Фотография в ультрафиолете (UVIVF) [1]⁠⁠

UVIVF (UV-induced visible fluorescence) - видимая флуоресценция, индуцированная (вызванная) ультрафиолетовым облучением.

Фотография в ультрафиолете (UVIVF) [0]

Если мы взглянем на электромагнитный спектр, мы увидим, что видимый свет занимает лишь небольшую его часть. Наши глаза могут видеть/обнаруживать/ощущать только видимый свет, однако существует намного более широкий диапазон света, как электромагнитной волны, включая ультрафиолетовый свет и инфракрасный свет, которые невидимы для невооруженного глаза и не могут быть обнаружены непосредственно.

Ультрафиолетовый свет имеет более короткую длину волны, по сравнению с видимым светом, в то время как инфракрасный свет имеет большую длину волны, чем у видимого. Длина волны любой данной категории света физически очень мала, так что общая единица измерения используемого нанометр (нм).

Пост с более наглядными примерами из жизни на тему ультрафиолетового излучения.

Если использовать простые термины, флуоресценция относится к явлению, происходящему, когда облучаешь светом определенной длины волны материальный объект, который поглощает часть энергии, а затем повторно испускает ее наружу. Длина волны света, излучаемого наружу, всегда будет больше или равна той длине волны света, которым освещали объект.

В нашем описании мира, включающим в себя, в-основном, привычные нам наблюдаемые физические процессы, содержится крайне мало информации по флуоресценции, поэтому многообразие наблюдаемой флуоресценции поражает. Например:

Если посветить ультрафиолетом на стену, окрашенную белой краской определенного вида, белая краска не будет отражать или излучать почти ничего обратно наружу к наблюдателю в видимом диапазоне.
Если взять лист белой бумаги, то мы увидим очень ярко-синее пятно света, отражающегося на наблюдателя, потому что это иной материал, имеющий свойства, отличные от свойств белой краски.
Если взять тот же УФ-свет и посветить на другой тип материала, который также видится белым при тех же условиях освещения, как и в двух предыдущих примерах (допустим, солнечный свет), в зависимости от свойств этого материала, он может флуоресцировать различными цветами при воздействии ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО УФ-света, но тем не менее, изучение будет большей длины волны, чем УФ (напр., материал может показаться более фиолетовым или более желтым по сравнению с другими типами материала, как в примерах выше), причем яркость также может варьироваться. Некоторые виды пластмасс, черные под видимым светом, флуоресцируют оранжевым под УФ.

Многие вещи, которые видятся, например, розовыми в видимом свете, будут флуоресцировать розовым, однако розовый порошок Холи, например, флуоресцирует оранжевым/золотистым при воздействии УФ-света.

На фото: Листья с розовым порошком Холи на них, флуоресцируют оранжевым/золотым.

На фото: Холи (трёхдневный индуистский весенний религ. праздник в честь Кришны; справляется в полнолуние месяца пхальгуна (февраль-март)) Holi, Hoolee, Hohlee

Единственное различие между этими тремя описанными выше примерами, это разный тип материала. Материал может флуоресцировать иным цветом, чем это обычно бывает при видимом свете или выглядеть более или менее ярко, чем, как это обычно было бы в видимом свете. Сколько энергии падающий свет теряет при флуоресценции определяется сдвигом Стокса.

На фото: у растения некоторые листья имеют трихромы (волоски), которые флуоресцируют очень ярко в ультрафиолете. Это естественное свечение, никакое подкрашивание не применялось.

Вы наверняка видели кучу фотографий с яркими неоновыми материалами, которые флуоресцируют очень ярко, и у большинства людей о флуоресценции именно такое представление. Однако на деле у многих материалов флуоресцентная эмиссия крайне мала. Но если выставить достаточно времени выдержки, настроить чувствительность ISO и размер диафрагмы, то вы сможете сфотографировать любой материал. Бумага и белый хлопок, например, флуоресцирует очень ярко, так что короткой выдержки будет достаточно. Грязь и листы же, напротив, обычно испускают маловато видимого света флуоресценции, так что вам нужен либо более мощный источник УФ-излучения, либо большее время выдержки, чтобы захватить правильную экспозицию этого материала.

На фото: UVIVF vs видимый свет

Следует понимать, что вы не можете видеть глазом истинный ультрафиолетовый свет непосредственно (он невидим для человека), вы можете видеть только побочный продукт УФ, флуоресценцию в видимом диапазоне. В принципе, чтобы наблюдать флуоресценцию как таковую, вам не нужны источники УФ, поскольку УФ находится в непосредственной близости от видимого света, видимый свет является наиболее часто используемым источником света для демонстрации флуоресцентных эффектов. Также вы можете наблюдать индуцированную видимым светом ИК-флуоресценцию (единственный способ наблюдать которую – через инфракрасную камеру/пленку), или индуцированную синим светом зеленую флуоресценцию (многие дайверы используют синий свет при фотографировании морской жизни под водой). Оба варианта возможны, потому что вы просто берете коротковолновый свет и преобразовываете его в длинноволновый свет после того, как он попадает на объект.

