LXIII. Photometer für photographische Processe; von Dr. Hermann Vogel. Aus den Berliner photographischen Mittheilungen, Februar — April 1868, S. 293, 320 und 23. Mit einer Abbildung. Vogel's Photometer für photographische Processe. I. Princip und Einrichtung. Das von mir construirte Photometer dient zur genauen Bestimmung der Copirzeit photographischer Negative für den Pigmentdruck (Kohlendruck) und überhaupt für alle photographischen Processe, in denen das Bild nicht direct erscheint, sondern erst durch eine nachfolgende Operation, die Entwickelung, sichtbar gemacht wird, z. B. Photolithographie, Photometallographie, Emailverfahren, Anilindruck u. s. w.Auch für Bestimmung der Expositionszeit im Negativproceß ist das Instrument geeignet, doch bedarf man hierzu noch einer Tabelle, welche unmittelbar ans den beobachteten Photometergraden die Expositionszeit angibt. Dieselbe wird von mir berechnet und später publicirt werden. Für den Silberdruck würde sich das Instrument ebenfalls eignen. Jedoch muß hier wegen der Unempfindlichkeit desselben die Scala sehr lang seyn. Die Scala der käuflichen Instrumente ist dafür zu kurz.In allen diesen Processen ist bekanntlich die Feststellung der richtigen Belichtungsdauer äußerst schwierig, da man erst bei der Entwickelung beurtheilen kann, ob dieselbe richtig war oder nicht, und ein Belichtungsfehler sich dann nur schwer corrigiren läßt. Noch schwieriger wird diese Bestimmung durch die große Veränderlichkeit der chemischen Intensität des Tageslichtes, die sich mit bloßem Auge auch nicht im Geringsten beurtheilen läßt. Das Photometer besteht im Wesentlichen 1) aus einer halbdurchsichtigen Scala, deren Durchsichtigkeit von einem Ende nach dem anderen hin gradweise abnimmt, und deren Grade in genauem mathematischem Verhältniß zu einander stehenDie Anfertigung derselben erheischt besondere Sorgfalt und eine eigenthümliche Präparation des verwendeten Rohmaterials. Um den Praktikern eine Garantie für die Nichtigkeit dieses wichtigsten Theiles des Instrumentes zu bieten, fertige ich diesen selbst. (Der Verfasser ist Lehrer der Photographie an der kgl. Gewerbe-Akademie zu Berlin. Die Red.), 2) aus einem lichtempfindlichen, wochenlang haltbaren Chromatpapier, welches unter dieser Scala in ähnlicher Weise dem Lichte exponirt wird, wie ein Stück Silberpapier unter einem Negativ. Diese Exposition wird in einem Holzkästchen vorgenommen, das ähnlich einem Copirrahmen eingerichtet ist, jedoch ein leichteres. Nachsehen wie dieser gestattet, indem es von der Glasseite geöffnet werden kann. Dieses Kästchen trägt außerdem einen Holzdeckel, den man behufs der Exposition öffnet und schließt, ähnlich wie den Objectivdeckel an einer Camera. Bei dieser Exposition scheint das Licht durch die halbdurchsichtige Scala hindurch und bräunt den darunter liegenden Streifen. Diese Färbung schreitet von dem dünnen nach dem dicken Ende der Scala hin fort und um so rascher, je stärker das Licht ist. Um zu erkennen, wie weit die Lichtwirkung nach dem dicken Ende hin fortgeschritten ist, sind auf die Scala Zahlen und Zeichen aufgedruckt, diese bleiben weiß und werden daher, wenn das Papier ringsum afficirt ist, sichtbar. Oeffnet man daher das Photometer in einem halbdunkeln Zimmer oder bei Lampenlicht und beobachtet den Chrompapierstreifen, so erkennt man die Stelle, bis zu welcher die Lichtwirkung fortgeschritten ist, an der daselbst erschienenen Zahl. II. Bestimmung der Copirgrade. Mit diesem Instrument