halle a. d. S. 1919; auch Photogr. Korresp. 1920. – W. Hecht, Das Graukeilphotometer im Dienste der Pflanzenkultur (Sitzungsber. d. Akad. d. Wiss., Wien, Nov. 1918; Photogr. Korresp. 1918, S. 379). – J.M. Eder, Photometrie der sichtbaren Lichtstrahlen und lichtempfindlichen Leukobasen organischer Farbstoffe sowie mit Chlorsilber- und Chromatpapier (Sitzungsber. d. Akad. d. Wiss., Wien, Math.-naturwissenschaftl. Kl., Abt. II a, 128. Bd., 1919; Auszug: Photogr. Korresp. 1919). – Goldberg, Jahrbuch f. Photogr. 1911, S. 149; Zeitschr. f. wissensch. Photogr. 1912, S. 238. – Hübl, Die Bestimmung der Lichtempfindlichkeit farbenempfindlicher Platten (Photogr. Korresp. 1918, S. 42).

J.M. Eder.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.