Utvalgte oppslagsord fra Store norske leksikon

ved
Torger Holtsmark

A

Abbe, Ernst, 1840–1905, tysk fysiker og astronom, professor i Jena 1870–88. En av grunnleggerne og lederne av det optiske Zeiss-firma og glassverket Schott & Genossen. Han ytet fremragende bidrag til teoretisk og instrumental optikk, samtidig som han gjennomførte en rekke sosiale reformer i bedriftene og opprettet den sosiale og vitenskapelige Carl Zeiss-stiftelsen.

 

Abbes refraktometer, se ▶refraktometer.

 

aberrasjon (av lat. 'forville seg, komme bort fra')

1. (fys.) Optiske avbildningsfeil, bestemt av de speilende eller brytende flaters form, og av fargespredningen i de lysbrytende materialene.

 

Formens innvirkning

 

Figur 1

 

Sfærisk aberrasjon (åpningsfeil) skyldes at linsens randsone bryter lyset sterkere enn midtsonen. Randstrålene fra et objektpunkt på aksen, uendelig langt borte, krysser hverandre i punktet B (se figur 1), mens strålene nær linsens senter krysses i punktet C lenger unna linsen.

   Billedpunktet blir dermed utsmurt til en uskarp, sirkulær flekk loddrett på aksen. Flekken har sin minste diameter (beste avbildning) et sted mellom B og C.

   Den sfæriske aberrasjonen kan reduseres ved at man blender av randstrålene. Ved å tilpasse linsens form, eller ved å kombinere passende samle- og spredelinser, kan man oppheve den sfæriske aberrasjonen fullstendig for en bestemt objektavstand. Dette kalles sfærisk korreksjon. Kikkert- og kameraobjektiver blir korrigert for et uendelig fjernt objektpunkt. Mikroskopobjektiver blir korrigert for en objektavstand som er bare litt større enn objektivets brennvidde.

   Koma opptrer når objektpunktet ligger utenfor aksen. Selv om linsen er korrigert for sfærisk aberrasjon, blir et punkt da avbildet med en kometlignende hale som peker mot eller bort fra den optiske aksen, alt etter linsens form eller blenderens stilling. En enkel linse kan gis en slik form at koma er opphevet for en bestemt objektavstand. Et linsesystem som er korrigert for både sfærisk aberrasjon og koma kalles aplanatisk, og egner seg da også for avbildning av punkter som ligger utenfor aksen.

 

Figur 2

 

   Fortegning oppstår ved avbildning av utstrakte objekter, og skyldes at forstørrelsen varierer med objektpunktets avstand fra aksen. Et kvadrat avbildes tønne- eller puteformet alt etter som systemets blender står foran eller bak linsen (se figur 2). Fortegning kan korrigeres ved at man plasserer blenderen mellom to innbyrdes symmetriske linser.

   Se også ▶astigmatisme.

 

Fargespredningens innvirkning

 

Figur3

 

Kromatisk aberrasjon (fargefeil) skyldes at linsen bryter kortbølget lys (blått, fiolett) sterkere enn langbølget lys (rødt, oransje). Billedpunktet F for kortbølget lys faller derfor nærmere linsen enn billedpunktet R for langbølget lys (se figur 3). Et uendelig fjernt lyspunkt på aksen avbildes derfor mellom F og R som en sammenhengende serie av fargete billedpunkter, svarende til de ulike bølgelengdene i lyset. Fordi det utenfor hvert billedpunkt finner sted en blanding av de øvrige bølgelengdene, blir billedpunktet utsmurt til en uskarp, sirkulær, farget flekk loddrett på aksen. Flekkens diameter og fargefordeling varierer fra punkt til punkt mellom F og R, og der hvor diameteren er minst har vi den beste avbildningen. Ettersom en linse aldri vil være helt uten sfærisk aberrasjon, vil fargeovergangene normalt være noe mer utflytende enn vist i figuren. (Se også ▶randfarger.)

   Hvis vi i stedet for det nevnte lyspunktet avbilder et sort punkt med lys omgivelse, ser vi en tilsvarende, men fargemessig komplementær, rekke av avbildninger.

   Spredelinser frembringer tilsvarende virtuelle billedpunkter, og rekkefølgen langs aksen er omvendt av samlelinsens. Den kromatiske aberrasjonen kan derfor reduseres ved at man kombinerer en samlelinse med en spredelinse som har mindre linsestyrke, men større fargespredning, se ▶akromatisk linsesystem.

 

absorpsjon, (av lat. 'innsuging'), prosess hvor en energiform (f. eks. lys) trenger inn i et stoff og derved mister sin identitet. (Se også ▶absorpsjonsspektrum og ▶selektiv absorpsjon.)

 

absorpsjonsspektrum, det spektrum man får når hvitt lys blir spaltet i et spektroskop etter at det har gått gjennom et gjennomsiktig stoff. Forskjellige farger i spektret blir svekket ulikt, og på en måte som er karakteristisk for det stoffet lyset har gått gjennom (selektiv absorpsjon). Graden av svekking er avhengig av stoffmengden lyset passerer. Er stoffet sammensatt av komponenter med forskjellige slags molekyler, vil hver komponent bidra til svekkingen på sin måte. Absorpsjonsspektret kan derfor brukes i kjemisk analyse, både til å identifisere et stoff og til å bestemme mengden av det i en stoffprøve.

   Absorpsjonsspektret fra gasser og metalldamper har absorpsjonslinjer, mens spektret fra fargede væsker og faste stoffer som regel har større spektralområder svekket. Lyset fra en stjerne gir absorpsjonsspektrum når lyset fra stjernens indre passerer et ytre gjennomsiktig gasslag, og absorpsjonsspektret forteller derfor noe om hvilke stoffer som er til stede i gasslaget omkring stjernen. Også i sollysets spektrum er det absorpsjonslinjer. De kalles ▶fraunhofers linjer etter den tyske optiker J. Fraunhofer.

 

adaptasjon el. adapsjon (av lat. adaptare, 'tilpasse') tilvenning, tilpasning.

Sanseorganenes omstilling av følsomheten i forhold til en vedvarende stimulering. Adaptasjonen ytrer seg da på to måter: som svekket mottagelighet overfor de stimuli som påvirker en (ubehagelig lukt merkes ikke etter en kort stund; et sjøbad kjennes mindre kaldt etter at man har oppholdt seg en tid i vannet); og som økt følsomhet overfor stimuli man ikke er blitt utsatt for (øyets lysømfintlighet øker etter en tids opphold i mørke). Adaptasjonen tar kortere eller lengre tid og gjør seg mer eller mindre gjeldende for de forskjellige sanser. Fra sterkt lys til mørke tar en fullstendig adaptasjonsprosess ca. 40 minutter.

   Øyets mørkeadaptasjon kan bestemmes ved hjelp av spesiell apparatur (adaptometere). Ved nattblindhet og enkelte sykdommer i øyets netthinne ( retinitis pigmentosa ) er evnen til mørke-adaptasjon nedsatt eller opphevet.

 

additiv fargeblanding, blanding av fargete belysninger, blanding av fargestimuli på netthinnen. Se ▶farge (fargeblanding) og ▶fargestimulus. Jfr. ▶subtraktiv fargeblanding.

 

akromatisk (av gr. nektende a, og 'farge'), ufarget, grå.

akromasi, frihet for farger.

akromatisere, gjøre fargefri.

 

akromatisk farge, farge som mangler kulør (nøytral, ufarget, hvit, sort, grå).

 

akromatisk linsesystem, linsesystem korrigert for kromatisk ▶aberrasjon. To bestemte bølgelengdeområder av lyset brytes da like sterkt, slik at fargespredningen delvis oppheves. Den første vellykkede akromatiske linsen ble laget av den engelske optikeren John Dollond i 1758. Han kombinerte en samlelinse av kronglass, med en svakere spredelinse av flintglass (som har større fargespredning enn kronglass). På denne måten er det mulig å få opphevet brytningsforskjellen fullstendig for to utvalgte bølgelengder.  

   I kikkerter og mikroskoper er objektivet gjerne akromatisert for bølgelengdene 490 og 660 nm (visuell akromasi). Disse bølgelengdene representerer to fargetoner (blågrønt og rødt) som for øyet er komplementære og derfor adderes til hvitt. For fotografiske formål blir objektivet gjerne akromatisert for bølgelengdene 410 og 590 nm (fotografisk akromasi), som er tilpasset filmens spektrale lysfølsomhetskurve.

 

akromatisk punkt, hvitpunktet, fargen av den belysning som fargesystemet er definert for, f.eks. dagslys eller glødelampelys. Se ▶fargemåling.

 

antikorona,  se ▶korona.

 

apertur (av lat. 'åpning'), åpningen som avgrenser lysstrømmen gjennom et optisk system. Med aperturen til en linse eller et hulspeil forstår man henholdsvis linseåpningens og speilåpningens diameter.

 

Apertur i optiske systemer

Ettersom en større apertur gir mer lys til billedplanet, samtidig som en mindre apertur gjerne betyr bedre avbildning, er det ofte ønskelig å kunne regulere aperturen. Dette kan gjøres ved en regulerbar blender (irisblender). Men fordi blenderen ikke kan ligge i linseplanet, blir aperturbegrepet mer komplisert. Et nærliggende eksempel er et vanlig godt fotografisk objektiv. Der finnes blenderen et sted inne i linsekombinasjonen. Når vi ser inn i et slikt objektiv forfra, virker den forreste linsen som en lupe og frembringer et virtuelt bilde av blenderen. Ser vi inn i objektivet bakfra, ser vi vanligvis et enda større bilde av den samme blenderåpningen. Disse to bildene kalles systemets inngangs- og utgangspupill, idet de avgrenser det lyset som henholdsvis passerer inn i objektivet og det som trer ut av objektivet.

Relative apertur (eller åpningsforholdet) er forholdet mellom inngangspupillen og brennvidden for systemet.

Numeriske apertur, er lik n · sin u, hvor n er brytningsindeksen i området mellom objekt og objektiv og u er åpningsvinkelen (dvs. vinkelen mellom den optiske aksen og en linje fra brennpunktet til randen av apertur-blenderen; kalles også angulær apertur).  

   Ved avbildning av fjerne gjenstander er belysningsstyrken i billedplanet proporsjonal med kvadratet av den relative apertur. Ved fotografering angis som regel den inverse av denne størrelsen: blendertall eller f-nummer. Ved avbildning av nærliggende gjenstander (med lupe, mikroskop) er belysningsstyrken for bildet proporsjonal med kvadratet av den numeriske apertur. Den numeriske apertur er også bestemmende for et mikroskops oppløsningsevne. (Se også ▶mikroskop.)

 

aplanatisk linsesystem (av gr. nektende a og 'omflakkende'), linsesystem som er korrigert for både sfærisk aberrasjon og koma (se ▶aberrasjon). Det første aplanatiske linsesystemet ble konstruert i 1866 av den tyske fysikeren C. Steinheil. Det bestod av to akromatiske linser med en blender imellom.

 

apokromat (av apo- og gr. 'farge'), linsesystem som er akromatisk for tre bølgelengder og aplanatisk for to. Apokromater benyttes i linsesystemer med høye krav til avbildningskvalitet, som enkelte kikkerter og mikroskoper. Består av flere glassorter.

 

astigmatisme (av gr. nektende a og 'punkt'),

 

 

1. (fys.) Optisk avbildningsfeil, opptrer selv om linsen er korrigert for sfærisk aberrasjon. En begrenset, sirkulær lyskjegle som faller inn fra et punkt P utenfor linsens akse, vil skjære linseplanet i en ellipse (se figur). Dette medfører at strålene i lyskjeglen brytes ulikt, og det dannes ikke ett brennpunkt, men to atskilte brennlinjer. Disse står loddrett på hverandre, i hvert sitt billedplan. 

   I et utstrakt objekt vil linjer som er parallelle med den ene brennlinjen avbildes skarpt i dennes billedplan, mens linjer som er parallelle med den andre avbildes skarpt i det andre billedplanet. Ettersom rekkefølgen av de to billedplanene er omvendt for samle- og spredelinser, kan astigmatismen oppheves for en bestemt objektavstand ved å kombinere samle- og spredelinser av forskjellig styrke og med forskjellig brytningsindeks. Et slikt linsesystem kalles anastigmatisk.

   Et linsesystem som er korrigert for sfærisk aberrasjon og astigmatisme, kan fortsatt frembringe billedfeltkrumning, dvs. at et plan avbildes som en dobbeltkrummet flate. For visse formål (bl.a. fotografiske) korrigerer man også for dette.

2. (med.) Astigmatisme kan forekomme i øyet når øyets lysbrytende medier (hornhinne, linse) ikke kan samle lysstrålene til ett punkt. Synet er da nedsatt. Årsaken til astigmatisme er ofte at hornhinnen bryter lyset svakere i horisontalplanet enn i vertikalplanet. Astigmatisme kan korrigeres med briller (sylinderglass) eller kontaktlinser.

 

avbildning, det at et optisk system av linser og/eller speilende flater frembringer et ▶bilde av objektet i et billedplan, f.eks. på øyets netthinne eller på fotografisk film.

Ideell avbildning, forutsetter at strålebunten (lyskjeglen) fra et objektpunkt i et objektplan gjenforenes i ett og samme punkt (billedpunktet) i et billedplan, samt at alle punktene i billedplanet har samme forstørrelse. Dette kravet er tilfredsstilt for speilbilder gjennom plane speil, men ellers er billedpunktet vanligvis beheftet med ulike typer avbildningsfeil (se ▶aberrasjon og ▶astigmatisme). For avbildning gjennom hull (hullavbildning)
se ▶camera obscura.