ist es nun zunächst sehr leicht, den Copirgrad eines Negativs nach dem neuen PigmentdruckBeschrieben im polytechn. Journal, 1867, Bd. CLXXXV S. 359. richtig festzustellen. Man legt das Instrument gleichzeitig mit dem zu copirenden Negativ an das Licht, z. B. mit einem gleichmäßigen, drei- oder vierfachen Visitenkartennegativ, und deckt das erste Drittel des Negativs, wenn das Instrument beispielsweise 10°, das zweite Drittel, wenn es 12°, das dritte, wenn es 14° zeigt. In dieser Weise sind die einzelnen Theile bis 12, 14, 16° copirt worden. Man entwickelt dann das Bild und sieht nach, welcher Theil die richtige Intensität zeigt. Der bei diesem Theil verwendete Copirgrad ist der richtige Copirgrad für das ganze Negativ. Manchmal liegt derselbe zwischen zwei der angewendeten Grade, z. B. bei 13 oder 15, dann ist Bild 12 ein wenig zu hell, Bild 14 um ein wenig zu dunkel. Sollten alle 3 probeweise genommenen Grade entweder über- oder unterexponirt seyn, so wiederhole man den Versuch mit höheren oder niedrigeren Graden. Bei großen Bildern, Landschaften u. f. w. mache man es ähnlich wie mit einem Visitnegativ, indem man hier die mit verschiedenen Graden probeweise zu copirenden Theile so abgrenzt, daß möglichst charakteristische Stellen — helle Licht- und tiefe Schattenmassen auf denselben liegen. Hat man eine Anzahl Negative, so ordnet man diese nach ihrer Intensität, die der Fachmann schon mit dem bloßen Auge leicht beurtheilen kann, in drei oder mehr Classen, dünne, mittlere und dicke, bestimmt nach der oben angeführten Manier den Copirgrad eines Negativs der drei Classen und copirt darnach alle übrigen. Bekommt man irgend ein neues Negativ, so vergleiche man dieses mit dem Auge mit einem der vorhandenen, dessen Copirgrad bekannt ist und copire es ebenso hoch. Hat man irgend ein Negativ, dessen Copirgrad man mit dem Auge nicht sofort zu beurtheilen wagt, so kann man sich auch hier leicht mit einem einzigen Versuche helfen. Man legt einen Streifen sensibilisirten Pigmentpapieres (wie es öfter beim Beschneiden abfällt) über eine charakteristische Stelle des Negativs hinweg, exponirt gleichzeitig mit dem Photometer und deckt successive einzelne Theile des Streifens zu, wenn das Photometer auf 10, 12, 14 u. f. w. steht, überträgt und entwickelt den Streifen und sieht nach, welche Stelle richtig exponirt ist. Wenn man einige Versuche der Art gemacht und nur kurze Zeit mit dem Pigmentdruck und dem Photometer gearbeitet hat, so gewinnt man solche Sicherheit, daß man schon mit dem Auge einem Negativ den Copirgrad ansehen kann, und kennt man diesen, dann hat in der That der ganze Copirproceß keine Schwierigkeit mehr, denn, wie Wilson richtig bemerkt, ist die Belichtung richtig, so gelingt jedes Bild. Nun wird man vielleicht glauben, man brauche für jeden Copirrahmen ein Photometer. Das ist ein Irrthum. Ich lege im Dunkeln zunächst Papier in sämmtliche Rahmen, welche ich copiren will. Gleichzeitig mit dein Photometer werden sie an's Licht gebracht; nachdem dasselbe auf den Copirgrad der dünnen Negative gestiegen ist, werden die ersten hereingenommen oder zugedeckt oder umgedreht, dann die zweiten, endlich die letzten; das Ganze ist eine Arbeit von wenigen Minuten bei gutem Wetter. Man muß dann sehr auf das Photometer aufpassen, um sofort zudecken zu können. Ich habe dünne Negative bei heiterem Himmel 10mal in der Stunde heruntercopirt. Sind sämmtliche Nahmen hereingenommen, so werden sie von Neuem „beschickt“ (Papier eingelegt) und das Copirgeschäft beginnt von Frischem. Ist man sehr pressirt und will man auch keine Minute verlieren, so nimmt man für jede Sorte Negative (für die dünnen, mittleren und dicken) ein Photometer, das heißt also für größere Geschäfte drei. Nun ist aber noch die Empfindlichkeit des Pigmentpapieres in Betracht zu ziehen. Diese ist verschieden. Amerikanisches Papier ist z. B. fast noch einmal so empfindlich wie englisches. Bekommt der Photograph ein Papier von anderer Empfindlichkeit, so sind seine alten Copirgrade für dieses nicht mehr anwendbar; es ist aber leicht, nach einem einzigen Versuch die Copirgrade sämmtlicher Negative für das neue Instrument durch eine bloße Addition oder Subtraction zu berechnen. Es wird durch einen Versuch (wie oben) der Copirgrad eines einzigen Negativs für das neue Papier festgestellt. War der Copirgrad dieses Negativs z. B. für das alte Papier = 12, für das neue = 14, so addirt man ganz einfach die Differenz 14 - 12 = 2 zu sämmtlichen schon bekannten Copirgraden der alten Negative, um die Copirgrade sämmtlicher Negative für das neue Papier zu erhalten. Hat das neue Papier einen niedrigeren Copirgrad, z. B. 10, so ziehe man die Differenz 12 - 10 von allen bekannten Copirgraden ab. Diese höchst einfache Umrechnung der Copirgrade beruht auf der Construction der Scala, deren Grade keineswegs rein empirisch sind, sondern in einem mathematischen Verhältniß zu einander stehen. Dieser Umstand ist von hoher Bedeutung mit Rücksicht auf die wechselnde Empfindlichkeit der photographischen Papiere, er reducirt die mühsamen Neuversuche, welche sonst mit jedem neuen Papier nöthig seyn würden, auf einen einzigen; er gestattet ferner eine mathematische Bestimmung der Lichtstärken für den Negativproceß und die Meteorologie, und die Einführung einer chemischen Lichteinheit. Ueber diese Punkte werde ich in einer besonderen Abhandlung Bericht erstatten. III. Bereitung des empfindlichen Photometerpapieres. Man tauche bei Lampenlicht Steinbach- oder Rives-Rohpapier, welches man in Achtelbogen zugeschnitten hat, 3 Minuten in eine filtrirte Lösung von 1 Theil rothem chromsauren Kali in 30 Theil Wasser vollständig unter, und hänge es dann auf zum freiwilligen Trocknen. Das so bereitete Papier kann in trockenen, reinen, dunklen Holzkästen, reinlich gehandhabt, mindestens 4 Wochen lang ohne Veränderung aufbewahrt werden. Ich benutze zur Herstellung des Photometerpapieres dieselbe chromsaure Kalilösung, welche auch zur Sensibilisirung der Pigmentbogen dient. In die für letzteren Zweck filtrirte Lösung tauche ich vor dem Sensibilisiren der Pigmentbogen zuerst 2 Achtelbogen Rohpapier ein. (Nach dem Sensibilisiren der Pigmentbogen ist die Flüssigkeit zur Herstellung von Photometerpapier nicht mehr brauchbar.) IV. Beschickung des Photometers mit Papier. Man öffne den unteren, an einem einzigen Scharnier sitzenden Deckel d, nehme das innerhalb des Kästchens, über der Feder f liegende lange Hölzchen h heraus, und benutze dieses als Schablone zum Schneiden der Photometerpapierstreifen bei Lampenlicht. Man fasse das Photometerpapier mit trockenen Fingern, und schneide Streifen von der Breite und Länge des Hölzchens, mit Hülfe einer Papierschere. Den ersten und letzten Streifen werfe man weg. Die Streifen lege man einen nach dem anderen in das geöffnete Photometerkästchen T, lege dann das Preßhölzchen wieder ein und schließe den Deckel d mit der Feder. Man öffne dann den oberen