Farver — af lys
HAR De nogen sinde forsøgt at gå omkring i et bælgmørkt værelse? Eller har De somme tider lukket øjnene fast i og forsøgt at gøre Deres daglige arbejde? De har måske fundet det en lille smule skræmmende. Hvor er det rart at se lyset! Bibelens inspirerede ord er virkelig sande: „Lyset er lifligt, at skue solen er godt for øjnene.“ — Præd. 11:7.
Solen er vor største lyskilde. Hvert eneste sekund omdanner den fire millioner tons stof til energi. Denne energi spredes i alle retninger fra solens overflade med en hastighed af over 300.000 kilometer pr. sekund! Men af hvilken beskaffenhed er denne stråling? Hvordan gør den det muligt for os at se? Og hvordan kan det være at den sætter os i stand til at se så mange forskellige farver?
Hvad solen udstråler
Strålerne fra solen kaldes „elektromagnetiske stråler“, eller blot „stråler“. Denne stråling opfattes ofte som en strøm af bitte små partikler. Samtidig opfattes den imidlertid som bevægende sig i bølger. Som en kommentar til denne tilsyneladende modstridende opfattelse siger professor Walter J. Moore: „Denne lysets uvillighed til at passe fint ind i et enkelt totalbillede har været et af fysikkens mest forvirrende problemer.“
Mens alle stråler, deriblandt lyset, kommer fra solen med samme hastighed, er de ikke ens alle sammen. Der er mange slags. Nogle former for stråling har meget lange bølgelængder som kan måles i kilometer. Andre har meget korte bølgelængder som kan måles i brøkdele af milliontedele, endog tusind-milliontedele, af en centimeter.
Stråler der har længere bølgelængder er for eksempel varmebølger og de meget lange radiobølger. Og blandt de kortere stråler der kommer fra solen er de ultraviolette stråler, røntgenstrålerne, gammastrålerne og de meget korte kosmiske stråler. Men ingen af disse er synlige for det menneskelige øje, og derfor kaldes de somme tider usynligt lys. Imidlertid er der mellem de længere varmebølger og de kortere ultraviolette bølger en meget snæver stribe med bølgelængder som er synlige. Den del vi ser er altså kun et meget snævert bånd midt i et bredt spektrum af bølgelængder der spænder lige fra kosmiske stråler til radiobølger og elektrisk strøm.
Stråler som når jorden
Ikke alle stråler som solen sender mod jorden når herned. Det er fordi jordens atmosfære tjener som et skjold. Det der hovedsagelig når jorden er således bølgelængderne med synligt lys samt et begrænset antal usynlige bølger. Hvor kan vi være glade for at vores atmosfære holder det meste af den usynlige stråling ude, for hvis den fik lov til at nå jorden ville den dræbe os alle!
På den anden side kan vi være taknemmelige for at synligt lys findes i en sådan overflod på jorden. Planterne optager lysets energi og bruger den til at omdanne kuldioxyd og vand til druesukker som er den grundlæggende bestanddel i al føde. Uden denne energi fra lyset kunne der ikke vokse planter, og intet kunne leve på jorden.
Bølgelængder der giver farve
Men lyset giver os meget mere. Det velsigner os med strålende farver og skønhed. Det der er så bemærkelsesværdigt er at det bånd med synlige bølgelængder som giver os lyset og de mange farver, er så snævert. Disse bølgelængder måler kun fra omkring firs milliontedele af en centimeter fra bølgetop til bølgetop, hvilket vort øje opfatter som rødt, til omkring fyrre milliontedele af en centimeter, hvilket vi ser som violet!
Eftersom disse stråler bevæger sig med lysets hastighed er antallet af stråler som rammer øjet mellem 375 og 750 billioner pr. sekund. Denne svingning opfattes af det menneskelige øje som lys, og farven varierer efter svingningernes hyppighed.
Lysets utallige farver
Lyder det mærkeligt for Dem at vi siger at lys er sammensat af forskellige farver? Troede De at lyset var helt hvidt? I almindelighed ser det godt nok hvidt ud fordi alle de synlige strålers bølgelængder bevæger sig sammen. De er ikke adskilt. Men når bølgelængderne adskilles kan man se hver enkelts farve.
