The Herschel Effect as a Rehalogenation Process

Abstract

It has been shown directly that destruction of the urface latent image of an exposed blue-sen itive emulsion by a post-exposure to infra-red radiation (the Herschel effect) is accompanied by the formation of internal silver.

However, for some types of emulsion, at least, it has been found that the surface image i not de troyed if the postexposure is made in the presence of a halogen acceptor. This indicates that the image destruction may be a rehalogenation process akin to the Villard effect. The formation of surface image on ome grains by the post-expo ure provided evidence of the nece sary generation of electron-hole pairs for such a process to be operative. xposures to blue light which produced comparable amounts of silver on these grains did not cause image destruction on the remaining grains.

A mechanism based on the absorption of long wavelength radiation by compounds at the grain urface is proposed to explain the higher efficiency with which such radiation destroys surface image as compared with blue light. In particular, it is suggested that electrons are easily injected into grains on exposure to long wavelength radiation, but the injection of hole is difficult. As a result, the excess of hole over electrons at the grain surface will be higher than when ab orption occurs throughout the grain volume as for exposures to blue light. De truction of surface image by red light or infra-red radiation will occur if halogen acceptance is inadequate.

Additional experimental evidence is presented which provides support for the general principles and demonstrates that the conventional interpretation of the Herschel effect is inapplicable.

Résumé

On a montré expérimentalement que la destruction provoquée par une post-exposition à des radiations infra-rouges (effet Herschel) de l’image latente superficielle d’une émulsion exposée sensible au bleu est accompagnée de la formation d’argent interne. Pour certains types d’émulsion tout au moins, l’image superficielle n’est pas détruite si la post-exposition est effectuée en présence d’un accepteur d’halogène. Ceci montre que la destruction de l’image pourrait être due à un processus de réhalogénation analogue à l’effet Villard. La création, par la post-exposition, d’une image superficielle sur certains grains prouve qu’il doit se former des paires électron-trou pour qu’un tel processus soit opérant. Des expositions en lumière bleue qui ont produit sur ces grains des quantités d’argent comparables n’ont pas détruit l’image des grains restant. Le mécanisme proposé, admettant que des radiations de grande longueur d’onde sont absorbées par des composés situés à la surface des grains, explique que ces radiations détruisent l’image superficielle plus efficacement que la lumière bleue. Ce mécanisme suggère en particulier que les électrons sont aisément injectés dans les grains exposés à une radiation de grande longueur d’onde alors que l’injection des trous est difficile. En conséquence, l’excès à la surface du grain des trous, par rapport aux électrons, est plus important lorsque l’absorption a lieu dans le volume du grain, comme c’est le cas pour la lumière bleue. La destruction de l’image superficielle par les radiations rouges ou infra-rouges se produit lorsque la neutralisation de l’halogène est insuffisante. On présente une preuve expérimentale supplémentaire qui renforce ces principes généraux et montre que l’interprétation classique de l’effet Herschel ne peut être appliquée.

Zusammenfassung

Es konnte gezeigt werden, dass der Abbau des Oberflächen-Latentbildes einer belichteten blauempfindlichen Emulsion durch eine Infrarotbelichtung (HerschelEffekt) mit der Bildung von Silberkeimen im Korninneren gekoppelt ist. Zumindest für einige Emulsionstypen wurde jedoch gefunden, dass das Oberflächenbild nicht zerstört wird, wenn die Herschelbelichtung in Gegenwart eines Halogenakzeptors stattfindet. Dies deutet darauf hin, dass der Latentbildabbau ein Rehalogenierungsprozess-ähnlich wie beim Villard-Effekt-sein könnte. Die Bildung eines Oberflächenbildes an einigen Körnern durch die Herschelbelichtung wird dabei als Beweis für die Erzeugung von Elektron-Defektelektron-Paaren angesehen. Belichtungen mit blauem Licht, die vergleichbare Mengen an Silber an diesen Körnern erzeugten, führten dagegen nicht zum Abbau des Oberflächenbildes an den übrigen Körnern. Es wird ein Mechanismus vorgeschlagen, der die grössere Wirksamkeit der langwelligen Belichtung für den Abbau des Oberflächenbildes zurückführt auf die bevorzugte Absorption dieser Strahlung durch Substanzen an der Kornoberfläche. Insbesondere wird angenommen, dass unter diesen Bedingungen Elektronen leicht, Defektelektronen aber nur schwer in den Kristall injiziert werden können. Daraus resultiert ein grösserer überschuss an Defektelektronen an der Kornoberfläche als bei einer Exposition mit blauem Licht, bei der die Absorption gleichmässig im Kornvolumen stattfindet; ein bereits vorhandenes Oberflächenbild wird abgebaut, wenn kein wirksamer Halogenakzeptor vorhanden ist. Zusätzliche experimentelle Ergebnisse stützen dieses allgemeine Prinzip und zeigen, dass die konventionelle Interpretation des Herschel Effektes hier nicht anwendbar ist.

Riassunto

è stato provato direttamente che la distruzione dell’immagine latente superficiale di una emulsione blu sensibile esposta mediante una post-esposizione con radiazione infrarossa (effetto di Herschel) è accompagnata dalla formazione di argento interno. Tuttavia, almeno per qualche tipo di emulsione, si è trovato che l’immagine superficiale non viene distrutta se la post-esposizione è fatta in presenza di un accettore di alogeno. Questo indica che la distruzione dell’immagine potrebbe essere un processo di rialogenazione simile all’effetto Villard. La formazione, nel corso della post esposizione, di immagine superficiale su alcuni cristallidimostra la necessità della formazione di coppie buche-elettroni affinchè tale processo abbia luogo. Esposizioni con luce blu che producono quantità di argento paragonabili su questi cristalli, non causano la distruzione dell’immagine sui granuli rimanenti. Si propone un meccanismo basato sull’adsorbimento della radiazione di lunghezze d’onda elevata da parte di composti sulla superficie del granulo per spiegare la più elevata efficienza con la quale tale radiazione distrugge l’immagine superficiale nei confronti della luce blu. In particolare, si suggerisce che gli elettroni vengano facilmente iniettati nei granuli nel corso dell’esposizione con radiazione di elevata lunghezza d’onda, e che l’iniezione di buche sia invece difficoltosa. Ne risulta così che l’eccesso di buche rispetto agli elettroni sulla superficie del granulo è maggiore di quanto non abbia luogo quando l’adsorbimento avviene da parte del volume del granulo come per l’esposizione a luce blu. Di conseguenza si avrà la distruzione dell’immagine superficiale da parte della radiazione rossa o infrarossa se la cattura di alogeno risulta inadeguata. Siapportano ulteriori evidenze sperimentali favorevoli ai principi generali e dimostranti che l’interpretazione convenzionale dell’effetto Herschel è inaccettabile.