 

B

barlowlinse, spredelinse (konkav linse), plasseres bak objektivet i en kikkert (regnet i stråleretning), men foran og nær opp til objektivets reelle, forminskede bilde av objektet. Bildet rykker da utover på aksen og øker i størrelse (i praksis maksimalt med en faktor på ca. 3). I optisk henseende kan den betraktes som en del av objektivet, men utstyrsmessig hører den til okularet. Barlowlinse brukes særlig ved planetobservasjoner. Oppfunnet av den amerikanske optikeren og matematikeren Peter Barlow (1776–1862).

 

belysning, det lys som faller på gjenstandene i vår omgivelse og medvirker til deres utseende. Belysningen består dels av direkte lys fra selvlysende legemer (lyskilder), og dels av spredt, tilbakekastet eller gjennomskinnende (transmittert) lys fra ikke-selvlysende medier og legemer. 

   Dagligspråket har et rikt forråd av ord som karakteriserer forskjellige typer av belysninger, som sterkt og svakt, hardt og bløtt, varmt og kaldt lys, sollys, demringslys, lampelys, gatelys, arbeidslys.

 

Naturlig belysning

Vårt naturlige visuelle miljø er i første rekke bestemt av en skiftende blanding av direkte sollys, spredt lys fra atmosfæren og tilbakekastet lys fra det belyste landskap. Når sollyset trenger inn i atmosfæren, blir en del av det kortbølgede lyset spredt i alle retninger gjennom en atomær resonansprosess i luftens nitrogen (se ▶Rayleigh-spredning). Denne prosessen er årsak til den karakteristiske blå himmelfargen, men den samme blåtonen kjenner vi også som en lokal virkning av fine støvpartikler i tørr, tynn røyk. Hvis partiklene øker i størrelse, for eksempel ved at de blir kondensasjonskjerner for luftens vanndamp, blir også en del av det langbølgede lyset spredt, og himmelfargen går mer mot hvitt. Den hvite fargen til sommerdis og skyer skyldes spredning fra hele spekteret. Uten det spredte atmosfærelyset ville Solen vært omgitt av nattsvart himmel, og landskapet vært preget av grelle lys–mørkekontraster.

   Lysspredningen virker også inn på fargen av det direkte sollyset, for i samme grad som den kortbølgede (blå) delen av sollyset blir spredt, øker andelen av langbølget lys i restlyset, slik at dette får en gylden eller gulrød fargetone. Ettersom Solen synker lavere, øker også lysets vei gjennom atmosfæren, og dermed blir mer lys spredt, slik at det direkte sollyset får en varmere tone. På skyfrie ettermiddager om vinteren ser vi ofte at belyste sneflater har en varm-gylden fargetone, mens skyggepartiene, som er opplyst av det spredte himmellyset er kjølig-blå.

 

Belysning og farge

Belysningens farge. Det er naturlig å tale om belysningens farge, men strengt tatt mener man da bare den fargen som er knyttet til vårt synsbilde av lyskilden eller til en overflate som reflekterer lyset fullstendig og i alle retninger. Slike overflater er for eksempel tørr nysne eller finpulveriserte hvite pigmenter (sinkoksid, bariumsulfat o.l.). Presset magnesiumoksid som reflekterer 98 % av alt innfallende lys er en vanlig hvitstandard.

   Belysningens farge er i første rekke bestemt av tre faktorer:

   1) Fordelingen av elektromagnetisk strålingsenergi innenfor det synlige spektrum, dvs. bølgelengdeområdet ca. 380–760 nanometer. Vår viktigste lyskilde, solen, har et sammenhengende spektrum med høyest intensitet i den midtre (grønne) delen. Glødelampen har sitt intensitetsmaksimum i den langbølgete (røde) delen av spekteret.

   2) Øyets følsomhetsspektrum, dvs. øyets relative følsomhet for de enkelte bølgelengdenes strålingsenergi. Lys fra den langbølgete delen av spekteret oppfattes som rødt. Med synkende bølgelengde går fargetonen suksessivt gjennom oransje, gult, grønt, blått og fiolett. En belysning bestående av en blanding av lys fra spekterets to endepunkter (rødt og fiolett) har en fargetone, purpur (magenta), som ikke finnes blant spektralfargene. Et normalt øye har om dagen sin maksimale følsomhet ved 555 nanometer (gulgrønt) (dagsyn), om natten ved 505 nanometer (nattsyn), men da er samtidig kulørfornemmelsen opphevet (purkinjeskift) .

   3) Øyets tilpasning (adaptasjon) til den rådende belysning. Øyet vil etter en tid tilpasse seg lyskilden og oppfatte den som hvit. Utendørs glødelampelys blir i dagslys oppfattet som gulaktig, om natten som hvitt.

   Gjenstandens farge. For en belyst overflate er fargen i første rekke bestemt av forholdet mellom belysningens energispektrum og overflatens refleksjonsspektrum, dvs. refleksjonsfaktoren for lysets forskjellige bølgelengder. At stoffene skifter farge med belysningen, er en velkjent erfaring. For eksempel vil blå stoffer gjerne synes mørkere når de føres fra dagslys til lampelys, fordi dette har meget mindre blått lys i sitt spektrum.

   Men også slike fargeendringer blir til en viss grad utlignet gjennom øyets tilpasning til belysningen. Til tross for at glødelampens lys er rødere enn sollyset, oppfatter vi interiørets farger som de samme om kvelden som om dagen (fargekonstans).

 

Belysningsstyrke

Vi skjelner mellom subjektiv og objektiv bestemmelse av belysningsstyrken.

   Subjektiv belysningsstyrke. Om en overflate oppfattes som mørk eller lys avhenger først og fremst av forholdet mellom styrken av det lys som reflekteres fra overflaten og det som reflekteres fra dens omgivelser. Øyet innstiller seg etter en tid til den rådende belysning og bedømmer lyshetsgraden av de enkelte overflatene ut fra denne (se ▶adaptasjon). I vanlig belysning vil da en flate som kaster tilbake 10 ganger sterkere lys enn gjennomsnittet for omgivelsene, oppfattes som hvit, mens en som kaster tilbake mindre enn ¹/₁₀ av gjennomsnittet, oppfattes som svart. En overflate som er malt med et sterkt lysabsorberende pigment, vil i en midlere belysning vise seg svart ved siden av flater som er malt med lysere farger, men hvis den samme overflaten er den eneste som blir belyst, viser den seg hvit. Det er denne virkningen som gjør det mulig å vise lysbilder av svarte gjenstander på et hvitt lerret.

   Styrken av det reflekterte lyset fra en overflate er imidlertid i like høy grad bestemt av overflatens helningsvinkel i forhold til retningen av det innfallende lyset. Dette forholdet ble bevisst utnyttet ved utformingen av den doriske søyle, hvis skarpkantede kannelyrer skaper en veksling av lys og skygge som fremhever søylen som romlig form, og som dessuten gjenspeiler det skiftende himmellyset.

   Evnen til å se detaljer, dvs. skjelne mellom områder med forskjellig lyshetsgrad eller forskjellige fargenyanser, er avhengig av at den objektive belysningsstyrken holdes på et passe nivå. Ved for sterk belysning vil lyse områder virke skinnende eller blendende, og er belysningen svak, blir synbarheten dårlig og detaljer blir borte. Ved god allmenbelysning i et rom bør den objektive belysningsstyrken ikke variere med mer enn en faktor på 3 over og under den gjennomsnittlige belysningen.

   Ved valg av belysningsnivå må det ellers tas hensyn til både personenes synsevne og til belysningen i omgivelsene. Synsevnen svekkes med alderen – i gjennomsnitt regner man med at en 40-åring vil trenge dobbelt så sterk belysning som en 20-åring, og at en 60-åring vil trenge 6 ganger så sterk belysning.

   Objektiv belysningstyrke. Teorien for måling av strålingsenergi kalles radiometri og bygger på fysiske størrelser (energi, effekt o.a.). Teorien for måling av synlig lys kalles fotometri og bygger på de samme størrelsene, men måleenhetene er tilpasset øyets følsomhetsskala. Denne tilpasningen skjer gjennom en beregnet størrelse som kalles lysutbyttet, og som utledes slik: Den lysmengden en lyskilde avgir pr. tidsenhet, kalles lysfluksen (eller lysstrømmen) fra kilden. Den måles i lumen (lm). Forholdet mellom lysfluksen fra en kilde og kildens energiforbruk, kalles lysutbyttet, og måles i lumen pr. watt (lm/W). For en lyskilde med bølgelengde 555 nm, der øyets følsomhet er størst, er lysutbyttet 680 lm/W.

   Ingen lyskilde kan ha et lysutbytte større enn 680 lm/W, og for de fleste lyskilder er det vesentlig mindre. For sollys er lysutbyttet 90 lm/W, for lysrør 50–80 lm/W og for glødelamper 12–15 lm/W.

   Innfallende lysfluks pr. flateenhet av den belyste flaten, kalles belysningsstyrke, og måles i lux (1 lux = 1 lumen/m²). Hvis lysfluksen er jevnt fordelt i alle retninger, er belysningsstyrken i avstanden r fra kilden lik lysfluksen dividert med 4πr². Ved hjelp av reflekterende skjermer kan man samle lyset i bestemte retninger og oppnå høyere belysningsstyrke der man har bruk for det. For eksempel vil en 60 W lyspære gi omkring 60 lux i 1 m avstand. Som leselampe med en god reflektor kan den gi ca. 200 lux i 1 m avstand eller ca. 400 lux i 70 cm avstand fra lampen.

   Siden de romgeometriske forhold (avstand og helningsvinkel) spiller en avgjørende rolle for belysningen av en overflate, kan det ikke settes opp enkle regler for hvor sterke lamper som trenges for å gi en bestemt belysning, men man kan for bestemte armaturer og lyspærer få opplysning om belysningsstyrken i en bestemt avstand. Man må da være oppmerksom på at styrken hos de fleste elektriske lamper avtar merkbart med tiden.

 

Typer av lyskilder

Vanlig brukte lyskilder kan deles i to hovedtyper: glødende (termiske) og luminescerende.

   Glødelys.  oppstår når et legeme oppvarmes til en temperatur på over 500 °C. Ved denne temperaturen begynner legemet å lyse med en dyp rødfarge. Økes temperaturen, lyser legemet sterkere, og fargen skifter mot oransje, gul-hvitt og hvitt. Lyset fra solen svarer omtrent til glødelyset fra et legeme med en temperatur på 5000 °C. Kunstige glødelys har som regel vesentlig lavere temperatur og derfor et gulfarget lys. Lyset fra termiske lyskilder oppstår i atomene eller molekylene på grunn av deres termiske bevegelse, og det har et sammenhengende spektrum.

   Luminescenslys.  er karakterisert ved at spekteret ikke er kontinuerlig, men består av spektrallinjer eller -bånd. Lyset skyldes energioverganger (kvantesprang) i lyskildens atomer eller molekyler . Som oftest er luminescenslys farget, og ved å kombinere flere luminescerende stoffer kan man frembringe et lys som har tilnærmet samme spektrale sammensetning som sollyset (kunstig dagslys). Praktisk betydning for belysningsformål har foreløpig bare termoluminescens, hvor energi fra den termiske bevegelse absorberes av atomene og stråler ut igjen som karakteristisk stråling, og luminescens ved elektriske utladninger gjennom gasser. Fotoluminescens, hvor stoffet absorberer kortbølget stråling, ofte ultrafiolett, og stråler ut igjen synlig lys med større bølgelengde, er av stor betydning for både utbytte og kvalitet av lyset fra en luminescerende kilde. (Se også ▶luminescens.)

 

Historisk utvikling av belysningsformer

Fra de eldste tider har de vanlige kunstige lyskildene vært tyristikker, oljelamper, talg- og vokskjerter. De gir lite lysutbytte, ca. 0,1 lm/W og fra én til noen få lumen fra hvert bluss. Ved oppfinnelsen av lampeglasset i 1765 og lysstøping i 1786 fikk man lyskilder som var omtrent dobbelt så effektive, men fremdeles for svake til å gi brukbar arbeidsbelysning. Omkring 1800 ble lysgass tatt i bruk til belysning, og fra 1850 begynte man å bruke petroleum i stedet for olje. Lysutbyttet var da steget til 0,25 lm/W.

   Den første elektriske lyskilden, kullbuelampen, skriver seg også fra omkring 1850. Det var en meget effektiv lyskilde med et lysutbytte på 5 lm/W (nyere buelamper gir opptil 30 lm/W). Konstruksjonsmessig egnet den seg dårlig for belysning, men ble brukt en del til gatebelysning. Edisons glødelampe fra 1879, kulltrådlampen, gav et lysutbytte på 2 lm/W og var den første lyskilden som egnet seg til allment bruk og gav brukbart arbeidslys. Auerlyset eller gassglødelyset skriver seg fra 1886. Her blir metalloksid oppvarmet i en gassflamme til så høy temperatur at det begynner å stråle med sin karakteristiske stråling (termoluminescens). Auerlyset representerer den første luminescerende lyskilde. Lysutbyttet var ca. 2 lm/W. Det er blitt brukt helt til våre dager, særlig til gatebelysning på steder der man har vanskelig for å skaffe seg rimelig elektrisk strøm. Fra 1891 har man hatt acetylengassbelysning, særlig kjent fra karbidlamper. Siden den tid har utviklingen vesentlig skjedd i forbindelse med elektriske lyskilder.

