Commençons par quelques petits rappels qui nous aideront à bien saisir cette notion. Tout d'abord, chacun sait que l'intervalle entre deux valeurs de l'échelle des diaphragmes équivaut à une division de l'échelle des temps d'exposition. C'est ainsi par exemple que les couples diaphragme / temps, f/2,8 - 1/30 s et f/22 - 2 s conduisent à une lumination identique (en supposant évidemment que les autres paramètres restent constants). Par ailleurs, nous n'ignorons pas que la lumination est égale au produit de l'éclairement par le temps (H = E x t) et que la réponse photographique à la lumination se manifeste par le « noircissement » ou densité du négatif.

Selon la loi de réciprocité – nous y arrivons –, la densité demeure proportionnelle à la lumination quelque soient les variations mutuelles de E et de t. Cette loi énoncée par Bunsen et Roscoe en 1862 s'est par la suite avérée inexacte. Ce fut l'astronome Karl Schwarzschild (1899) qui le premier constata les écarts de la loi de réciprocité. C'est pourquoi on qualifie communément ce phénomène « d'effet Schwarzschild ».

Ainsi, les deux combinaisons, f/2,8 - 1/30 s et f/22 - 2 s donnent bien la même lumination, mais celle-ci ne provoque pas une réponse photographique exactement identique dans les deux cas. Bien qu'influencés quelquefois par la température d'exposition ou la durée de développement, les écarts de réciprocité caractérisent surtout l'émulsion utilisée et ont dans les faits plusieurs conséquences : variation de la sensibilité générale de l'émulsion, modification du contraste du négatif, altération de la sensibilité spectrale pour les films couleur (les trois couches d'émulsion se comportant différemment vis-à-vis de cet « effet »).

Heureusement, avec la plupart des films, la réponse photographique reste optimum lorsque les temps d'exposition sont maintenus entre 1/1000 et 1/8 s. Pour des temps d'exposition situés de part et d'autre de ces limites (qui ne sont aucunement absolues), « l'efficacité » de la lumination diminue. Si l'on veut conserver une réponse photographique favorable avec les temps d'exposition très courts et très longs, il faut alors augmenter la lumination théorique exigée, réajuster le temps de développement dans le cas de variation importante du contraste du négatif et filtrer spécifiquement afin de compenser l'altération de la sensibilité spectrale des films couleur. Généralement, toutes ces corrections sont précisées par les fabricants pour chacun de leurs films (exemples à la figure 1 et au tableau 1).