Категории длин волн

Еще раз, более наглядный пост-ликбез по УФ-излучению с примерами и гифками

Пост про виды люминесценции

Видимый свет – вид электромагнитного излучения с длинами волн от 400 до 700 нм. Общими подкатегориями видимого света являются красный (620-750нм), оранжевый (590-620нм), желтый (570-590нм), зеленый (495-570нм), синий (450-495нм) и фиолетовый (380-450нм).

Двигаясь по спектру левее фиолетового, мы теперь выходим за пределы из видимого света и входим в категорию ультрафиолета, являющегося электромагнитным излучением с длиной волны от 10 нм до 400 нм.

Общими подкатегориями ультрафиолетового света являются

УФ-А / длинноволнового (315-400nm),

УФ-В / средневолновом (280-315nm),

и УФ-С / коротковолновое (100-280nm).

Существует также «Экстремальный ультрафиолет» (10-121nm), однако здесь мы не будем обсуждать его. Все виды УФ генерируют различные флуоресцентные эффекты в зависимости от облучаемого материала.

Описание УФ категорий:

UV-A (315-400nm): Вид ультрафиолетового света, на котором я в основном сосредоточусь в этой статье, это UV-A, самый близкий к видимому свету на электромагнитном спектре и является наиболее популярным и самым безопасным видом УФ излучения для использования. Чрезмерное пребывание под UV-A излучением высокой плотности (будь то краткосрочное или долгосрочное/кумулятивное) может привести к повреждению глаз (особенно если смотреть прямо на источнике света) и старению кожи. UV-A повреждение является кумулятивным, то есть его можно заметить в виде старения кожи в дальнейшей жизни. 95% УФ-А от солнца проникает через атмосферу Земли.

Я обнаружил, что большинство источников УФ-А света производятся с пиками спектра в 368нм, 365нм, 385нм, 395нм - 405нм. Свет с пиком в 395нм - 405нм будет излучать много видимого фиолетового света, который будет глушить большую часть люминесцентных эффектов, которые вы с легостью получили бы от фонарика с пиком 365нм и фильтром (стекло Вуда). Я бы юзал 395нм свет, только если бы я фотографировал очень яркий неоновый материал, но все равно, даже в этом случае я бы предпочел 365нм.

УФ-В (280-315nm): Поскольку длина волны короче, лучи меньше проникают вглубь поверхности материалов, но могут вызывать больше повреждений. UV-B известен причинением солнечных ожогов и может также повредить глаза. ~ 5% UV-B от солнца проникает через атмосферу Земли. Большинство стандартных источников УФ-В света производятся с пиками в 302нм, 312нм или 315нм.

UV-C (100-280nm): UV-C обычно используется для уничтожения микроорганизмов, и нахождение рядом с источником УФ-С света может привести к повреждению глаз, кожи и ДНК гораздо быстрее, чем от УФ-В или UV-A вы, если вы не носите защитную одежду, покрывающую все открытые участки кожи и глаз. Использование УФ-C опасно.

Уникальный визуальный эффект, который может быть получен с помощью УФ-С, заключен в том, что при фотографировании прозрачного стекла и зеркала они превращаются в монолитный непрозрачный объект золотистого цвета. УФ-C также весьма полезен при фотографировании минералов, так как многие минералы флуоресцируют более богатым числом красок при облучении УФ-С, нежели чем УФ-А и УФ-В. 0% от УФ-C проникает через атмосферу Земли. Большинство стандартных источников УФ-C света производятся с пиком в 254 нм. Ниже приводится фотография, сделанная с освещением коротковолновым УФ-C светом.

Экстремальный Ультрафиолетовый (10-121nm): Я не знаю, существуют ли вообще в продаже источники света, испускающие экстремальный ультрафиолет, каковы будут визуальные эффекты, а также каковы должны быть меры предосторожности при использовании оных. Воздух поглощает экстремальный UV, так что для работы с ним вам придется фотографировать в вакууме. Если кто-то хочет провести UVIVF-фотографию на следующий уровень и показать нам флуоресценцию в экстремальном ультрафиолете, поделитесь результатами! Я не нашел ни одного примера эУФ-индуцированной флуоресценции где-либо в Интернете. Я даже не уверен, будет ли генерироваться какая-либо видимая флуоресценция, учитывая насколько малы длины волн.

Инфа по условиям съемки, фильтрам, источникам света - в следующих постах.