 

Moderne belysning

Stort sett all moderne belysning frembringes ved hjelp av elektrisk energi.

   Glødende (termiske) lyskilder. Edisons glødelampe gav et temmelig gult lys, og kulltråden, som var opphengt i vakuum, fordampet etter hvert og satte av et svart belegg på veggene. Dessuten hadde tråden lett for å briste etter en tids bruk. Tekniske forbedringer av glødelampen har bestått i at kulltråden er erstattet med wolframtråd (1910), bruk av gassfylte lamper, spiralvikling av glødetråden (1913) og senere dobbelt spiralvikling (1934). Lysutbyttet er kommet opp i 20 lm/W for store lamper (1000 watts) med en normal levetid på 1000 timer. Glødetråden har da en temperatur nær 2500 °C. Heves temperaturen til 2600 °C, øker lysutbyttet til ca. 30 lm/W, men levetiden synker til under 100 timer. Omvendt kan levetiden ved en temperatur på 2400 °C bli nær 10 000 timer, mens lysutbyttet blir under 1 lm/W.

   Vanlige lyspærer har som regel enten høyt lysutbytte med en gjennomsnittlig levetid på 1000 timer, eller lang levetid (2500 timer), men redusert lysutbytte. Dette gjelder under forutsetning av at man nytter den oppgitte spenning. En økning av spenningen med 5 % i forhold til den oppgitte, kan medføre at levetiden reduseres med ca. 50 %. Lysutbyttet avhenger, foruten av spenningen og temperaturen på glødetråden, også av lampens størrelse. I en liten lampe har man relativt stort varmetap og derfor mindre lysutbytte enn i en stor. En 100 watts lampe har således 50 % høyere lysutbytte enn en tilsvarende 25 watts og gir altså 6 ganger så mye lys. Det svarer seg derfor å bruke én stor lampe fremfor flere små. På den annen side vil flere små lamper gi en jevnere og ofte mer hensiktsmessig belysning. Hvorvidt det lønner seg å bruke lamper med høyt lysutbytte eller med lang levetid avhenger av anskaffelsesverdien i forhold til strømprisen. Med stigende strømpriser vil lamper med høyt lysutbytte være å foretrekke.

   Luminiscerende lyskilder. Lysrør (gassutladningsrør) har vært kjent siden slutten av 1800-tallet. De første rørene var fylt med edelgass. De gav sterke farger, men forholdsvis lite lysutbytte og ble mest brukt i dekorativ hensikt (neonlys). Lysrør fylt med metalldamp gir vesentlig bedre utbytte. Man trenger da metaller som lett fordamper. Mest brukt er natrium og kvikksølv. For å få utladningen i gang må metallet varmes opp og fordampe. Dette oppnås enten ved en ekstra glødespiral eller ved at lampene også inneholder nok edelgass til å starte utladningen og derved få varmet opp metallet.

   Natrium-lavtrykkslamper gir et gult lys med bølgelengde 580 nanometer (monokromatisk lys), og har et lysutbytte på opptil 183 lm/W. Det egner seg også som tåkelys og brukes bl.a. på motorveier og hovedutfartsveier, hvor man ikke legger altfor stor vekt på lysets farge. For sportshaller, industrianlegg, fasadebelysning o.l. er høytrykks-natriumlamper bedre egnet da de har et sammenhengende spektrum og dermed hvitere lys.

   Kvikksølvlampen har sin karakteristiske stråling i den ultrafiolette delen av spekteret og sender ut relativt lite synlig lys. For belysning forsynes kvikksølvlamper med et fotoluminescerende belegg (lysstoff, derav navnet lysstoffrør, som ikke lenger gjelder som teknisk betegnelse). Ved riktig sammensetning av dette belegget kan man få lys som etter sin farge ligner dagslys. Til belysning har lysrør vært i bruk siden slutten av 1930-årene. De gir vesentlig større lysutbytte enn glødelampene, 50–80 lm/W og blir derfor billigere i drift. Lysrør blir ikke varme, ettersom de ikke avgir infrarød stråling. At anskaffelsesprisen er høyere, kompenseres ved at levetiden er tilsvarende lengre, 6000–10 000 timer. Når lysrøret likevel ikke har erstattet glødelampen fullt ut, kommer det dels av at det tidligere bare kunne brukes i en spesiell armatur, dels av at det har en annen fargegjengivelse enn for eksempel glødelampen.

   I de senere årenes energisparende lysrør er lyset konsentrert i smale spektralområder på en slik måte at man likevel oppnår lysfarger som er tilpasset det enkelte lysrørets spesifikke bruksområde. Lysrøret kan i dag også gis en kompakt form som er tilpasset vanlige armaturer. Et kritisk punkt ved beregningen og konstruksjonen av slike lamper er deres fargegjengivelse. Selv om lysfargen er tilnærmet lik for eksempel glødelampens lysfarge, vil fargede overflater kunne reagere noe annerledes på dette lyset enn på glødelampelyset. Et visst mål for dette avviket kan beregnes og følger i dag lampen som en del av dens spesifikasjon (R_a-indeks).

   Ved å øke trykket i kvikksølvlampene og samtidig redusere dimensjonene, oppnår man en meget intens lyskilde hvor strålingen dels skyldes luminescens fra kvikksølvet, dels termisk stråling fra kvikksølvdampen. Spekteret fra en slik lampe er sammenhengende, men svært rikt på ultrafiolett lys. I lamper av vanlig glass blir det ultrafiolette lyset absorbert, men det slipper igjennom kvartsglass. Lys som er rikt på ultrafiolett stråling har særlig betydning på grunn av dets biologiske virkning. Det brukes som kunstig høyfjellssol, som belysning i veksthus og til sterilisering av bakterier. Ved belysning med ultrafiolett lys vil mange stoffer luminescere; de lyser da farget i et ellers mørkt rom.

   Også faste stoffer kan brukes som luminescerende lyskilder. Enkelte stoffer med halvlederegenskaper vil ved påvirkning av et svakt vekselspenningsfelt gi sterk lysutsendelse (elektroluminescens).

   Opplysning. Hefter om belysning og lyskilder utgis av organisasjonen Lyskultur.

 

berlinerblått, blått, lysekte fargestoff som fås ved å sette en løsning av et to- og et treverdig jernsalt til kaliumheksacyanoferrat(II) (gult blodlutsalt). Det dannes løsninger av hhv. kaliumheksacyanoferrat(III) (rødt blodlutsalt) og en dypblå, kolloidal løsning av vannløselig berlinerblått, KFeIIIFeII(CN)6·xH2O. Turnbulls blått inneholder det samme komplekse ionet som berlinerblått og er identisk med dette. Begge stoffene kalles derfor berlinerblått. Den intense blå fargen tilskrives de to valenstilstandene for jern i komplekset.

   Alt etter finhetsgrad, vann- og kaliuminnhold kommer berlinerblått i handelen under forskjellige navn som pariserblått, prøyssisk blått, stålblått m.fl. Berlinerblått brukes bl.a. som malerfarge og tubefarge i kunstmaling, til papirtrykk (tapeter) og tøytrykk, til fremstilling av blekk, karbonpapir, fargebånd, trykkfarger, blåkopipapir, og som middel mot radioaktivt cesium. Det binder cesium ved ioneutveksling og bevirker at det skilles ut av organismen. I den siste sammenhengen ble berlinerblått brukt til å fjerne radioaktivt cesium etter Tsjernobyl-ulykken, som tilsetning til fôr og saltstein. Berlinerblått ble første gang fremstilt 1704 av fargekunstneren Diesbach fra Berlin.

 

bikonkav (av lat. 'to ganger' og 'hul'), om linse som er buet innover på begge sider.

 

bikonveks (av lat. 'to ganger' og 'hvelvet'), om en linse som er buet utover på begge sider.

 

bilde (optikk), betegner både det umiddelbare, anskuelige synsbildet av et objekt, og en optisk avbildning av et objekt, hvor begrensede strålebunter fra objektpunktene går gjennom det optiske systemet og gjenforenes i billedpunkter.

   Synsbildet er betinget av en avbildning på øyets netthinne. Avbildningen er først og fremst bestemt av øyets eget optiske system (hornhinne, pupill, linse o.l.), men også av reflekterende og lysbrytende medier mellom objektet og øyet. For et gitt optisk system kan billedpunktet konstrueres ved hjelp av visse referansestråler (se figur 1 og 2).

 

Figur 1 og 2

 

Dersom billedpunktet fremkommer direkte som et krysningspunkt for referansestrålene, kalles det reelt. Dersom det fremkommer indirekte, som et krysningspunkt for strålenes forlengelser bakover i forhold til stråleretningen, kalles det virtuelt (innbilt). Avbildningen kan i begge tilfeller være forstørret eller forminsket, og denne virkningen utnyttes i briller, mikroskop, luper, kikkerter o.l.

 

Reelle bilder

Samlelinser (konvekse linser) og hulspeil (konkave speil) frembringer reelle bilder av objekter som ligger lenger fra linsen (eller speilet) enn brennplanet. Meget fjerne objekter avbildes sterkt forminsket i brennplanet (dette utnyttes i kikkerten). Ettersom objektet rykker mot linsen (speilet), rykker bildet bort fra linsen og øker i størrelse. Når objektet ligger nærmere linsen (speilet) enn det dobbelte av brennvidden, er bildet forstørret (dette utnyttes i mikroskopet).

   Begge typer bilder kan iakttas direkte fra et punkt bak bildet (regnet i stråleretningen). Man kan for eksempel betrakte sine omgivelser gjennom en positiv brille eller en leselupe holdt i god avstand fra øyet. Man ser da objektet dreiet 180° om linsens akse (se figur 1). Hvis man på tilsvarende måte betrakter sine omgivelser i et hulspeil, ser man objektet dreiet 180° og speilvendt (en høyrehånd blir nå avbildet som en venstrehånd) – et slikt bilde kalles invertert.

   Reelle bilder kan også iakttas indirekte ved å fange dem opp på en mer eller mindre gjennomskinnelig materiell flate (filmlerret, mattglassplate, fotografisk film e.l.). Hvis vi iakttar bildet på mattglassplaten fra et sted bak bildet (i retning mot linsen eller speilet), er situasjonen analog med den som ble beskrevet ovenfor; i retning mot linsen ser vi da bildet dreid 180°, og i retning mot speilet ser vi et invertert bilde. Hvis vi iakttar det samme bildet i retning fra linsen eller speilet, skjer en ny speilvending, og bildet er for linsens vedkommende invertert (som i et ▶camera obscura), for speilets vedkommende bare dreid 180° (den andre speilvendingen opphever den første).

   Et invertert, reelt bilde kan også frembringes på et filmlerret ved å snu lysbildet i fremviseren bak-frem og opp-ned.

 

Virtuelle bilder

Virtuelle bilder kan ikke fanges opp på en skjerm, men som strålekonstruksjoner er de likeverdige med objektpunkter, og de blir avbildet reelt i øyet, i et kamera osv. De kan altså bare iakttas direkte. For iakttageren ligger de bak den brytende eller speilende flaten.

   Alle virtuelle bilder er opprette. Virtuelle bilder frembrakt av linser er rettvendte (en høyrehånd avbildes som en høyrehånd). Virtuelle bilder frembrakt av speil er speilvendte – dette innebærer at en høyrehånd avbildes som en venstrehånd, og hvis man peker mot speilet, vil speilbildet peke tilbake. Fornemmelsen av speilvending er meget sterk under et speilende tak, hvor vi ser speilbildet vårt henge ned fra speilbildet av gulvet.

   Bilder i plane speil, samt brutte bilder, for eksempel sett gjennom en vannflate, er virtuelle. Bildet av solen ved horisonten er på grunn av lysbrytning i atmosfæren virtuelt. Når vi ser solbildets nedre rand berøre horisonten, er solen i sin helhet under horisonten (se også ▶optisk hevning).

   Samlelinser og hulspeil frembringer virtuelle, forstørrede bilder av objekter som befinner seg mellom brennplanet og linsen/speilet (dette utnyttes for eksempel i leselupen og forskjellige okularer).

   Kulespeil (konvekse speil) og spredelinser (konkave linser) frembringer virtuelle, speilvendte og forminskede bilder (se figur 2).

 

Sammensatte bilder

Foruten enkle reelle og virtuelle bilder finnes slike som er sammensatt av begge typer. Disse ligger til grunn for en del iøynefallende optiske fenomener i naturen.

   I rolige dønninger på en glatt vannflate ser man gjentatte dobbelte speilbilder av skyer, hus, trær o.a. Hvert av disse består av to innbyrdes speilvendte bilder som møtes i symmetrilinjen. Det ene frembringes av bølgedalens speilende sylinderflate, og er reelt, speilvendt og opp-ned. Det andre er et opprett og speilvendt virtuelt bilde frembrakt av bølgeryggens speilende sylinderflate. Ettersom det ene speilbildet er opprett og det andre opp-ned, kan de slutte seg til hverandre og danne et enhetlig dobbeltbilde. I solglitteret på småkruset sjø, kan vi se slike dobbeltbilder som oppstår, går sammen og slukker i takt med vannflatens bevegelser.

   Også ▶regnbuen dannes av tilsvarende dobbeltbilder. Når sollyset brytes, reflekteres og atter brytes i en regndråpe, oppstår to solbilder, ett reelt bilde foran dråpen og ett virtuelt bilde bak den. På grunn av den kromatiske ▶aberrasjonen i dråpen er bildene farget, og i en bestemt synsretning faller de sammen i regnbuestrålen.

