Медэлектроника - 2002 Международная научно - техническая конференция Минск, Беларусь, 20-21 ноября 2002г.

ИСТОРИЧЕСКИЙ ПУТЬ РАЗВИТИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ФОТОГРАФИИ

М.А.Шустов, Томский политехнический университет, Томск, Россия

Метод газоразрядной фотографии широко применяют в медицине и биологии для динамической диагностики состояния человека. Слабо-точный электрический разряд используют также для документального выявления дефектов материалов органического и неорганического про-исхождения различной плотности и толщины, для исследования неодно-родности диэлектрической проницаемости и изучения микрорельефа поверхности.

Первые опыты по использованию электрических полей и разрядов для избирательного осаждения порошков и пыли на поверхность заря-женных нетокопроводящих материалов и получения таким образом изо-бражений относят к XVIII веку.
В 1775 г. профессором физики Геттингенского университета, ино-странным почетным членом Петербургской АН Георгом Кристофом Лихтенбергом (G.Ch. Lichtenberg, 1742-1799), а затем в 1776 г. и механи-ком Иваном Петровичем Кулибиным, Санкт-Петербург (1735-1818) был изобретен электрофор - устройство, позволяющее хранить и использо-вать электрический заряд, полученный электризацией трением. Заря-женная поверхность, притягивая пылинки, мелкие предметы, формирует "пылевые" изображения.
Первые опыты по воздействию электрических разрядов на светочув-ствительный материал можно отнести к 1830-1832 годам. Тогда в экспе-риментах французского художника Луи Жака Манде Дагера (Louis Jacques Mande Daguerre, 1787-1851) было установлено, что электриче-ский разряд оказывает на фотопластинку, обработанную йодом или си-рийским асфальтом такое же действие, как и получасовое действие света.
Во второй половине XIX века фотограф В. Монюшко совместно с проф. Д.А. Лачиновым (Санкт-Петербург, Лесной институт), используя методику Г.Х. Лихтенберга, получали на бромжелатиновых фотопла-стинках изображения монет и электродов.
В руководстве по фотографии, изданном в Санкт-Петербурге в 1876 г. упоминается о возможности визуализации электрических разря-дов с использованием фотоматериалов.
В 1876 г. Гольдштейн получил в вакуумированной разрядной трубке изображение монеты, используя ее в качестве катода. Рельеф катода (монеты) был виден в свете флюоресценции катодных лучей на противо-положной катоду стенке трубки.
Почти до самого конца XIX века для кратковременного воздействия на чувствительный (регистрирующий) слой преимущественно использо-вали электрический разряд, получаемый от наэлектризованных предме-тов. Переход на переменные токи в технике визуализации электрических разрядов означал качественно новый этап в становлении газоразрядной фотографии.
К 1891 году в США серб Никола Тесла (Nikola Tesla, 1856-1943) соз-дал первые высоковольтные генераторы затухающих колебаний высо-кой (по тем временам) частоты, с помощью которых исследовал явление свечения в разреженных газах и накаливание твердых тел в быстропере-менном электрическом поле, изучал физиологическое действие токов высокой частоты.

На демонстрационных лекциях-опытах в Лондоне и Париже в 1892 году Никола Тесла показывал публике свечение собственного тела в то-ках высокой частоты, вызывал свечение вакуумированных ламп от руки. В 1893 году он писал: "тенеобразное изображение, вызванное этими (т.е. высокочастотными) лучами, проникает сквозь непрозрачные предметы, позволяет "видеть" предметы, находящиеся в непрозрачных ящичках".
В 1891 году белорусский ученый Яков Оттонович Наркевич-Йодко (1847-1905) использовал генератор токов высокой частоты на основе катушки Г. Румкорфа для лечения парализованных и нервнобольных. Тогда же Я.О. Наркевичем-Йодко были получены первые газоразрядные снимки биологических и абиологических объектов.
В 1898 году на Пятой фотографической выставке в Пе-тербурге де-монстрировались многочисленные электрографические снимки медалей, монет, листьев растений, человеческих рук, полученные Я.О. Наркевичем-Йодко.
В Бразилии первая электрофотографическая (электроразрядная) ка-мера была создана в 1904 году католическим священником отцом Лан-делем де Моура (Landel de Moura).
В 1911 г. элект-рографические снимки получали также чеш-ский физик Б. Навратил, американец Ф. Нифер, несколько позднее немец В. Цапек.
27 октября 1916 г. Е.Е. Горин (1881-1951) подал заявку на изобрете-ние "Электрофотографический аппарат", использующий иной принцип формирования изображения. Позже это направление, развиваемое в со-ответствии с патентом Ч.Ф. Карлсона (1906-1968) с приоритетом от 4 апреля 1939 г., получило название "ксерография".
В 1924 г. Петерс изобрел клидонограф (волнозапи-сы-ватель) - устрой-ство для контроля амплитуды высоковольтного напря-же-ния. Этот при-бор представлял собой конденсатор, между стержневым и плоским элек-тродами которого помещен диэлектрический слой, покрытый фоточув-ствительной эмульсией.
В 1938 году эксперименты Гольдштейна по получению изображений катода газоразрядной трубки повторил и творчески развил немецкий физик Г. Маль.
В 1939 году чехи С. Прэт и Дж. Шлеммер воспроизвели работы В. Цапека и Ф. Нифера по газоразрядной фотографии.
К этому же году относятся первые опыты С.Д. Кирлиана с аппаратом для дарсонвализации по получению газоразрядных изображений. Поз-же, особенно за рубежом, процесс получения газоразрядных фотосним-ков получил наименование по имени С.Д. Кирлиана - "кирлианогра-фия", а сам вид этой фотографии часто стал именоваться "кирлианов-ской фотографией".
В 1945-1948 годах профес-сор МГУ Г.В. Спивак и сотр. показали, что в услови-ях искрового разряда при атмосфер-ном давлении можно полу-чать изо-бражения металлических предме-тов.
В последующие (1948-1951) годы проф. Г.В. Спивак и сотр. разрабо-тали конструкцию газоразрядного микроскопа, позволяющего получать на экране увеличенное изображение катода.
С 1949 года супруги Семен Давидович Кирлиан (1898-1978) и Вален-тина Хрисанфовна Кирлиан (1904-1971), г. Краснодар, приступили к систематическому изучению и внедрению в практику метода докумен-тальной регистрации свечения материалов и объектов в высокочастот-ном разряде.
В 1956 г. проф. Томского политехнического института А.А. Воробьев и В.Д. Кучин исследовали механизм свечения жидких и твердых диэлек-триков в предпробойных электрических полях.
Начиная с 1970 г. А.Е. Кравцов, М.А. Резников и позднее М.В. Фок стали изучать механизм образования скрытого изображения в галоидо-серебряных фотоэмульсионных слоях под действием электрического по-ля высокой напряженности.
В качестве регистрирующего слоя, на котором возможно осуществ-лять запись газоразрядных изображений, Джоном Опалинским, Канада, в 1979 г. были успешно использованы самые разнообразные материалы: хорошие изображения были получены на пленках ацетатцеллюлозы, по-лиметил-метакрилата, сортового стекла, канифоли, льняного масла и других материалов.
Ныне метод газоразрядной фотографии распространился по всему миру. В поисковых системах сети INTERNET насчитывается свыше 5000 сайтов, посвященных газоразрядной фотографии.