De kan selv engang efterprøve dette. De kan holde en longplaying grammofonplade op mod lyset og se på de fine riller på dens overflade. Lyset bliver brudt og man kan se dets forskellige farver. Eller De har måske efter et regnskyl lagt mærke til hvordan de små vanddråber i luften har opdelt sollyset i dets grundfarver — violet, blå, grøn, gul, orange og rød — og frembragt en smuk regnbue.
Dette betyder ikke at lyset kun kan opdeles i disse få farver. Det kan i virkeligheden deles i titusindvis af forskellige bølgelængder som hver frembringer sin bestemte nuance eller afskygning af grundfarverne! Øjet kan imidlertid ikke skelne mellem to lysbølgers farve hvis deres bølgelængder ligger for tæt op til hinanden.
Undersøgelser har vist at det menneskelige øje kan skelne mellem cirka 128 enkelte farvetoner i det synlige lys. Men for at øjet endog skal kunne adskille dette antal må hver enkelt farve vises på en skærm, og før den fjernes må en anden med en lidt anderledes bølgelængde vises ved siden af. Kun ved således at sammenligne dem kan øjet opfatte forskellen på mere end hundrede farver i synligt lys.
Kilden til al farve
Løft et øjeblik øjnene fra den trykte side og se nøje på nogle ting omkring Dem — måske en bogreol, et skrivebord, eller gulvet. Er det ikke forbavsende hvor mange forskellige farver der findes? Men hvorfra kommer farverne?
Farven findes ikke i skrivebordet, gulvet eller hvad De nu har set på. Det er sandt at vi måske omtaler disse ting som om de har en bestemt farve. Men sandheden er at vi ikke lever i en verden af farvede genstande. Tingenes farve ligger i virkeligheden i det lys der skinner på dem. Lyset er den eneste farvekilde, og uden lys findes der ikke engang den svageste antydning af farve.
Hvordan vi kan se lyset
Men hvordan kan det være at vi kan se lyset med dets utallige farver?
Lyset kan ikke ses når det bevæger sig gennem rummet, lige så lidt som radiobølger og andre stråler kan ses. Det der gør lyset synligt for øjet, er det stof det falder på.
Hvis vi for eksempel befandt os i et værelse uden støvpartikler og uden luft, kunne vi ikke se lysstrålen fra en tændt lommelygte. En lysstråle i et lufttomt rum er helt usynlig. Når astronauter i rummet således ser ud ad vinduet, kan de se den strålende sol, men himmelen er sort. Sort er den totale „mangel“ på lys eller farve. Solen oplyser ikke himmelen, for i rummet findes der ikke noget stof solens lys kan falde på. Vi kan kun se lyset når det rammer en genstand som reflekterer dets bølger til vore øjne.
Hvad er det så der bevirker at en genstand ser ud som om den har en bestemt farve? Hvorfor er de fleste planter og træer grønne og himmelen i almindelighed blå? Og hvorfor bliver himmelen somme tider mørk orange eller rød nær horisonten om aftenen?
Hvad der giver himmelen farve
Vor himmel er fyldt med luft samt små damp- og støvpartikler. Før bemærkede vi at atmosfæren beskytter os mod dødelig stråling. Den virker som et gigantisk spejl der kaster det meste af denne stråling tilbage i rummet igen. Imidlertid trænger lyset gennem dette skjold; men derved spredes mange af dets bølger på grund af luftens partikler. Størrelsen af disse partikler gør at de kortere blå bølger spredes langt mere end andre. Derfor er himmelen blå.
Men når solen er nær horisonten kan det være anderledes. Den mere horisontale vinkel hvori solen nu sender sine stråler gennem en støvfyldt atmosfære, er tilbøjelig til at sprede lysets længere bølger, hvilket forårsager at himmelen antager en mørk orange og rød farve. I 1883, efter at vulkanen Krakatau kom i voldsomt udbrud og spredte støvpartikler ud i jordens atmosfære, oplevede verden en række bemærkelsesværdigt smukke solopgange og solnedgange.
Hvordan de fleste farver fremkommer
Imidlertid er spredningen af visse lysbølgelængder ikke den primære måde hvorpå der fremkommer farver. De fleste genstande får farve fordi de absorberer visse lysbølgelængder og reflekterer de andre.