Avbildning og symmetri

Objekt, avbildning og bilde er forbundet gjennom kombinasjoner av symmetri-relasjonene speiling og dreining. Disse kan imidlertid ikke begrunne de intuitive begrepene høyre og venstre. For å kunne bestemme høyre og venstre i et bilde må vi gripe til vår erindring eller viten om objektet. Ved avbildning av skrift har vi en kulturbetinget viten om dette fordi vi skriver mot høyre. Eksperimenter har vist at hvis øyet utstyres med en brilleinnretning som snur netthinnebildet, får man i første omgang vanskeligheter med å orientere seg, men i løpet av relativt kort tid blir disse vanskelighetene overvunnet og synsbildet korrigert.

 

billedfeltkrumning (fys.), optisk avbildningsfeil, se ▶astigmatisme.

 

billedpunkt, det reelle eller virtuelle gjenforeningspunktet som fremkommer når en begrenset strålebunt fra et objektpunkt blir brutt og/eller reflektert i et optisk system (se ▶bilde). Billedpunktet for et uendelig fjernt objektpunkt på systemets akse kalles systemets brennpunkt.

 

binokular (av lat. 'to øyne'), om kikkert (binokkel) og mikroskop som er utstyrt med dobbelt sett okularer slik at begge øynene kan brukes samtidig. Hensikten er dels (særlig ved mikroskopet) ikke å belaste bare det ene øyet, dels å oppnå den dybdevirkning som syn med begge øyne gir.

 

blender, lystett plate med en åpning som begrenser lysstrømmen gjennom et optisk system (kikkert, fotoapparat, mikroskoplampe o.l.) i den hensikt å kontrollere bildets skarphet og belysningsstyrke. Dersom det er ønskelig å regulere blenderåpningen, anvender man vanligvis en irisblender. Denne består av et antall halvmåneformede segmenter anbrakt i en krans, slik at de omslutter en sirkulær åpning. Blenderen kan plasseres foran eller bak linsesystemet, men sitter vanligvis inni.  

   Ved hjelp av en dreibar ring kan åpningen reguleres. Nyere fotoapparater har gjerne automatisk styring av blender (og lukker), basert på informasjon fra kameraets lysmålersystem.

   Funksjon. Ved minkende blenderåpning øker bildets skarphet (se ▶aberrasjon), men bare til en optimal verdi ved en midlere blenderåpning, hvor bl.a. lysets bøyning i blenderåpningen begynner å gjøre seg gjeldende (se ▶lys). Derimot vil dybdeskarpheten øke ved ytterligere reduksjon av blenderåpningen. Samtidig minker lysstrømmen, slik at eksponeringstiden må økes.

   Blenderåpningen bestemmer objektivets inngangspupill, som er objektivets (virtuelle) bilde av blenderåpningen (se ▶apertur) – dette bildet ser vi når vi titter inn i objektivet fra objektsiden.

   Belysningsstyrken i billedplanet er bestemt av objektivets åpningsforhold, som er forholdet mellom inngangspupillens diameter og objektivets brennvidde. Vanligvis oppgir man det inverse åpningsforholdet, som kalles blendertallet. Et åpningsforhold på ¹/₈ oppgis altså som f : 8, eller blender 8. Større blendertall betyr mindre åpningsforhold.

   Belysningsstyrken i billedplanet er omvendt proporsjonal med kvadratet av blendertallet. Blender f : 8 slipper gjennom fjerdeparten så mye lys som f : 4, siden 8² : 4² = 64 : 16 = 4.

   En vanlig blenderskala for fotoapparater er: ...2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16,... Tilnærmet gjelder da at hvert trinn krever en fordobling av eksponeringstiden.

 

blått, fargetone, som alt etter forholdene kan vise seg lysere eller mørkere, mer eller mindre ren eller mettet. I de aller fleste moderne forslag til en systematisk ordning av fargeinntrykkene blir blått regnet som en grunnfarge, eller elementærfarge, se ▶farge (fargelære). 

   Under visse standardbetingelser vil et normalt øye lokalisere den rent blå fargeovergangen i et fargespektrum til bølgelengdeområdet omkring 450 nm.

   Himmelens blå farge fremkommer av sollysets spredning i atmosfæren (se ▶Rayleigh-spredning).

   Blått er en abstrakt fargebetegnelse, løsrevet fra konkrete brukssammenhenger. Slike fargebetegnelser er av nyere dato, og verken gresk eller latin har et alminnelig uttrykk for blått. I det italienske språket opptrer blått bare gjennom konkretiserende betegnelser, som blu, azurro, turchino og celeste. Det baskiske språket synes ikke å skille mellom blått og grønt.

   I antikkens greske fargebetegnelser, som synes å romme et bredere sprektrum av aktive opplevelseskvaliteter, som bevegelse og glans, finner man en mulig opprinnelse til fargebegrepet blått i kyanos (herav vårt ord cyan). Dette synes å henspille på blåskimrende, glinsende sort, en fargekvalitet som grekerne bl.a. satte pris på som hårfarge. I de greske fargeskalaene står kyanos på grensen til sort. Det er bemerkelsesverdig at himmelen og havet hos Homer aldri blir besunget som blått (eller grått).

   Assosiasjoner, symbolikk. Innen det systematiske studium av fargeopplevelsenes psykologisk-estetiske kvaliteter (▶farge (fargepsykologi)) finner vi visse hovedtrekk, og blått oppleves da som en passiv farge, i motsetning til f.eks. rødt. Det første fullstendige forsøk på en psykologisk-estetisk betraktning av fargen finner vi hos Goethe, og han omtaler blått som et «ansporende intet» som trekker oss til seg. Også Kandinsky legger vekt på den blå fargens innadvendte, hvilende karakter.

   En slik psykologisk oppfatning av fargen kan ligge bak våre dagers karakterisering av politiske hovedretninger som henholdsvis røde og blå.

   I middelalderen avløste blått etter hvert gull-grunnen som uttrykk for himmelen og den hinsidige verden. Blått stod også for sannhet og evighet, ikke minst i den kirkelige kunsten. Blå øyne er tradisjonelt blitt koblet sammen med trofasthet, oppriktighet og uskyld, mens «blått blod» betegner adelig byrd. Det siste henger muligens sammen med at det kastiljanske aristokratiet i middelalderens Spania hadde meget lys hud i forhold til maurerne, slik at blodårene syntes lettere og virket blålige. Se også ▶fargesymbolikk.

   Fremstilling. Tradisjonelt er en del blåtoner knyttet til bestemte fremstillingsteknikker, som bl.a. frembragte ▶koboltblått, ▶berlinerblått, ▶indigo og potteblått.

 

brennflate (optikk), kaustikk, tilspisset omhyllingsflate av lysstråler som er brutt (speilet) i linser (krumme speil) med sterk krumning eller stor åpning. På grunn av sfærisk ▶aberrasjon, samles ikke strålebunten fra et objektpunkt i et enkelt billedpunkt, men i en slik brennflate, som betegnes katakaustikk når den oppstår gjennom speiling og diakaustikk når den oppstår gjennom brytning. Spredelinser og kulespeil frembringer tilsvarende virtuelle brennflater. 

   Hvis objektpunktet ligger utenfor den optiske aksen, får brennflaten en mer komplisert form. Den tilspisser seg da i to atskilte brennlinjer som står vinkelrett på hverandre og på aksen (se ▶astigmatisme).

 

brennglass, samlelinse (konveks linse), brukes til å avbilde en fjern, sterk lyskilde, som for eksempel solen, i brennpunktet. Ettersom bildet er sterkt forminsket, går det en intens lys- og varmestråling gjennom brennpunktet; om linsen er stor nok, kan en brennbar gjenstand som anbringes i brennpunktet ta fyr.

 

brennlinjer, de to linjene som strålene samles i når et objektpunkt som ligger utenfor linsens optiske akse, blir avbildet gjennom linsen (se ▶astigmatisme).

 

brennplan, se ▶brennpunkt.

 

brennpunkt, det punktet i et optisk system av linser eller speil hvor et uendelig fjernt objektpunkt på systemets akse blir avbildet. Avbildningsfeil i systemet blir sett bort ifra. 

   Ved billedkonstruksjoner utnytter man at lysstråler fra et objektpunkt som trer inn i systemet parallelt med aksen, forlater det slik at de enten går mot brennpunktet, eller har en retning som om de kommer fra brennpunktet (se ▶bilde). Om objektpunktet ligger utenfor aksen, utarter brennpunktet til to brennlinjer (se ▶astigmatisme).

   Avstanden fra systemets optiske sentrum til brennpunktet kalles systemets brennvidde, og planet gjennom brennpunktet og vinkelrett på aksen kalles systemets brennplan. Da lyset kan gå begge veier gjennom et optisk system, har dette to brennpunkter, brennvidder og brennplan. Disse tjener som spesifikasjon av det optiske systemet.

 

brennspeil, hulspeil som brukes til å konsentrere varmestråling fra en varmekilde (f.eks. solen) i brennpunktet. Brennspeil har blitt brukt til å frembringe meget høye temperaturer (over 2000 °C).

 

brennvidde, avstanden fra planet der et bilde dannes til det optiske sentrum i en enkel linse eller objektivkonstruksjon når denne er innstilt på uendelig avstand (∞). Brennvidden regnes positiv for samlelinser (konvekse linser), og negativ for spredelinser (konkave linser). Brennvidden er en viktig faktor i alle optiske systemer, da den bestemmer den gjengitte objektstørrelsen. Se også brennpunkt.

   Et kameraobjektivs brennvidde er som regel inngravert på fatningen (f.eks. F = 80 mm). Av tradisjon lar man et kameraobjektiv ha en brennvidde som svarer omtrent til negativets diagonal. Kameraobjektiver med lengre brennvidde enn dette, gir en gjengivelse i større målestokk fra samme avstand til objektet, og kalles teleobjektiver. Objektiver med kortere brennvidde enn negativets diagonal gjengir objektet i mindre målestokk, men dekker et større område av motivet, og kalles derfor vidvinkelobjektiver.

 

brockenspøkelse (etter ty. Brockengespenst, av Brocken, fjell i Harz), optisk fenomen; om man fra en fjelltopp, med solen i ryggen, ser ned på en nærliggende tåkebanke, ser man undertiden et skyggebilde av seg selv, unaturlig stort og kjegleformet (tilspisset mot hodet). Skyggen av hodet kan dessuten være omgitt av fargede ringer, hvorav den ytterste er rød. 

   Man kan oppnå en tilsvarende virkning ved å se ut i nattlig tåke fra et åpent vindu, samtidig som man sørger for å være belyst bakfra av en intens lampe. Skyggens form er betinget av at den ikke faller på en lystett vegg, men trenger et stykke inn i tåken. Størrelsesillusjonen er vanlig i tåke – fordi konturene er utydelige, bedømmer man tingene til å være lenger borte, og dermed større, enn de egentlig er.

   Ettersom avstanden til tåkebanken øker, normaliseres skyggens form og størrelse. Fra fly ser vi ofte på skyhavet dypt under oss et lite, men tydelig og fullstendig skyggebilde av flyet, omgitt av fargede ringsystemer (glorie).

 

brunt, en gruppe av fargenyanser innenfor klassen av ▶jordfarger. Fargetonene strekker seg fra varmgult til rødt, og de hører derfor til de varme fargene. Hvis den brune fargekarakteren blir svekket ved tilføring av hvitt, slår den over til pastell og betegnes da som beige. 

   Til de brune pigmenter hører forskjellige jernholdige jordarter, som brent umbra, sienajord (terra di Siena), caput mortuum o.a. Sepia er en vannfarge som utvinnes av blekksprutblekk. Mumiebrunt, som ble fremstilt av egyptiske mumier, er rimeligvis gått ut av bruk.

   Anvendelse. Naturlig forekommende brune pigmenter har vært anvendt i maleriet gjennom alle tider, og den brune fargekarakterens maleriske muligheter ble særlig studert og utnyttet i clair-obscurmaleriet. I Tizians maleri ser man således at betoningen av lokalfargene avløses av et billeduttrykk som svever fritt i et spill av lys og mørke. Også Rembrandts billeduttrykk er kjennetegnet ved at fargen ikke er lokalisert. De nedtonede brune fargene benyttes da på en slik måte at de likesom blir gjennomsiktige for lyset i bildet. Karakteren av ugjennomsiktig overflate, som ellers er jordfargenes kjennetegn, er dermed opphevet.

   Assosiasjoner, symbolikk. I fargepsykologi og fargesymbolikk har brunt ingen fremtredende plass, da disse vitenskapene fortrinnsvis beskjeftiger seg med rene fargetoner. På det politiske plan har brunt blitt en nedsettende betegnelse for reaksjonære, fascistiske retninger. Utgangspunktet for dette ligger rimeligvis i Hitlers «brunskjorter» som i Horst Wessel Lied blir opphøyet til «de brune bataljoner» («die braunen Bataillonen»).

 

brytning, refraksjon, det at lyset endrer retning på overgangen fra ett medium til et annet. Brytning er ikke en egenskap bare ved lys, men ved all bølgebevegelse i overgangen fra ett medium til et annet.

 

Brytning av lys

At gjenstander sett gjennom vann, glass og andre gjennomsiktige materialer viser seg forskjøvet og med endret form, er en virkning av lysets brytning. Lovene for lysbrytning ble utledet av nederlenderen W. Snell (Snellius) i 1621 på grunnlag av en strålekonstruksjon som fortsatt brukes i lærebøker. Retningsforandringen av lysstrålen når den passerer grensen mellom to medier er bestemt av den relative brytningsindeksen for de to mediene.

