Í myrkvaða herberginu í Vísindasmiðjunni leynast nokkrir skemmtilegir hlutir. Einn þeirra samanstendur af þremur ljóskösturum, hver í sínum lit: rauðum, grænum og bláum. Ef ekkert skyggir á kastarana blandast þeir saman og mynda hvítan lit (þótt ekkert hvítt ljós sé til staðar).
Þar sem eitthvað skyggir á kastarana, varpar hver þeirra skugga, en sumsstaðar blandast hinir litirnir saman og mynda skugga í nýjum litum; gulum, ljósbláum og bleikum.
Til að skilja hvað er hér á seyði þurfum við aðeins að skoða hvert eðli ljóssins er.
Sýnilegt ljós
Ljós er rafsegulbylgja sem dreifist frá ljósgjafa eins og gárur á vatni eða hljóðbylgjur frá titrandi gítarstreng. Hljóð kemur í misdjúpum tónum sem fara eftir því hve hratt hljóðbylgjurnar titra eða sveiflast: hraðan titring skynjum við sem háa tóna, en hægan titring sem lága. Það hve hratt bylgjur sveiflast köllum við tíðni sveiflunnar. Við getum heyrt í hljóði sem sveiflast frá því um 20 sinnum á sekúndu, upp í 20 þúsund sinnum á sekúndu.
Ljós er líka bylgja og mismunandi tíðni ljósbylgja skynjum við sem mismunandi liti. Ef við tækjum alla sýnilega liti ljóssins og röðuðum þeim eftir tíðni (eða öldulengd) mundum við fá kunnuglegt munstur: Regnboga!
Hér að ofan er bylgjulengd ljóssins merkt inn á regnbogann í einingunni nanómetrar (nm). Einn millímeter er þúsund míkrómetrar eða milljón nanómetrar. Grænleitt ljós með öldulengdina 500 nm er því um 0,5 míkrómetrar, eða 1/2000 úr millímetra. Ljós er því með afar stutta bylgjulengd. Á móti sveiflast hún mjög hratt. Rautt ljós með öldulengdina 700 nm sveiflast um 430 000 000 000 000 sinnum (430 billjón sinnum) á sekúndu, og fjólublátt ljós með öldulengdina 400 nm sveiflast um 750 000 000 000 000 sinnum (750 billjón sinnum) á sekúndu!
Regnboginn inniheldur alla sýnilega liti ljóss. Reyndar vantar nokkra liti inn í regnbogann sem við þó þekkjum. Bleikur og hvítur eru þeirra á meðal. Með öðrum orðum má segja að það er ekki til neitt bleikt eða hvítt ljós!
En hvernig má það vera? Við höfum séð þá og þá má m.a. sjá hér á þessari síðu! Jú, bleikur er ekki til sem stakur litur, en er það sem við skynjum þegar við sjáum rauðan og bláan blandað saman.
Svipaða sögu er að segja um hvítan. Hvítur er ekki til sem stakur litur, heldur sem samblanda lita úr öllu litrófi regnbogans; eða í það minnsta rauðum, grænum og bláum.
Við getum nefnilega blandað litunum saman. Litablöndurnar eru þó ekki hreinir litir, heldur verða alltaf samblöndur minnst tveggja „hreinna“ lita.
Ljósskyn augnanna og frumlitir ljóss
Reyndar er réttara að segja að við skynjum orku ljóssins fremur en hversu hratt rafsegulbylgjurnar sveiflast. En þetta er nokkurnvegin jafngilt því orka ljóssins er í réttu hlutfalli við tíðnina.
Í augum okkar eru fjórar gerðir ljósnæmra fruma: Þrjár gerðir keila og ein gerð stafa. Keilurnar notar heilinn til að setja saman litaskynjun okkar. Ein gerð keilanna er næmust fyrir bláleitu ljósi, önnur grænleitu og sú þriðja rauðleitu. Myndin sýnir viðbragðsferla ljóskeilanna, merkta S, M, og L fyrir stuttar ljósbylgjur, miðlungs, og langar.
Þegar við sjáum gult ljós frá regnboganum örvar það því bæði M og L keilurnar sem senda báðar skilaboð til heilans sem túlkar þau sem gult ljós. Litasamblöndur sem eru annars ekki til sem stakir litir í regnboganum skynum við svo sem aðra liti. Bleikt ljós er t.a.m. blanda af bláu og rauðu ljósi, án nokkurs græns, og hvítt ljós er samblanda lita sem örva allar keilurnar þrjár. Hvítan lit má þannig fá með því að blanda saman öllum litum regnbogans saman, en í raun er nóg að vera með rauðan, grænan og bláan.