Glasdeckel D (bei Lampenlicht) und sehe zu, ob Alles glatt und fest liegt. Die Streifen müssen Textabbildung Bd. 188, S. 230 unter den beiden Blechen b,b straff eingeklemmt erscheinen. Wo nicht, ist es leicht, sie von der Glasdeckelseite aus mit Hülfe eines aufgelegten Stückes reinen weißen Papieres glatt zu streichen — Alles bei Lampenlicht. Ist das geschehen, so schließe man den Glasdeckel D fest wieder und lege das Häkchen vor. V. Gebrauch. Das Photometer wird mit zugeklapptem oberen Holzdeckel L gleichzeitig mit sämmtlichen zu copirenden verdeckten Rahmen an das Licht gebracht, und in derselben Lage wie die Nahmen, ungefähr in der Mitte derselben aufgestellt, dann die Rahmen aufgedeckt und der obere Holzdeckel L. geöffnet; nach einiger Zeit (1 Minute bis 5 Minuten, je nach dem Wetter) decke man die Rahmen zu, klappe das Photometer zu und gehe mit letzterem in ein Dunkel-Zimmer, in welchem eine helle Lampe brennt. Hier öffne man das Instrument und beobachte, welche Zahlen auf dem gelben Streifen erschienen sind. Zuerst erscheint Nr. 2 hell auf braunem Grunde, dann 4, dann 6 u. s. w., die höheren Zahlen natürlich blässer. Um deutlich zu erkennen, bis zu welchem Grade die Lichtwirkung vorgeschritten ist, muß man die Augen vor dem grellen Licht schützen. Man halte das offene Instrument unter oder neben eine helle Flamme, circa 18″ Entfernung, so daß die Strahlen senkrecht auf das gelbe Papier fallen, dann sehe man mit dem vor dem Licht geschützten Auge schief über das Papier hin (in der Richtung des Streifens von 2 nach 25). In dieser Position erkennt man die Zahlen sehr gut. Man achte dabei nicht bloß auf die Zahlen, sondern auch auf die beigedruckten Hände und Buchstaben, welche das Erkennen des zarten Lichteindruckes wesentlich erleichtern. Leises Hin- und Herwenden des Instrumentes gibt bald die für das Erkennen vortheilhafteste Stellung. Nach einigen Versuchen hat man rasch die nöthige Sicherheit erlangt. Wenn man aus einem sehr hellen Naum in ein halbdunkles Zimmer tritt, sieht man bekanntlich anfangs gar nichts. Nach kurzer Zeit gewöhnen sich aber die Augen an die Dunkelheit und erkennen deutlich alle Details. Aehnliche Erfahrungen wird man auch bei Photometerbeobachtungen machen, wenn die Augen durch helles Licht geblendet sind. Nach der Beobachtung trage man das geschlossene Photometer an seinen Platz zurück, öffne den Deckel L, decke die zugedeckten Rahmen wieder auf und exponire weiter. Nach einer oder einigen Minuten wiederhole man nach Zudecken der Nahmen die Photometerbeobachtung unter obigen Vorsichtsmaßregeln. Ist der gewünschte Copirgrad (Bestimmung desselben siehe oben) noch nicht erreicht, so wiederhole man die Arbeit. Die zuerst verwendete Zeit und die dabei beobachteten Zahlen dienen als Anhaltspunkt, um ungefähr die noch nöthige Expositionszeit taxiren zu können. Nach einigen Versuchen ist man hierin orientirt. Ein Ueberschreiten des Copirgrades um einen Grad schadet wenig, da man den Fehler leicht durch längere Entwickelung wieder gut machen kann. Nachtheiliger ist eine Unter erposition. Hat man Negative verschiedener Copirgrade, so nimmt man, sobald der Copirgrad der ersten Sorte erreicht ist, diese hinein, oder deckt sie zu, dann exponirt man weiter, bis die Copirgrade aller übrigen dickeren Negative erreicht find. Sind alle fertig copirt, so beschicke man die Rahmen mit neuem Papier, nehme im halbdunkeln Zimmer bei möglichstem Lichtabschluß den obersten gefärbten gelben Streifen