 

Brytning ved bølgebevegelse

Brytningslovene kan utledes som en egenskap ved all bølgebevegelse (bølger på en streng, lydbølger, radiobølger m.m.). Bølgens hastighet er avhengig av mediets egenskaper (elastisitet, massetetthet, spenning, trykk, permittivitet m.m.). Når en serie av bølger (et bølgetog) treffer et medium med andre egenskaper, vil en del av bølgeenergien reflekteres som et bølgetog med uforandret bølgehastighet og bølgelengde. Resten av bølgeenergien vil transporteres videre som et bølgetog med en annen bølgehastighet (endres fra v_i til v_b), og dermed en annen bølgelengde. Bølgetoget skifter dermed retning. Den relative brytningsindeksen for to gitte medier er lik det omvendte forhold mellom bølgehastighetene i de to mediene (v_b / v_i).

 

Absolutt brytningsindeks

Mediets relative brytningsindeks i forhold til det tomme rom (vakuum) kalles mediets absolutte brytningsindeks. Den er 1,00029 for luft ved normalt trykk og temperatur, 1,333 for vann, 1,5–1,6 for kronglass, 1,6–1,8 for flintglass og 2,287 for diamant. (Alt sammen for gult natriumslys, som har bølgelengde ca. 589 nm i luft.) For gjennomsiktige stoffer er brytningsindeks alltid større enn 1, men for metaller kan den være mindre enn 1 (f.eks. 0,18 for sølv).

 

C

camera lucida (lat., 'lyst kammer'), hjelpe-middel ved avtegning av romlige eller flate objekter, oppfunnet av fysikeren W. H. Wollaston i 1807. Camera lucida projiserer et virtuelt bilde av gjenstanden slik at dette sees i samme plan som tegnepapiret. Derved kan gjenstanden lett gjengis ved at man lar blyanten følge det virtuelle bildet. 

   Instrumentet består av et glassprisme med firesidet tverrsnitt. Prismet monteres med gjenstanden foran seg og tegnepapiret under seg, i en slik posisjon at når øyepupillen befinner seg like ovenfor, halvt til siden for den øvre prismekanten, oppfanger øyet et virtuelt speilbilde av objektet, i retning av papiret. Ettersom bildet er et resultat av to speilinger, er det rettvendt med hensyn på høyre og venstre (jfr. ▶bilde). Samtidig oppfanger øyet et bilde av tegnepapiret. Ved hjelp av en avstandsregulering mellom prismet og tegnepapiret, kan de to billedplanene bringes til å falle sammen, og det virtuelle bildet kan avtegnes direkte på papiret.

 

 

   Camera lucida ble brukt om hverandre med ▶camera obscura og andre optisk-mekaniske hjelpemidler for avtegning av objekter. I motsetning til camera obscura, som frembringer et reelt bilde i et avlukket, mørkt rom, frembringer camera lucida et virtuelt bilde i et åpent, lyst rom. Som instrument er camera lucida noe vanskeligere å håndtere, for selv ved en ganske liten forskyvning av øyet forsvinner det virtuelle bildet fra synsfeltet, og hvis det virtuelle billedplanet ikke faller nøyaktig sammen med papirplanet, ser man ikke bildet og blyantspissen skarpt samtidig. Det hørte gjerne med et sett svake brilleglass som kunne monteres mellom øyet og papirplanet for å bringe de to billedplanene nøyaktig sammen, i de tilfeller hvor justering av avstanden var upraktisk.

   For avtegning av bilder i mikroskop ble det opprinnelige Wollaston-prismet erstattet med et halvgjennomsiktig speil, montert mellom okularet og øyet, med helningsvinkel 45° i forhold til synsaksen. Øyet oppfanger da både bildet i mikroskopet og et speilbilde av papirplanet. Av symmetrigrunner trengs et ekstra speil som sørger for at papiret blir speilet to ganger.

 

camera obscura (lat., 'mørkt kammer'),

apparat for optisk avbildning på en billedskjerm, forløper for foto- og projeksjonsapparatet (episkopet). I sin enkleste form, som betegnes hullkamera og som frembringer en såkalt hullavbildning, er camera obscura et avblendet rom som bare får lys gjennom en ganske liten lysåpning. Under tilstrekkelige ytre lysforhold ser man da inne i dette mørkerommet, på den motsatte vegg, et bilde av de ytre omgivelsene som er synlig fra lysåpningen. Bildet er omvendt med hensyn til opp-ned og høyre-venstre. Dersom bildet fanges opp på en mattglassplate og betraktes utenfra, står det opp-ned, men høyre-venstreomvendingen er opphevet – det er dreiet 180° i billedplanet (jfr. ▶bilde). 

 

 

   Belysningsstyrken og detaljoppløsningen i bildet er betinget av forholdet mellom lysåpningens størrelse og avstanden til skjermen. I et oppholdsrom som er avskygget med en utvendig markise med slitasjerifter, kan man på den veggen som er vendt mot vinduet ofte se omvendte bilder av drivende skyer. I et kassekamera med projeksjonsavstand på 20 cm vil en hulldiameter på 0,5 mm gi gjenkjennbare bilder. Hullkameraet gir et sentralperspektivisk korrekt bilde med ubegrenset dybdeskarphet. I prinsippet kan det gi den samme detaljoppløsning som det beste teleskop, men på bekostning av et upraktisk format: Med en lysåpning på 10 cm måtte bildet fanges opp på en skjerm 8 km borte, for å oppnå samme oppløsning som en kikkert med denne åpningen.

   I en mer avansert utførelse av camera obscura er hullet erstattet med en samlelinse, eventuelt et system av linser og speil. Med den større lysåpning følger lyssterkere bilder og bedre detaljoppløsning fordi lysets bøyning (diffraksjon) er mindre. På den annen side er linsene beheftet med avbildningsfeil (▶aberrasjon) og begrenset dybdeskarphet.

   Betegnelsen  camera obscura ble visstnok innført av av J. Kepler (1571-1630), men prinsippet har vært studert og praktisert siden oldtiden.

 

Historikk

Allerede i oldtiden var man oppmerksom på de sigdformete lysflekkene som under solformørkelser opptrer på bakken under løvverk. Man innså at lysflekkene var bilder av den delvis avskyggete solskiven, og at de ble frembrakt av små lysåpninger i løvverket. Arabiske optikere studerte fenomenet systematisk på 900-tallet, og de utnyttet det til observasjon av solformørkelser. I Europa ble prinsippet først tatt opp til diskusjon og utnyttet 300 år senere (R. Bacon, Vitello, J. Pecham).

   Sitt gjennombrudd fikk camera obscura da hullet ble erstattet med en linse (Daniello Barbaro, 1568). Man lærte seg også å dirigere bildet til en egnet projeksjonsflate ved hjelp av skråspeil, som dessuten opphever høyre-venstreomvendingen.

   Instrumentet ble etter hvert tilpasset ulike praktiske behov. Kepler konstruerte et lite telt som kunne benyttes ved himmelobservasjoner og perspektivstudier. I toppen av teltet satt en sidevendt linseåpning som kunne dreies i alle himmelretninger. Et skråspeil innenfor åpningen kastet bildet ned på et bord. Kepler satte også inn en ekstra spredelinse som medførte at bildet på billedskjermen ble større (jfr. ▶barlowlinse).

   Man utnyttet også muligheten for å erstatte projeksjonsflaten med et vokset, gjennomsiktig papir, slik at man kunne stå utenfor kameraet og tegne av direkte. Blant malere som har utnyttet camera obscura, må ikke minst nevnes J. Vermeer van Delft (1632–75).

   Man konstruerte alt fra mørklagte hestevogner med innvendig tegnebord, til kameraer som fikk plass i lommen. Til langt ut på 1900-tallet var mange engelske feriesteder utstyrt med et camera obscura for landskapsbetraktning.

   I 1812 konstruerte den engelske fysikeren W. H. Wollaston en konkav-konveks linse som kombinert med en blender gav et bedre utfylt billedfelt. Dette linsesystemet ble senere overtatt av fotografiapparatet. Skrittet fra camera obscura til dette var derfor kort. Man hadde lenge sett etter muligheten for å fiksere bilder på en materiell overflate, og i 1826 kunne den franske kjemikeren Niepce ved hjelp av et lysfølsomt asfaltbelegg på en kobberplate fiksere et bilde som så kunne etses inn i.

 

Teorien for camera obscura

Allerede i Euklids optiske skrifter («Pseudo-Euklid») ble hullavbildningen utledet av lysstrålenes krysning i lysåpningen, og den ble tatt som bevis for lysets rettlinjede gang og for at kryssende lysstråler ikke blandes. Men beviset gjaldt bare for meget små hull. Man kunne ikke forklare at like bak en lysåpning av endelig størrelse blir selve åpningen avbildet, mens bildet omformes til et bilde av objektet ettersom projeksjonsavstanden øker.

   Den første tilfredsstillende forklaringen av dette stammer fra araberen Ibn al-Haitham (965–1039). Han tenkte seg solskiven som en uendelighet av lysende punkter. Fra hvert av disse avgrenser lysåpningen en lyskjegle som kaster et bilde på bakken. Hvis projeksjonsavstanden er kort, er disse bildene samlet i et bilde av åpningen selv, men ettersom avstanden øker, vil bildene spre seg ut på en slik måte at de avtegner solens omriss.

   Men de arabiske skrifter var ukjente i Europa. Lenardo da Vinci (1452-1519), som studerte hullavbildning teoretisk og praktisk, kunne ikke gi en tilfredsstillende forklaring på det nevnte problemet.

   I Europa var Kepler den første som kom frem til en noenlunde fullstendig strålegeometrisk forklaring. Gjennom sitt studium av avbildning i øyet ble Kepler ledet til en ny oppfatning av avbildning gjennom linser, hvilket ledet ham til oppdagelsen av kikkertens strålegeometri. Keplers forklaring av avbildning gjennom linser var egentlig en videreføring av Euklids lære om hullavbildning gjennom et meget lite hull, for i Keplers konstruksjon av reelle og virtuelle bilder spiller sentralstrålene gjennom linsens sentrum samme rolle som de kryssende stråler gjennom et meget lite hull i camera obscura (jfr. ▶bilde).

 

Øyet som et camera obscura

Allerede Leonardo innså at øyet må fungere som et camera obscura, med øyepupillen som lysåpning og netthinnen som billedskjerm. Men for at bildet på netthinnen skulle bli rettvendt, ble han tvunget til å postulere en vilkårlig, ekstra strålekrysning i sentrum av øyet.

   Kepler innså at for å komme fra bildet som strålekonstruksjon til det bildet vi ser, må vår forståelse utfylles gjennom en vitenskap som enda ikke fantes, og som han ikke kunne gi bidrag til, men som han profetisk kalte fysiologi.

 

caput mortuum (lat. 'dødningehode'), dodenkop (nederl.), malerfarge, opprinnelig på basis av naturlig forekommende jernoksid, senere fremstilt ved oppheting av jern(II)-(jernvitriol) til 500 °C. Fargekarakteren er mørk brun, noe mørkere enn engelskrødt. Blir undertiden slått sammen med venetiansk rødt. Ved ytterligere oppheting til 700 °C eller mer får stoffet et fiolett stikk. Meget lysbestandig og stabilt i blanding med andre pigmenter.  

   I middelalderens alkymi var caput mortuum en generell betegnelse for aske eller destillasjonsrest.

 

cassegrainsystem [kasəgrə~-], avbildningssystem for speilkikkert (reflektor), med en spesiell kombinasjon av hulspeil og kulespeil som øker kikkertens forstørrelse. Strålebunten fra objektet blir kastet tilbake fra hulspeilet mot kulespeilet (dette er plassert i kikkertens akse, innenfor hulspeilets brennplan). Herfra kastes den innsnevrede strålebunten gjennom en åpning sentralt i hulspeilet og ut til okularet. På samme måte som en barlowlinse i et linsesystem, vil kulespeilet øke systemets brennvidde, og dermed forstørrelse, men uten at kikkertens lengde øker. Systemet ble oppfunnet i 1672 av N. Cassegrain.

 

Clark, Alvan [kla:k], 1804–87, amerikansk optotekniker, særlig kjent som linsemaker, av yrke opprinnelig portrettmaler og kobberstikker. Først i moden alder fattet han interesse for optikk og lærte seg kunsten å slipe linser. I 1846 grunnla han, sammen med sine to sønner, firmaet Alvan Clark & Sons og startet produksjon av akromatiske teleskoplinser. Bygde 1862 et teleskop med verdens til da største objektiv (47 cm), og allerede under prøveoppstillingen kunne hans sønn Alvan Graham Clark (1832–87) for første gang observere Sirius’ ledsagestjerne, som var blitt forutsagt av Bessel 18 år tidligere. For dette mottok Clark jr. det franske vitenskapsakademiets Lalandmedalje, og nå fulgte en strøm av bestillinger på Clarks refraktorer (linseteleskoper), med til dels stadig større objektiver. I 1871 gikk et 65 cm objektiv til refraktoren ved U. S. Naval Observatory, Washington. Med denne oppdaget Asaph Hall i 1877 de to månene Phobos og Deimos rundt Mars. I 1884 fulgte et 76 cm teleskop for Pulhova-observatoriet i Russland. Etter farens død førte A. G. Clark hans arbeid videre og leverte bl a. et 102 cm objektiv i 1897 til Yerkes-observatoriets refraktor. Den siste er blitt stående som verdens største linsekikkeret.