Sem útskýrir þá hvernig við getum fengið hvítt ljós með uppstillingunni í Vísindasmiðjunni.
Frumlitir málningar
------------------------------
LÞað er ákveðin ástæða fyrir þessum muni á frumlitum lita málningar og ljóss. Þegar við litum með málningu erum við að ákvarða hvaða ljós nær að endurkastast frá fletinum. Rauður tekur þannig í burtu grænan og bláan. Þegar við blöndum öðrum lit við erum við að taka enn fleiri liti í burtu. Við blöndun lita erum við ekki að taka liti í burtu heldur bæta við. Á þann hátt eru frumlitir ljóss andstæður og oft eru sægrænn, gulur og fjólublár sem fást við samblöndu tveggja ljósfrumlita notaðir sem frumlitir í prentun.
Flestir hafa lært að blanda saman liti í myndmennt. Þar eru frumlitirnir þrír; gjarnan rauður, gulur og blár. Hinir fást svo með því að blanda frumlitunum saman. Þegar ljósi er blandað saman gilda þó aðrar reglur.
Frumlitir ljóss eru rauður, grænn og blár og ráðast að megninu til af ljósnæmu keilum augans en það nemur þessa þrjá liti. Hina liti litrófsins skynjar augað sem samblöndu hinna litanna. Þetta getum við skoðað með ljósakassanum í Vísindasmiðjunni. Í honum eru þrír ljóskastarar, hver í sínum frumlit. Prufið að kveikja og slökkva á hverjum fyrir sig og sjá litinn sem úr því kemur. Eins má búa til skuggamyndir en vegna þess að skuggar kastaranna þriggja lenda ekki á sama stað verða þeir mislitir eftir þeim litum sem fylla upp í eyðuna.
-- úr leiðbeiningunum:
Ljósgjafarnir eru þrír, hver í sínum frumlit ljóss: rauður, grænn og blár. Þegar þeir blandast saman skynjum við blönduna sem hvítan. Ef einhvern litanna vantar, t.d. með því að skyggt sé á einn ljósgjafann, sjáum við hins vegar bara blöndu hinna tveggja: gulan, bleikan og heiðbláan. Skarist tveir skuggar kemst svo bara einn litur að því skyggt er á hina tvo og því sjást þar litir ljóskastaranna: frumlitirnir rauður, grænn og blár. Þar sem skuggarnir þrír skarast allir fæst svo svartur skuggi. Þessir frumlitir ljóss koma til vegna skynjunar okkar á ljósi. Í augum okkar eru ljósnæmar frumur; annars vegar stafir sem greina birtustig og hins vegar þrjár tegundir keila sem nema ólíka liti misvel. Þessar þrjár tegundir keila sjá nokkuð breitt litróf en ein er næmust fyrir bláu, önnur grænu og sú þriðja nær út í rautt; og þaðan koma þessir frumlitir ljóss. Skjáir eru ljósgjafar og byggja því á rauðum, grænum og bláum dílum en málning, málverk eða prentaðar myndir gefa ekki frá sér neitt sýnilegt ljós heldur endurvarpa bara því ljósi sem í umhverfinu er. Til eru nokkur mismunandi kerfi frumlita ljóss, en í prentun eru samblöndur Það eru nokkur mismunandi Þetta hefur ýmsar áhugaverðar afleiðingar. Ef rauð- og græn-næmu keilurnar örvast báðar þá túlkum við það sem gult, en við getum í raun ekki verið viss um það hvort þarna sé á ferðinni ljós með öldulengd sem samsvarar gulu ljósi, eða einfaldlega rautt og grænt ljós. Við erum ekki næm á þann mun. --
http://webvision.med.utah.edu/book/part-viii-gabac-receptors/color-perce...
Ítarefni
Spurningar af Vísindavefnum
- Hvað eru til margir litir og hvað heita þeir allir?
- Eru hvítt og svart litir?
- Hvers vegna eru grunnlitir listmálara gulur, rauður og blár en grunnlitir tölvuskjáa og sjónvarpa rauður, grænn og blár?
- Af hverju draga dökk föt að sér hita?
- Sér maður eitthvað sem er alveg svart ef það væri til?
- Hvað eru litir?
- Hvers vegna eru litir í öllum hlutum?
- Er hægt að lýsa lit?
- Hvað verður um hvíta litinn þegar snjórinn bráðnar?
- Sjá kettir liti í myrkri, ef já hvernig liti?
- Hvað er litblinda?
- Hvaða dýr sjá liti rétt?