P heraus, indem man auf die Mitte desselben mit dem linken Daumen drückt, so daß das federnde Holz h mit dem Streifen heruntergeht, dann ziehe man beide Enden des obersten Streifens unter den Blechen hervor, streiche, während er noch aufliegt, die unteren festgeklemmten wieder glatt und werfe dann den oberen weg. Nach Schluß des Instrumentes ist dasselbe zu einer neuen Arbeit fertig. Nachtrag. — Zur Bestimmung der Copirgrade wurde oben empfohlen, ein Negativ bis 10, 12, 14° zu copiren, indem man die einzelnen Theile, wenn diese Zahlen erreicht sind, zudeckt. Dieses Decken muß mit schwarzem Papier geschehen, welches man zwischen Negativ und Pigmentbogen klemmt. Zum Beobachten des Photometers bei Lampenlicht eignet sich jede hell brennende und zum Schutz der Augen mit einem schwarzen Schirm überdeckte Lampe. Eine offene oder gar trübe brennende Lichtflamme ist dagegen durchaus zu verwerfen. Bei guter Beleuchtung ist das Ablesen leicht. Die passendste Stellung des Instrumentes zum Auge findet jeder Beobachter nach wenigen Versuchen. Die mathematischen Principien, auf denen das Photometer beruht, gebe ich den sich dafür interessirenden Lesern unten in der Anmerkung.Man denke sich eine Anzahl völlig gleicher transparenter Blätter eines absolut homogenen Materials, sey es Glas, Glimmer, Papier u. s. w. über einander geschichtet, so wird offenbar das Licht beim Durchgänge durch dieselben, theils durch Reflexion, theils durch Absorption eine Schwächung erleiden, die mit der Zahl der Schichten, welche es durchdrungen hat, zunimmt.Nimmt man an, die Stärke des Lichtes werde beim Durchdringen einer einzigen Schicht auf 1/n feiner ursprünglichen Intensität reducirt, so wird die Intensität nach Durchdringung der zweiten Schicht = 1/n2, nach Durchdringen der dritten, vierten…und xten Schicht 1/n3, 1/n4, 1/nx der ursprünglichen seyn.Construirt man demnach ein terrassenförmiges Streifensystem beistehenderauf welches Licht von der Intensität = 1 fällt, so wird die Lichtintensität unter dem ersten Streifen = 1/n,unter dem zweiten Streifen= 1/n2,unter dem dritten Streifen= 1/n3,unter dem vierten Streifen= 1/n4,unter dem xten Streifen= 1/nx feyn.Die Lichtintensitäten unter diesem terrassenförmigen Streifensystem bilden demnach eine geometrische Reihe, in welcher die Schichtenzahlen die Exponenten sind. Jetzt denke man sich unter diesen Streifen ein Stück lichtempfindliches Papier, dem Lichte exponirt, so wird dieses sich offenbar bräunen, unter dem dünnsten Ende der Streifenlage zuerst, und diese Bräunung wird nach dem dicken Ende der Streifenlage hin fortschreiten und um so rascher, je stärker das Licht ist.Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß zur Hervorbringung einer noch sichtbaren Färbung schwächsten Grades, eine ganz bestimmte chemische Lichtquantität nöthig ist.Wird demnach ein lichtempfindlicher Streifen unter der transparenten Photometerscala exponirt, so wird derselbe an irgend einer Stelle, z. B. unter der Zahl 9, sich nicht eher sichtbar färben, als bis die bestimmte zur Hervorbringung einer sichtbaren Färbung nöthige chemische Lichtquantität durch die neun Streifen hindurchgegangen ist. Da aber die Schwächung, welche das Licht beim Durchgange durch die Streifenlagen erleidet, je nach der Zahl derselben eine sehr verschiedene ist, so wird die Lichtquantität, welche auf das Streifensystem fallen muß, um nach dem Durchgange durch letztere, Noch eine sichtbare Wirkung zu äußern, eben so