 

coelinblått [sølin-] (av lat. 'himmelblått'), malerfarge på basis av en kobolt-tinnforbindelse. Fargekarakteren er forholdsvis lys blå med et svakt grønnstikk. God dekkevne og holdbarhet som oljefarge og i freskomaleri. Egner seg for gjengivelse av atmosfærisk blått – derav navnet.

 

D

diakaustikk, omhyllingsflate for en lysstrålebunt som har passert en brytende flate, eller skjæringslinjen mellom denne flaten og et plan gjennom strålebuntens akse. Se ▶brennflate.

 

diffraksjon, (av lat. 'bryte i stykker'), bøyningsfenomener ved forplantning av bølger. Se ▶lys.

 

diffusert lys (diffusjon, av lat. 'utbre, spre'), spredt lys. Spredning av uregelmessig reflekterte lysbølger gir diffust lys, f.eks. vanlig dagslys.

 

dioptri, symbol δ, enhet for linsestyrke. En linses styrke angitt i dioptrier er lik den inverse av brennvidden, angitt i meter (1δ = 1 m⁻¹). Styrken regnes positiv for samlelinser og negativ for spredelinser. (Se ▶linse.)

 

dioptrikk, den delen av optikken som handler om lysets brytning i gjennomskinnelige stoffer, så som vann, glass o.a.

dioptrisk system, optisk system av brytende flater.  

   Se også ▶katoptrikk.

dispersjon (av lat. 'spredning'),  spredning av en størrelse omkring en middelverdi. 

   Opprinnelig ble dispersjon i denne betydningen bare brukt i optikken, hvor effekten lenge hadde vært kjent som fargespredning, for eksempel ved sollysets brytning i et prisme. Man var også klar over at dispersjonen er en materialegenskap, og for fremstilling av linser var det avgjørende å kjenne glassortenes dispersjon. Farge egner seg imidlertid ikke som kvantitativt mål for dispersjon, og først med oppdagelsen av de ▶fraunhoferske linjer i sollysets spektrum ble dispersjonen målbar. Oppdagelsen understøttet også teorien om lyset som en bølgebevegelse. Stoffets brytningsindeks er da bestemt av forholdet mellom lysets hastighet i det tomme rom og i stoffet. Fordi lysets hastighet i stoffet varierer med frekvensen, gjør stoffets brytningsindeks det også (se ▶brytning).

   Vanligvis øker brytningsindeksen med økende frekvens (dvs. synkende bølgelengde). Den fiolette delen av spekteret representerer lys som har høyere frekvens (kortere bølgelengde) og dermed større brytningsindeks enn spekterets røde del, som representerer lys med lavere frekvens (lengre bølgelengde). Dette kalles normal dispersjon. I enkelte stoffer med sterk absorpsjon i et mindre område av det synlige spektrum, er forholdet omvendt. I absorpsjonsområdet øker brytningsindeksen da med økende bølgelengde – dette kalles anomal dispersjon og kan bl.a. iakttas i en løsning av fargestoffet fuksin.

   Som mål for dispersjonen i et stoff brukes forskjellen i brytningsindeks mellom to angitte spektrallinjer, vanligvis to av de fraunhoferske linjer. Forskjellen n_H − n_A mellom brytningsindeksene for H- og A-linjen, som omtrent begrenser det synlige spektrum, kalles den totale dispersjon. Ofte angis den relative dispersjon som er bestemt ved forholdet
(n_F--n_C)/n_D , hvor n_C, n_D og n_F betegner stoffets brytningsindeks for C-, D- og F-linjene. Forskjellen i dispersjon for forskjellige glassorter utnyttes ved fremstilling av akromatiske linser og prismer.

   Dispersjon oppstår som en følge av lysets elektromagnetiske natur. Det elektriske felt i lysstrålen påvirker atomenes bundne elektroner og setter disse i medsvingninger, og dette virker tilbake på feltet i strålen. Kjennskap til dispersjonen kan derfor gi opplysninger om atomenes og molekylenes struktur. På tilsvarende måte som for lys vil dispersjon kunne iakttas ved andre former av elektromagnetisk stråling.

   Ved dispersjon av bølger forstår man den utspredning av bølgen som skyldes at bølgens forplantningshastighet avhenger av frekvensen.

  

dynameter (av gr. 'kraft' og 'mål'), apparat til måling av en kikkerts forstørrelsesevne. Bygger på prinsippet om at forstørrelsen er lik forholdet mellom objektivets diameter (inngangspupillen) og diameteren av okularets reelle bilde av objektivet (utgangspupillen). Et rør med en innvendig måleskala skyves inn over okularet inntil objektivåpningen avbildes skarpt på måleskalaen. Gjennom en konveks linse i rørets ytre ende avleses bildets utstrekning, og forstørrelsen kan beregnes.

 

E

entoptiske fenomener (av ento- og gr. 'se'), skyggebilder av objekter som ligger inne i ens eget øye. Kan være normale fenomener som følge av svevende celler i øyets glassvæske (mouches volantes, flyvende fluer). Man ser dem best når man ser mot en lys flate. Med egen forsøksteknikk kan man også se blodkarene i netthinnen, eller fordunklinger i linsen, «se sin egen stær».

 

enveisglass, enveisspeil glass med den egenskapen at det er gjennomsynlig når man ser fra mørkt mot lyst rom, men virker som et speil når man ser fra lyst mot mørkt rom. Dette oppnås ved at glasset gis et tynt metallbelegg, vanligvis av gull, sølv eller kobber. I bygningsteknikken er den primære hensikten med slike metallbelagte glass å begrense innstråling av solvarme gjennom viduene, men enveiseffekten utnyttes ofte bevisst arkitektonisk.

 

F

farge. Selv om vi oppfatter fargene som en selvfølgelig del av den verden vi kjenner oss hjemme i, finnes det ikke et alminnelig anerkjent kriterium for hva farge er. Men nettopp denne ubestemthet ved fargen er en forutsetning for at fargen i sin enkelhet kan representere en differensiert virkelighet. Blått kan som eksempel representere en sommerhimmel, en kjemisk reaksjon på et lakmuspapir, men også en følelse av lengsel. 

   Fargen sies å gi oss informasjon om den verden vi lever i. Dette kan lett misforstås. Som umiddelbar iakttagelse betyr fargen ikke noe bestemt. Betydningen av et rødt trafikklys stammer ikke fra fargen, men fra trafikkreglene.

    Fargene påtvinger oss ingenting, men gjør inntrykk på oss, vekker følelser og spørsmål. De representerer verden på en slik måte at vi kan forholde oss til den praktisk og teoretisk. Derfor taler vi også uvilkårlig om våre farger og vår verden. Hvis fargene selv hadde meddelt oss sin betydning, hadde de ikke kunnet vekke spørsmål.

   Et tilsvarende forhold gjør seg gjeldende i all billedskaping, fra barnets rabling til det modne maleri. Rembrandts bilde av en tigger er hans individuelle representasjon av en virkelighet han har iakttatt. Rembrandts bilde er en enhet av subjektet Rembrandt og objektet tigger, og hvis betrakteren utbryter: «Dette er en Rembrandt», har han gitt bildet en betydning det med rette tilkommer i en kultur som han sammen med Rembrandt er medskaper av.

 

Farge og språk

Vi taler om fargene ved hjelp av ord, hvis betydning vi vanligvis ikke tenker over, og som ikke kan utledes av fargenes objektive eller subjektive aspekter hver for seg.

   At vi kaller himmelen blå, sier objektivt ikke noe annet om himmelen enn at for normalsynte er ordet «blått» dekkende for himmelfargen. At vi kaller himmelen blå, er heller ikke diktert av en subjektiv synsfunksjon. I så fall skulle mennesker som har identiske synsfunksjoner også utvikle det samme fargespråk. Men dette er langt fra tilfellet. Enkelte språk (baskisk, bretonsk, irsk) skjelner ikke mellom grønt og blått. Visse afrikanske folkegrupper som lever i en tropisk fargeprakt, har tallrike betegnelser for hvitt, men er språklig mindre opptatt av de øvrige fargene; andre afrikanske folkegrupper har utviklet over hundre fargeord for brune farger som kjennetegner ting som for dem er livsviktige. Jo flere fargebegreper vi har til rådighet, jo mer nyansert er våre forestillinger om vår omgivelse.

   Fargeordene er historiske vesener. De kommer og går. Fra vår egen tid kjenner vi markedsføringens kortlivede fargenavn av typen tomat, orkidé o.l. Vanligvis stammer fargeordene fra en omfattende helhetsoppfatning. Oransje, som kommer fra persisk naräng (bitter appelsin), fulgte med appelsinen til Europa på 1500-tallet, men har senere kastet av seg denne bindingen og betegner i dag gulrøde fargetoner i sin alminnelighet. Lilla av persisk lilak (syrin), er resultat av en tilsvarende abstraksjonsprosess. Blond og blakk er derimot fortsatt entydig knyttet til bestemte objekter (menneskets hår og hestens hud).

   Abstrakte fargenavn er et sent kulturprodukt. Grekerne anvendte flere blå fargestoffer, men hadde ingen abstrakt betegnelse for blått. For eksempel refererte kyanos (i dag cyan) bl.a. til blåsvart, glinsende hårprakt.

   Abstraksjonsprosessen gir grunnlag for erindring. Utsagnet «Solen er gild» er opplevelsesfylt, men «Solen er gyldenhvit» gir bedre holdepunkt for erindringen. Vi har ingen erindringer om farger fra tiden før vi lærte å sette navn på dem, selv om vi sikkert hadde sterke fargeopplevelser.

 

Ulike fargebegreper

I dagligspråket representerer fargen i første rekke et lokalisert utseende. Ludwig Wittgenstein taler derfor om fargen som «stedets farge». Men ordet har også overførte betydninger; fargerik og fargeløs kan representere landskapsstemninger så vel som personlige karaktertrekk. Fargen kan også representere følelser og symboler (jfr. ▶fargesymbolikk).

   I kunst og håndverk gjelder ordet farge undertiden mer begrenset som materialbetegnelse. Uttrykk som oljefarger, krittfarger, akvarellfarger går i samme retning, men med vekt på bestemte maleriske uttrykk som blir oppnådd gjennom disse materialene.

   I sansepsykologien representerer fargen primært en fargefornemmelse, dvs. en sansefornemmelse innenfor synssansens modalitet. Som umiddelbart synsobjekt er fargefornemmelsen fullstendig ubestemt. Først gjennom bestemmelsen blått el.l. blir den relatert til de andre fargefornemmelsene og dermed gjenkjennbar.

   Farger i drømmer og visjoner forutsetter ubevisste erindringer om fargeopplevelser. At man ser spontane, bevegede fargemønstre med lukkede øyne, eller at klanger fremkaller fargeopplevelser, er ikke uvanlig.

   Et slektskap mellom farger og andre sansekvaliteter lever i uttrykk som varme og kalde farger, klangfarge og fargetone.

   I sansefysiologien representerer fargen synsorganets reaksjon (respons) på en fargestimulus. Mekaniske, elektriske og kjemiske (hallusinogene) stimuleringer av synsorganet kan fremkalle spontane, kaotiske fargefornemmelser.

   I fysikken representerer fargene målbare spektrale energifordelinger av synlig lys. Det kommer da ikke an på fargens spesifikke utseende, men hvilke spektralfordelinger som en gjennomsnittlig iakttager oppfatter som like (jfr. ▶fargemåling).

   I industriell sammenheng betegner fargene materialegenskaper fremkommet ved bruk av ▶fargestoffer og ▶pigmenter. Se også ▶farging.

 

Fargens grunnkvaliteter

Ved fargens kvaliteter, eller attributter, forstår vi fargens systematiske kjennetegn, slik de er nedfelt i språket, som lysende, mørk, fargetone, glans, gjennomsiktig. De er resultater av en langvarig historisk prosess; allerede Leonardo da Vinci advarte malerne mot å fortape seg i fargens «egenskjønnhet», som er en forstyrrende faktor og må underordnes malerens formvilje.

   Fargen som teoretisk problem ble oppdaget av grekerne, og fra dem stammer en rekke dristige, men innbyrdes motstridende ideer om fargens vesen, ideer som har gått videre til i dag. Hovedproblemet var fra første øyeblikk å forstå sammenhengen mellom fargens subjektive og objektive aspekter. Et instruktivt eksempel på dette er begrepet gjennomsiktig, som samtidig henspiller på en synskvalitet og en materialegenskap. I sine sansefysiologiske betraktninger bestemte Platon (427–347 f.Kr.) gjennomsiktighet som en synsfornemmelse mellom hvitt som fornemmelse av ugjennomtrengelig overflate, og sort som synets egenfornemmelse. Interessen for gjennomsiktighet som synskvalitet, fysisk fenomen og malerisk motiv har fulgt filosofi og maleri helt frem til våre dager. På 1900-tallet har f.eks. Joseph Albers eksperimentert med gjennomsiktighet som billeduttrykk i abstrakt maleri, og Ludwig Wittgenstein har i sine drøftelser av fargebegrepenes logikk vært opptatt av sammenhengen mellom gjennomsiktighet som billedkvalitet i maleriet og som språklogisk problem.

   Det er vanlig å inndele fargene etter tre grunnkvaliteter: lyshet, gråtone og fargetone.

