Some Basic Concepts of Photographic Development

Abstract

In contact with a redox system like a developer, silver bromide shows n-type semiconductivity. From this, the rate of electron injection during the development is calculated. It is shown that only surface centres can be reduced. Therefore the electrode theory of development is valid for the primary stages of development too. The development centre as a surface state and its stability against a redox system is discussed in view of the theory of semiconductor electrodes. The effect of developer adsorption at the nucleus upon the kinetics of development is doubtful, with the exception of the phenomenon of superadditivity. Space charges within the grain influence the situation of the latent image in the grain, but their effect upon development seems to be small. The electrochemical kinetics of physical development are derived, especially for the case of diffusion controlled reactions. In chemical development etching and reduction occur at the same place of the grain unless inhibition effects are significant. The size and stability of the filamentary silver is dependent on the potential and on adsorption phenomena at the metal surface. The publications of recent years which are of special interest for the mechanism of single grain reduction are discussed.

Abrégé

Le bromure d'argent présente une semi-conductibilité de type n au contact d’un système oxydo-réducteur tel qu’un développateur. Le taux d’injection des électrons pendant le développement est calculé. Il est montré que seuls les centres superficiels peuvent être réduits. La théorie de l’électrode s’applique donc également aux premiers stades du développement. En tenant compte de sa stabilité vis-à-vis des systèmes redox, le centre de développement en tant qu’état de surface est discuté en considérant la théorie des électrodes semi-conductrices. A l’exception des phénomènes de superadditivité, il semble douteux que la cinétique du développement soit influencée par l’adsorption du développateur sur le nucleus.

Les charges spatiales à l’intérieur du grain agissent sur l’emplacement de l’image latente dans le grain, mais leurs effets sur le développement semblent être faibles. On en déduit les lois régissant la cinétique électrochimique du développement physique, spécialement dans le cas des réactions contrôlées par la diffusion. On montre que les sites d’attaque lors du développement chimique proviennent des effets d’inhibition. La dimension et la stabilité des filaments d’argent dépendent du potentiel et des phénomènes d’adsorption à la surface du métal. Les publications récentes apportant quelques indications sur le mécanisme de la réduction des monocristaux sont discutées.

Zusammenfassung

In Verbindung mit einem Redox-System, z. B. einem Entwickler, zeigt Silberbromid Eigenschaften eines Halbleiters vom n-Typ. Daraus wird der Verlauf der Elektronenaufnahme während der Entwicklung berechnet. Es wird gezeigt, dass nur die Oberflächenzentren reduziert werden können. Deshalb ist die Elektrodentheorie der Entwicklung auch für die ersten Entwicklungsstadien gültig. Es werden das Entwicklungszentrum als ein Oberflächenzustand und seine Stabilität gegen ein Redoxsystem im Hinblick auf die Theorie der Halbleiter elektroden besprochen. Die Wirkung der Entwickler adsorption am Korn auf die Entwicklungskinetik ist zweifelhalft, mit Ausnahme des Phänomens der Superadditivität. Raumladungen innerhalb des Korns beeinflussen die Lage des latenten Bildes im Korn, ihr Einflüss auf die Entwicklung scheint jedoch gering zu sein. Die elektrochemische Kinetik der physikalischen Entwicklung wird abgeleitet, besonders für die durch Diffusion kontrollierten Reaktionen. Bei der chemischen Entwicklung werden die Stellen der Ätzgruben als eine Auswirkung von Hemmeffekten erklärt. Größe und Stabilität des fadenförmigen Silbers sind abhängig von dem Potential und dem Adsorptionsphänomen an der Metalloberfläche. Es werden die Veröffentlichungen der letzten Jahre, die von speziellem Interesse für den Mechanismus der Reduktion von Einzelkörnern sind, besprochen.

Sommario;

L’AgBr in contatto con un sistema redox, quale uno sviluppatore, presenta una semiconduttività di tipo n. Per questo sistema è stata calcolata la velocità dell’iniezione di elettroni nel corso dello svilluppo.

E' dimostrato che solamente centri superficiali possono essere ridotti. Di conseguenza la teoria dell’eletrodo dello sviluppo è valida anche per i primi stadi dello sviluppo.

I centri di sviluppo come stato di superficie e la loro stabilità verso un sistema redox sono discussi in rapporto alla teoria degli elettrodi semiconduttori.

L’effetto dell’adsorbimento dello sviluppatore sul nucleo relativamente alla cinetica dello sviluppo, è dubbio, con eccezione del fenomeno della super-additività.

La distribuzione della carica nell’interno dei granuli influenza lo stato dell’immagine latente nei granuli stessi, ma il suo effetto sullo sviluppo sembra essere estremamente piccolo.

Sono state calcolate le cinetiche elettrochimiche dello sviluppo fisico, specialmente nei casi di reazione di diffusione controllata.

Nello sviluppo chimico la localizzazione delle linee di corrosione viene spiegata come conseguenza degli effetti di inibizione.

La dimensione e la stabilità dell’argento filamentoso è in dipendenza dei fenomeni di potenziale e di adsorbimento sulla superficie metallica. Vengono discusse le pubblicazioni recenti che hanno un interesse particolare per il meccanismo di riduzione dei singoli cristalli.