verschieden seyn, und wird die auffallende Lichtquantität um so größer seyn müssen, je größer die Schwächung ist, welche dasselbe beim Durchgange durch das Streifensystem erleidet.Nun stehen die Schwächungen, welche das Licht beim Durchgange durch 1, 2, 3 … x Streifen erleidet, wie eben gezeigt ist, in dem Verhältniß n : n2, n3 … nx. In demselben Verhältniß werden demnach die auffallenden Lichtquantitäten stehen müssen, welche nöthig sind, um unter dem ersten, zweiten, dritten … xten Streifen eine sichtbare chemische Wirkung hervorzubringen.Diese Wirkung offenbart sich aber durch das Erscheinen der aufgeschriebenen Gradzahlen 1, 2, 3, 4 … x. Demnach stehen die Lichtquantitäten, welche durch das Erscheinen der einzelnen Gradzahlen angezeigt werden, in dem Verhältniß n, n2, n3, n4 … nx, d. h. sie bilden eine geometrische Reihe, in welcher die Gradzahlendie Exponenten sind.Aus dieser Theorie lassen sich einige wichtige Folgerungen für die Praxis ziehen. Die Empfindlichkeit der photographischen Materialien ist nicht immer dieselbe. Braunes Pigmentpapier ist z. B. viel unempfindlicher als schwarzes. In Folge dessen muß für eine andere Papiersorte oft ein anderer Copirgrad genommen werden, um ein Bild von der richtigen Intensität zu erhalten. Dieses würde mühsame Neu-Versuche mit deu verschiedenen Negativen nöthig machen, wenn man nicht auf Grund des oben entwickelten Gesetzes im Stande wäre, ans einem einzigen Versuche die Copirgrade für alle Negative zu berechnen. Ich setze voraus, daß sämmtliche Copirgrade der Negative für eine bestimmte Papiersorte bekannt seyen. Dann hat man, um die Copirgrade für ein neues Papier zu finden, nur nöthig, eine einzige Probecopie mit dem neuen Papier und einem einzigen Negativ zu machen. Erfährt man durch diefen Versuch, daß der Copirgrad für dieses neue Papier = q ist, und ist ferner für das alte, bekannte Papier der Copirgrad desselben Negativs = p, so folgt daraus, daß die Lichtquantitäten, welche nöthig sind, um nach demselben Negative auf den verschiedenen Papieren einen hinreichend intensiven Eindruck hervorzubringen, sich verhalten wie np : nq, d. i. = nq — p. Die Lichtquantität muß demnach, um auf dem neuen Papier ein Bild zu fertigen, np — q mal so groß seyn als bei dem alten.Ist demnach der Copirgrad irgend eines anderen Negativs für das alte Papier = r, die chemische Lichtmenge, welche aufgewendet wird, also = nr, so ist die chemische Lichtmenge für das neue Papier, um nach demselben Negativ ein Bild zu erhalten = nr × np - q = nr + (p - q) und da die Exponenten von n die Copirgrade bedeuten; so ist der Copirgrad r + (p - q). Man findet demnach die Copirgrade für sämmtliche Negative für das neue Papier, wenn man die Differenz der versuchsweise an einem einzigen Negativ bestimmten Copirgrade zu den bekannten Copirgraden der anderen Negative, den Quantitäten hinzu addirt.Die Constante n der Reihe läßt sich leicht für jede Photometerscala bestimmen, indem man in bestimmter Entfernung von dem Instrumente zwei verschiedene Quantitäten Magnesiumdraht abbrennt. Nimmt man an, daß die dabei entwickelten Lichtmengen des verbrannten Magnesiums M und M′ proportional seyen und sind ferner die durch diese Lichtmengen auf dem Chromatpapier zum Vorschein gekommenen Gradzahlen g und g′, so hat man die ProportionM :M′ = ng : ng′M′/M = n(g′ - g)woraus sich n leicht berechnen läßt.Ueber die auf solche Weise erlangten numerischen Resultate behalte ich mir weitere Mittheilungen vor.