For eksempel er de fleste planter og træer grønne på grund af den specielle måde klorofylets pigmentmolekyler er ordnet på. Når sollyset falder på klorofylet absorberes de fleste af de kortere violette og blå lysbølger, og ligeledes de fleste af de længere røde bølger. Disse lysbølgelængder bruges af planter og træer i frembringelsen af føde. Imidlertid reflekteres hovedsagelig de grønne lysbølger, og det er derfor vi opfatter planter og træer som grønne.
Farverne på menneskegjorte ting, som for eksempel maling og trykfarve, fremkommer på samme måde. Tingenes pigmentmolekyler absorberer visse bølgelængder — eller man kunne sige at de fjerner en vis del af det smalle lysbånd. Så reflekterer de den del der ikke absorberes eller fjernes. Det er altså kombinationen af de reflekterede bølgelængder — det vil sige blandingen af alle de lysfarver der ikke absorberes — som giver de fleste ting vi ser farve.
En rød kjole er altså rød fordi farvestoffet i den absorberer eller fjerner de andre bølgelængder og reflekterer det røde lys. Asfalt er sort fordi pigmentmolekylerne i den absorberer alle bølgelængder og reflekterer meget lidt af dem alle. På den anden side opfatter vi en genstand som hvid når den i lige høj grad reflekterer alle lysfarver, hvilket tilsammen giver hvidt.
Pigmenter reflekterer i virkeligheden altid nogle bølgelængder af alle farver. Teoretisk kan man sige at hvis to farvestoffer hver for sig kun reflekterede én bølgelængde, ville resultatet blive sort når de blev blandet. Men som enhver ved kan man blande blå og gul maling og få grøn maling. Det er fordi blå maling også reflekterer grønt lys, og gul maling ligeså reflekterer grønt lys. Når de bliver blandet absorberes blåt lys altså af det gule pigment og gult lys af det blå pigment. Dette lader grønt lys — som er fælles for dem begge — tilbage til at blive reflekteret, og det giver grøn maling.
De mange forskellige lyskombinationer som genspejles fra tingene omkring os er forbløffende. Da ingen bølgelængde absorberes helt ser vi verden omkring os i en vidunderlig farvepragt. Man har anslået at der findes omkring ti millioner farver!
En ting der er med til at bestemme en genstands farve, foruden hvordan den absorberer og reflekterer lyset, er selve lysets beskaffenhed. Sollysets energi fordeles ligeligt gennem alle farverne, men dette er ikke tilfældet med kunstigt lys. De lysstofrør som ofte bruges i forretninger giver meget blåt lys. Imidlertid mangler glødelamper noget af det blå lys og udsender derfor et gulligt lys. Dette kan påvirke Deres indkøb.
For eksempel køber De måske en rød kjole i en forretning som har lysstofrør. Men når De kommer ud i sollyset bliver De måske overrasket over at se hvor meget mere rød kjolen i virkeligheden er. Det er fordi lysstofrørene med deres overskud af blåt lys ikke producerer tilstrækkeligt med røde bølgelængder som kjolen kunne reflektere. Eller De tror måske at De i en forretning som oplyses af glødelamper køber en sort habit. Men når De kommer ud i sollyset opdager De at den er blå! I forretningen frembringer glødelamperne ikke blå bølgelængder der kan reflekteres, og da tøjet i forretningen absorberede alle andre bølgelængder, så det ud som om det var sort.
Farver på en anden måde
Visse ting kan ved selve deres overfladestruktur frembringe forskellige farver. Mange af de smukkeste farver som dyrene har er et resultat af den måde hvorpå deres krop opdeler lyset i de bølger det består af.
Betragt for eksempel en sommerfugl som, når man ser den fra oven, har en metalblå farve på vingerne. Når man ser hen langs vingernes overflade kan den være højrød. De forskellige farver fremkommer ved den måde hvorpå lyset brydes af vingernes fint rillede overflade. Dette kan man påvise ved at presse blødt voks mod den blå vinge. Så får voksen samme farve som sommerfuglen. Men når voksens overflade glattes ud forsvinder farven!
Sandelig, lyset velsigner os på mange måder. Selve livet er afhængigt af solens stråler som vor planet bader sig i. Og hvilken vidunderlig gave lyset desuden er i dets mangfoldige strålende farver! Og hvem bør vi takke for disse velsignelser? Den store Skaber, selvfølgelig. Ja, vi må takke „[Jehova], han, som satte solen til at lyse om dagen“. — Jer. 31:35.