   Lyshet. Det mest alminnelige vi kan si om fargen, og som gjelder for alle farger, er at den representerer et forhold mellom lys og mørke, mellom lyshet og mørkhet i en gitt omgivelse. Vi opplever umiddelbart at vi kommer inn i et lyst rom, eller at vi skifter til et mørkt. Lyshet og mørkhet har i seg selv ingen bestemt farge. Lyshet er verken hvit, sort, gul eller blå. På én og samme ensfargede gjenstand skifter fargen fra lys til mørk alt etter hvilken side lyset faller fra og alt etter som gjenstanden befinner seg på et lyst eller mørkt sted i rommet.

   Men lyshet og mørkhet gir fargen en aktiv karakter og ytrer seg objektivt som gjenskinn: Et rødt eple kaster rødt gjenskinn på en hvit duk.

   Lysheten kan økes til lysende (stjerner, fluorescerende farger, lyskilder) og blending (sveiseflamme). Fullstendig fravær av lys fremkaller en egen mørkefornemmelse. Blending og mørkefornemmelse representerer grensetilstander av farge.

   Gråtone. representerer et styrkeforhold mellom hvitt og sort på en lineær gråtoneskala. Hvitt og sort kan betraktes som representanter for lys og mørke, og gråtoneskalaen kan gjelde som et mål for fargers lyshet eller mørkhet. Gråtonene er knyttet til belyste objekter, og fordi de er relatert til omgivelsens lyshet, kalles de betingede objektfarger.

   Man taler ikke om sort eller grått lys. Den utbredte talemåten hvitt lys refererer til belyste eller lysende hvite objekter (lyskilder). Vi kan like lite forestille oss hvitt lys som vi kan forestille oss klart gjennomsiktig, hvitt glass. En hvit krukke kaster ikke hvitt gjenskinn på en rød duk, men lyser den opp. Hvitt i sin reneste form er betinget av at overflaten reflekterer alt lys fullstendig og diffust (i alle retninger).

   Sort i sin reneste form er betinget av at overflaten absorberer alt lys. Tilnærmet gjelder dette for sot. En åpning inn til et mørklagt rom er temmelig ideelt sort og oppleves som en sort overflate. Fornemmelsen forsterkes av lyse omgivelser og kan bli så intens at man blir overrasket over at flaten ikke gjør motstand ved berøring.

   Vanligvis reflekterer en sort flate litt lys. Dette merker vi ikke i lyse omgivelser, men når lysstrålen fra en lommelykt faller på en sort flate i et fullstendig mørkt rom, frembringer den en blekhvit lysflekk.

   Ved å bestemme de minste gråtoneforskjeller vi kan oppfatte, kommer vi til 200–300 gråtoner for normalt syn i normal belysning.

   Fargetone (kulør). Kuløren betegnes som gul, blå, rød, grønn, rødblå, gulrød osv. og gir fargen en individuell karakter (kuløren gul kan ikke sammenlignes med kuløren blå osv.). Med normalt fargesyn kan man ordne kulørene på en fargesirkel, dvs. en skala som løper tilbake i seg selv.

   Kulørbestemmelsen er siste trinn i den abstraksjonsprosessen som leder til en oppfatning av fargen som en selvstendig helhet. Kulør kan være knyttet til både objektfarger og lysende farger (landskap i aftenlys, fluorescerende plakater, natrium-damplamper for veibelysning).

 

Grunnkvalitetenes samspill

Fargene i vår omgivelse er alltid uttrykk for et samspill av lyshet, gråtone og kulør. Tre aspekter ved denne helheten oppstår ut fra relasjonene lyshet/gråtone (valør), gråtone/kulør (metning) og kulør/lyshet (spesifikk lyshet, fargeglød).

   Valør. I en gitt belysning kan en objektfarge alltid sammenlignes med en gråtoneskala med hensyn på lyshet. Den gråtoneverdien som tilsvarer en bestemt objektfarges lyshet (eller mørkhet), betegnes som denne objektfargens valør. Som nevnt ovenfor har vi da å gjøre med betingede objektfarger.

   Fargen som uttrykk for et forhold mellom lys og mørke ble fremfor alt oppdaget og utprøvet i 1600-tallets claire-obscuremaleri.

   Metning (renhet, klarhet). En kulørt objektfarge representerer også et styrkeforhold mellom kulør og gråhet. Dette betegnes som fargens metning eller renhet og knytter den til en metningsskala fra ren gråtone mot økende kulørthet. Fargen kan altså, uten å endre kulør, beveges både langs en metningsskala og en valørskala. For hver valør finnes en metningsskala og omvendt.

   Spesifikk lyshet (fargeglød). Sin høyeste metning oppnår objektfargen ved en bestemt lyshet, som er forskjellig fra den ene kuløren til den andre, og man taler derfor om kulørenes spesifikke lyshet (fargeglød). I praksis betyr dette for eksempel at i én og samme belysning er maksimalt mettet ultramarin relativt mørk, maksimalt mettet gul relativt lys. Maksimalt mettede farger betegnes undertiden som fullfarger.

   Ved mørkere valører enn den maksimale kan fargen få karakter av jordfarge, ved lysere valører pastellfarge. Typiske jordfarger er brunt og oliven på en valørskala gjennom rødt og gult. En typisk pastellfarge er lys lilla på valørskalaen gjennom indigo.

 

Fargene og lysets spektrum

Fargen utgjør med sine egenkvaliteter alltid en egenskap ved et objekt, samtidig som den blir sett av meg – et subjekt. Det er ikke mulig å redusere fargen til en rent subjektiv eller en rent objektiv kjensgjerning. Ikke desto mindre trenger vi i vår praktiske og teoretiske omgang med fargene objektive kriterier for denne eller hin egenskap ved fargen. For eksempel trenger malingsindustrien kriterier for fargetone og metning, og refererer fargene til visse standardbetingelser (se ▶fargemåling).

   Fargene kan også refereres til lysets spektrum. Ved lys forstår vi da elektromagnetisk stråling med bølgelengder mellom ca. 380 og 700 nm, og ved lysets spektrum forstår vi lysets energifordeling i dette området. I et opplyst rom med alle slags fargede objekter, vil en gitt objektfarge ha et bestemt spektrum, som oppstår som en modifikasjon av belysningens spektrum. Men i den samme belysning kan det også finnes uendelig mange andre spektralfordelinger for den samme objektfargen – én farge er altså ikke knyttet til kun ett spektrum. Dette kalles metameri og vil til en viss grad bli avslørt ved å endre belysningen. Når vi kjøper tøy, kontrollerer vi derfor ofte fargen i dagslyset fra vinduet.

   I et opplyst rom kan det finnes alle mørkhetsgrader av f.eks. gule objekter. De aller lyseste objektene omfatter hele spekteret bortsett fra den ytterste kortbølgede, fiolette delen, og de maksimalt mettede gule fargene omfatter mer enn halvparten av spekteret, regnet fra den langbølgede siden. Om spekteret snevres ytterligere inn, vil gulfargen miste sin lyshet og nærme seg brungult. Isblå farger (cyan) omfatter tilsvarende deler av spekteret, men regnet fra den kortbølgede siden, og purpurfarger (magenta) omfatter blandinger av spekterets langbølgede og kortbølgede deler, men ikke den mellombølgede (se også ▶randfarger).

   Isaac Newton la lysets spektrum til grunn for en ny oppfatning av lys og farge, og oppfattet utvilsomt spekteret som de «første» farger. Dette er fortsatt en utbredt oppfatning, som har sammenheng med de spesielle betingelsene for et spektrum. Spekteret kan nemlig ikke frembringes i et opplyst rom på samme måte som objektfarger. For å frembringe et spektrum, må rommet først mørklegges fullstendig og lyset deretter brytes ved hjelp av et prisme. Tilsynelatende har vi ikke lenger å gjøre med betingede objektfarger, men med representanter for lyset alene. Men også spektralfargene projiseres på et objekt, nemlig en hvit overflate i et mørkt rom. I et spektrum er lysets energi noenlunde jevnt fordelt, og derfor oppnår verken gult eller isblått den relativt høye lysheten som er betingelsen for maksimal metning av disse fargetonene. De viser seg derfor som henholdsvis brunaktige og gråaktige farger. Rødt, grønt og blåfiolett vil derimot dominere i forhold, ettersom disse fargene mettes ved relativt lav lyshet. Også i spekteret opptrer fargene som individuelle representanter for forholdet mellom lys og mørke. Både for fargeblanding og fargemåling har dette stor praktisk betydning.

 

Fargeblanding

Det finnes to hovedtyper av fargeblanding: subtraktiv fargeblanding bygger primært på lysets absorpsjon og refleksjon i materien, mens additiv fargeblanding primært bygger på belysningens spektrale egenskaper. Optisk fargeblanding er en variant av den additive. Det er imidlertid ingen skarp grense mellom de forskjellige typene av fargeblanding.

 

Subtraktiv fargeblanding

Denne formen for fargeblanding ligger til grunn for slike reproduksjonsteknikker som fargefilm og visse typer fargelitografi. Lyset skinner gjennom suksessive fargesjikt som har hvert sitt absorpsjonsspektrum. Siden dette medfører en svekkelse av lysets energi, altså en formørkning av fargen, velges fargesjikt som er gjennomskinnelige for spesifikt lyse fargetoner. Gjennom kombinasjonen av disse oppstår de spesifikt mørke fargetonene. Hovedregelen er derfor:

   gult ÷ isblått (cyan) = grønt

   isblått ÷ purpur (magenta) = ultramarin

   purpur ÷ gult = rødt

   gult ÷ isblått ÷ purpur = sort

   Fordi fargeresultatet er materialbetinget, er disse reglene empiriske. Det finnes gule og blå fargestoffer som i en slik blanding ikke gir grønt, men rødt.

   Blanding av vannfarger og oljefarger følger stort sett reglene for subtraktiv blanding.

   En form for subtraktiv fargeblanding finner også sted når farget lys reflekteres fra en farget overflate. Fordi en del av lyset blir absorbert, er det reflekterte lyset modifisert, slik at overflaten endrer farge, stort sett etter de nevnte empiriske reglene for subtraktiv blanding.

 

Additiv fargeblanding

Denne formen innebærer en blanding av fargede belysninger. Blandingen er da lysere enn enkeltbelysningene, og som primærfarger velges spesifikt mørke fargetoner. Gjennom kombinasjon av disse oppstår spesifikt lyse fargetoner. Hovedregelen er:

   grønt + rødt = gult

   rødt + ultramarin = purpur

   ultramarin + grønt = isblått

   grønt + rødt + ultramarin = «hvitt»

   De additive primærfargene grønn, rød og ultramarin betegnes ofte som primærgrønn, primærrød og primærblå. I trafikklysene brukes primærrødt og primærgrønt, som forener høy farveglød med lav lyshet slik at de er tydelige uten å blende.

   Additiv fargeblanding finner også sted i atmosfæren. Snedekte fjelltopper som kaster tilbake en blanding av rødt solnedgangslys og blått himmellys, skinner i vakre purpurfarger. Det samme gjelder for lette skyer som kaster tilbake solnedgangslyset, samtidig som de er gjennomskinnelige for det blå himmellyset. Derimot er isblått heller sjelden i naturen, men kan undertiden iakttas i brevannsjøer. Det tilbakekastede lyset fra bunnen blir spredt i det noe uklare brevannet og gir dette en slags himmelfarge (▶Rayleigh-spredning).

   To fargede belysninger som nøytraliserer hverandre til nøytralt, «hvitt» lys, kalles komplementære. Enhver farge har altså én komplementær farge, men denne kan ha uendelig mange forskjellige spektra.

 

Optisk fargeblanding

Denne formen for fargeblanding finner sted når fargeflekker flyter sammen for øyet. Dette kan oppnås ved hjelp av hurtig roterende fargeskiver som er inndelt i fargede sektorer. Med hensyn til fargetone følger denne blandingen reglene for additiv fargeblanding, men fargesektorenes lysheter blir utlignet. Optisk blanding av mettet grønt og rødt gir derfor ikke mettet gult, som i det additive tilfellet, men brune eller olivengrønne jordfarger. Et annet eksempel er hvordan de grønne og høstrøde bladene i tyttebærlien flyter sammen i olivengrønt når de blir sett fra avstand.

   Optisk blanding kan også oppnås ved å kombinere fargede punktrastere – for eksempel er bildet på fjernsynsskjermen bygd opp av tre punktrastere, henholdsvis farget med de tre additive grunnfargene. En blanding av tørre fargepulvere er til dels optisk, til dels subtraktiv.

   Optisk blanding ble utprøvet i maleriet på slutten av 1800-tallet (pointillisme).

 

Grunnfarger

På bakgrunn av fargebegrepenes historie er det ikke overraskende at man tidligere fant det naturlig å ordne fargene mellom lys og mørke, eller mellom hvitt og sort. I dag er det velkjent at kulørene kan ordnes på en sirkel. Men det hersker også en del usikkerhet i spørsmålet om fargesirkelens oppbygning, og særlig i spørsmålet om grunnfargene.

   At man kan frembringe alle fargetoner ved hjelp av tre egnede nyanser av gult, isblått og purpur, er en gammel erfaring, og disse tre fargene blir derfor ofte oppfattet som primærfarger, mens rødt, grønt og ultramarin oppfattes som sekundærfarger.

   På den annen side lærte man etter hvert også å kjenne optisk og additiv fargeblanding, hvor visse nyanser av grønt, rødt og blått var naturlige primærfarger, slik at primær- og sekundærfarger er byttet om i forhold til den subtraktive blanding.

