Formation and Properties of Sub-Image and Latent Image Silver Specks. Part IV. The Formation of Silver Specks—A Process of Nucleation and Phase Formation^*

* This paper has been presented in an abridged form by one of the authors (E. M.) as an invited lecture at the occasion of the ICPS, Rochester, New York, 20–27 September 1978.

Abstract

A consequent treatment of the events during exposure or development as a process of phase formation leads to a self-consistent description of the photographic process and many of its details. The supersaturation with respect to electrons produced by exposure or transferred by a reducing agent, determines the energies and rates of formation of silver clusters. It depends on the degree of this supersaturation if a cluster of a certain size grows (by further exposure; during development) or if it decays. [n the former case it acts as an electron trap while in the latter case it captures holes. There does not exist a generally fixed size limit valid for all conditions where, for example, hole capture stops and electron capture commences.

The presence of foreign condensation centres (sensitivity specks) changes nucleation from a homogeneous to a heterogeneous process. The formation energies are reduced at such centres; accordingly processes of phase formation take place preferentially at such centres.

Résumé

Un traitement logique assimilant les évènements qui se produisent pendant l'exposition ou Ie développement à un processus de formation de phase conduit à une interprétation convenable du processus photographique et de la pluparl de ses details. La sursaturation des électrons produits par exposition ou fournis par un agent réducteur determine l’energie et la vitesse de formation des petits agregats (clusters) d’argent. Le degre de cette sursaturation determine si un “cluster” d’une cerlaine taille croîtra lors d’une exposition ultérieure ou du développement ou au contraire décroîtra. Dans le premier cas, il agit comme un piége à électrons tandis que dans le second cas, il capture des trous positifs. II n’existe pas une taille limite fixe, valable dans toutes les conditions, Où la capture des trous positifs cesserait et celie des électrons commencerait. La présence de centres étrangers de condensation (germes de sensibilité) modifie le processus de nucléation qui, d’homogéne devient hétèrogène. Les énergies de formation étant moindres en ces emplacements, les processus de formation de phase se produisent préferentiellement sur ces centres.

Zusammenfassung

Eine konsequente Behandlung der bei Belichtung oder Entwicklung ablaufcnden Vorgänge als ein Prozess der Phasenbildung führt zu einer geschlossenen und auch im Detail widerspruchsfreien Darstellung des fotografischen Prozesses. Die durch Belichtung oder durch Elektronenzufuhr von einem Reduktionsmittel bewirkte Elektronenübersattigung bestimt die Bildungsenergien und Bildungsgeschwindigkeiten von Silberaggregaten. Ocr Grad dieser Übersättigung entscheidet darüber, ob ein Silberaggregat bestimmter Grösse wächst (bei fortgesetzter Belichtung im Entwickler) oder zerfດllt. lm erstgenannten Fall wirkt es als Ekellronenfalle, während es im zuletztgenannten Fall Defektelektronen einningt. Es gibt keine für aile Bedingungen restliegende Grösse, bei der Defektclektroneneinfang aufhört und ab der Elektroneneinfang beginnt. In Gegenwart von Fremdzentren (Reifkeimen) geht die homogene in eine heterogene Keimbildung über. An solchen Fremdzentren ist die Keimbildungsenergie erniedrigt; folglich laufen Keimbildungsprozesse bevorzugt an solchen Zentren ab.

Riassunto

Un trattamento consequenziale degli eventi nel corso dcll’esposizione O della sviluppo come un processo di forl1lazione di fase porta a una descrizione coerente del processo fotografico e di molti suoi particolari. La supersaturazione relativa agli elettroni generati dall’esposizione o trasferiti da sostanze riducenti detennina Ie energie e le velocità di formazione degli aggregati di argento. Dipende dal grado di questa sovrasaturazione se un aggregato di une certa dimensione cresce (per una seconda esposizione, durante lo sviluppo) O si disgrega. Nel primo caso esso agisce come trappola per elettroni mentre nel secondo esso cattura Ie buche. Non esistc una dimensione limite prefissata valida per tutte Ie condizioni ove cess la cattura di buche ed inizia quella degli eletlroni. La prescnza di centri di condensazione estranei (centri di sensibilità) cambia il processo di nucleazione da omogeneo ad eterogeneo. [n tali centri Ie energie di formazione risultano ridotee e conseguentemente i processi di formazione di une nuova fase hanno luogo di preferenza su tali centri.

Notes

* This paper has been presented in an abridged form by one of the authors (E. M.) as an invited lecture at the occasion of the ICPS, Rochester, New York, 20–27 September 1978.