   Regelen om de tre additive primærfargene kan utvides til loven om trikromasi, som sier at det finnes uendelig mange sett av tre primærfarger som gjennom innbyrdes additive fargeblandinger kan frembringe alle andre fargetoner. Det eneste kravet som stilles til de tre grunnfargene, er at ingen av dem skal kunne fremkomme som en blanding av de to andre.

   Loven om trikromasi kan sees i lys av sirkelens logikk. For å komme fra ett kjent sted til et annet på en sirkel kan man gå i to motsatte retninger, men for å kunne skjelne den ene veien fra den andre, må man kjenne ett sted til. Man må altså kjenne tre steder for å kunne orientere seg på en sirkel. Hvor på sirkelen disse stedene ligger er av underordnet betydning.

   En annen vei å gå i problemet om grunnfargene ville være å spørre sitt eget øye til råds. Det gjorde den engelske fysikeren Thomas Young (1773–1829). Som folk flest hadde han gått ut fra at det fantes tre grunnfarger, nemlig malernes gult, isblått og purpur. Men så la han merke til at sollysets spektrum var dominert av fargetonene rødt, grønt og blåfiolett, og han tenkte seg derfor at disse representerte synsapparatets grunnfornemmelser og dermed fargesirkelens grunnfarger. Hans oppfatning var lenge dominerende innenfor synsforskningen, selv om man også var klar over at Young egentlig bare hadde forskjøvet problemet med hvordan det går til at fornemmelser av rødt og grønt setter seg sammen til en fornemmelse av gult.

   Thomas Young fikk etter hvert konkurranse av den tyske sansefysiologen Ewald Hering, som også hadde spurt sitt øye til råds, og mente å kunne fastslå at det finnes to par innbyrdes motsatte fargetoner, nemlig gult-blått og rødt-grønt, samt de to akromatiske grensefargene hvitt og sort. Konflikten mellom Youngs og Herings retninger var hissig, men er i dag neddempet, for ingen av dem kan alene begrunne fargesirkelens egenskaper. Se også ▶syn.

   Spørsmålet om grunnfargene kan alltid diskuteres, for i vårt forhold til fargene spiller kulturbetingede og individuelle faktorer inn i tillegg til de fysiske, psykologiske og fysiologiske. En maler har for eksempel andre preferanser enn en fjernsynstekniker eller en sansefysiolog.

 

Fargesystemer

Det vil alltid finnes et praktisk behov for å ha et fargesystem. Men på spørsmålet om det finnes et universelt fargesystem, er svaret nei. I et tredimensjonalt fargesystem legger fargesirkel og metning beslag på to dimensjoner, og dermed må lyshet og gråtone konkurrere om den tredje. Også valget av grunnfarger og måten å fordele fargene på, må bli gjenstand for et valg. Det er da også skapt tallrike fargesystemer tilpasset bestemte praktiske behov.

   Fargesystemet til Wilhelm Ostwald (1853–1932) og Natural Colour System (▶NCS) er to eksempler på utbredte systemer som er forankret i hver sin definisjon av fargeskalaen.

   Ostwalds system, som lenge var populært på 1900-tallet, baserer seg på prinsipielle definisjoner av fargeskalaen. Systemet er bygd opp som en dobbeltkjegle omkring en gråtoneakse. Kjeglens overflate består av en type ideelle farger som kalles optimalfarger, og som hittil ikke har kunnet realiseres som pigmentfarger (se ▶randfarger). De realiserbare fargene ble så fordelt innover mot dobbeltkjeglens akse (gråtoneskalaen).

   NCS baserer seg i langt høyere grad på empiriske bestemmelser, selv om også dette rommer visse prinsipielle forutsetninger. Her blir relative andeler av grunnfargene (gult, blått, rødt, grønt, hvitt og sort) i en gitt objektfarge subjektivt bedømt av trenede iakttagere. NCS-systemet er gjeldende norsk fargestandard, og for eksempel på fargehandlernes fargeprøver er fargene angitt med andeler som fremkommer gjennom den nevnte subjektive bedømmelsen.

   I Amerika er ▶Munsell-systemet fortsatt det mest brukte.

 

Fargelære

Fargelæren er vitenskapen om fargene i sin alminnelighet. Overalt hvor det tales om farge, oppstår et behov for en teoretisk eller praktisk orientert forståelse av hva vi taler om – fargelæren er derfor tverrvitenskapelig. Man kan imidlertid skjelne mellom forskjellige hovedtyper av fargelære.

   1) Intuitive fargelærer. Selv om vi ikke har en generell definisjon av farge, vet vi at vi har med farge å gjøre, men vår viten har en intuitiv karakter. Fargelæren får derfor ofte en individuell karakter. Man taler f.eks. om Paul Klees fargelære, van Goghs fargelære osv. Ikke minst fra malernes side foreligger utallige individuelle, til dels detaljert utførte fargelærer. De grenser ofte mot fargepsykologien, som handler om fargens indre opplevelseskvaliteter.

   2) Teoretisk-praktiske fargelærer beskjeftiger seg med fargeerfaringens lovmessige, subjektive og objektive betingelser. Slike fargelærer er nært knyttet til ulike enkeltvitenskaper.

   3) Praktiske nyttebetonte håndbøker og fargesystemer for spesifikke formål. Blomsterdyrkeren, maleren og mange andre kan ha behov for slike håndbøker.

   4) Universelt anlagte fargelærer har et så bredt perspektiv at de er sjeldne foreteelser, men også milestener i vitenskapenes og kulturens historie. Slike fargelærer er skapt av blant andre den greske filosofen Theophrastos (372–387 f.Kr.), den engelske fysikeren R. Boyle (1627–91), den tyske dikteren og naturforskeren J. W. Goethe (1749–1832) og den tyske fysiologen og fysikeren H. Helmholtz (1821–94).

Historikk

Det abstrakte begrepsmessige forhold til fargene ble grunnlagt i den greske tid. Senere tiders, til dels innbyrdes motstridende ideer er alle anlagt av de greske tenkere. Fremstillinger fra denne tiden inneholder viktige iakttagelser, men ingen eksperimenter. Det falt ikke grekerne inn å gjøre praktiske prøver på sine teorier – alt ble satt inn på å komme til en teoretisk forståelse.

   Det var to rådende, motsatte oppfatninger om fargene. Den ene utledet fargen av et indre lys som stråler ut gjennom øyet som en synsstråle og frembringer fornemmelser gjennom berøringen med omgivelsen. Den andre skolen utledet synsbildet og dets elementer, fargene, av visse materielt tenkte billedelementer (eidola) som strømmer inn i øyet fra tingene i omgivelsen. Til denne skolen hørte bl.a. atomisten Demokrit (460–370 f.Kr.), som skal ha oppfattet øyet som et slags speil.

   Platon (428–344 f.Kr.) var ikke ensidig orientert i retning av den ene eller andre skolen, og han behandler fargen flere steder og fra forskjellige sider. Historiens første kjente skriftlige drøftelse av fargens problem finner vi i Platons dialog Menon, som egentlig handler om dydens vesen. Her blir farge sidestilt med dyd som personlighetens utseende.

   Platons sansefysiologiske ansats til en fargelære finnes i dialogen Timaios, hvor fargene blir utledet som resultatet av en vekselvirkning mellom synsstrålen og det ytre lys. Platon utleder tre kategorier av farge:

   1) Når synsstrålen støter mot en uovervinnelig motstand, oppstår fornemmelsen av hvitt. Hvis den ikke møter motstand, oppstår fornemmelsen av sort. Likevekten mellom disse to tilstandene av fornemmelse er gjennomsiktighet.

   2) En annen kategori av farger oppstår når det indre lys forbinder seg med øyets fuktige, gjennomsiktige medium. Da oppstår fornemmelsen av rødt. Dette må vel oppfattes som en analogi med aften- og morgenrøde i atmosfæren.

   3) Den tredje kategori er glans, som oppstår når lyset blir overveldende.

   Platons grunnfarger er glans, hvitt, sort og rødt, og han avslutter med å utlede de andre fargene som spesifikke blandinger av grunnfargene. Gult er f.eks. en blanding av glans, hvitt og rødt; purpur en blanding av hvitt, sort og rødt.

   Nye ansatser til en fullstendig fargelære oppstod først på 1600-tallet. Da gjorde Robert Boyle allsidige og eksperimentelle studier av fysiske, kjemiske og fysiologiske fargefenomener. Newton (1642–1727) bygde sin fargeoppfatning på eksperimenter med lysets spektrum, og han var en av de første som fordelte fargetonene på en sirkel. Han definerte syv spektralfarger, nemlig rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fiolett. Disse fordelte han langs sirkelen slik at forholdene mellom deres respektive utstrekning tilsvarte visse toneintervallers lengdeforhold på en klingende streng (monokord). Som toneforhold valgte han intervallene i den doriske kirketonearten defgahcd'. Tonehøydene markerte grensene mellom de syv spektralfargene. Overgangen mellom fiolett og rødt, nemlig purpur, som ikke finnes i spekteret, men som Newton kjente til ut fra sine eksperimener, tilsvarte skalaens grunntone d og oktaven d'. Newton skapte også en ansats til kvantitativ fargemåling.

   Goethe hadde lenge vært opptatt av fargens stilling i maleriet, og han hadde i den anledning interessert seg for naturens farger, ikke minst de atmosfæriske. Goethe la ned meget arbeid i fargelæren, og han betraktet den som sitt hovedverk. Den utkom som et 3-binds bokverk i 1808–10. En historisk del inneholdt et omfattende, kommentert materiale fra fargelærens historie. En polemisk del inneholdt en kritisk gjennomgåelse av Newtons Opticks. En didaktisk del inneholdt et omfattende eksperimentelt erfaringsmateriale. Her blir fargene klassifisert som fysiologiske, fysiske og kjemiske farger alt etter graden av flyktighet:

   Fysiologiske farger, er «absolutt flyktige», da de er knyttet til øyets egne funksjoner. Hit hører alle subjektive fargefenomener, som fargede skygger (simultan kontrast), positive og negative etterbilder (suksessiv kontrast) osv.

   Fysiske farger, er «forbigående», da de oppstår i det mer eller mindre gjennomskinnelige medium som formidlere av et forhold mellom lys og mørke. Himmelblått, aftenrøde og regnbuen er typiske representanter for fysiske farger. Inndelingen av de fysiske farger faller for øvrig sammen med våre dagers inndeling av lysets fysikalske optikk i underkapitlene brytning (dispersjon), interferens, diffraksjon, spredning o.a.

   Kjemiske farger, er «varige», da de er knyttet til stoffet som dets egenskap. I dag ville vi si at Goethes «kjemiske farger» spenner fra pigmenter til hele bredden av moderne lyskilder som baserer seg på ulike fysikalsk-kjemiske materieprosesser. 

   Den didaktiske delen inneholder også et avsnitt om fargenes «estetisk-emosjonelle virkning», som representerer det første kjente forsøk på en fullstendig fargepsykologi i sammenheng med lovene for fargeharmoni og fargekarakter i maleriet.

   Goethes fargelære kan sies å være det første forsøk på en konsekvent fenomenologisk naturbeskrivelse, og både i denne og i andre henseender er den uttrykk for en vitenskapsforståelse som ligger vår tid nærmere enn hans egen. Hans verk ble heller ikke særlig godt mottatt av samtidens fysikere. Til dem som gikk inn for Goethe, hørte Schopenhauer, Hegel og Schelling.

   Goethes fargelære står som det foreløpig siste forsøk på en universell fargelære. Tiden etter Goethe har vært preget av spesialisering, hvor forskjellige retninger mister kontakten med hverandre, samtidig som tekniske fremskritt gir stadig nye muligheter for praktisk utnyttelse av fargen på de forskjelligste livsområder.

   Et betydningsfullt fargeteoretisk verk fra midten av 1900-tallet er Wittgensteins «Bemerkninger om fargene». Selv om verkets ytre format er lite, griper det tilbake til grunnproblemene og viser at fargelærens historie neppe er avsluttet.

 

Fargepsykologi

I fargepsykologien behandles fargens psykologiske kvaliteter, til forskjell fra dens kvaliteter som objektivt naturfenomen. Grensen mellom disse sidene ved fargens uttrykk er ikke skarp. Allerede bestemmelsen «blått» blir ofte fremstilt som en psykologisk dimensjon ved fargen.

   Fargens dobbeltrolle som gjenstands- og opplevelseskvalitet har fulgt fargen fra de første begrepsmessige bestemmelser av farge. Også grensen mellom fargepsykologi og fargesymbolikk er flytende. I middelaldermaleriet hadde fargene en dobbelt oppgave, nemlig å gjengi personens utseende, så vel som personens indre kvaliteter. Etter som utviklingen gikk fra et mer inderlig uttrykk mot en beherskelse og poengtering av det ytre aspekt ved billeduttrykket, ble fargens dobbelte oppgave i bildet bare tydeligere. Man finner f.eks. en spenning mellom billedfarge og glansfarge i claire-obscuremaleriet. Den første plastiserer formen, den andre er personlighetens faste kjennetegn. Denne utviklingen av fargeuttrykket blir sjelden eller aldri uttalt, men en typisk skaper av et fordypet billeduttrykk i denne retning er f.eks. Caravaggio (1573–1610).

   På 1800-tallet ble man seg mer bevisst fargens psykologiske aspekter. Man var opptatt av individets fargevalg som uttrykk for et individuelt temperament. Det første forsøk på systematiske og fullstendige fargepsykologiske undersøkelser finner man i Goethes studie over fargenes estetisk-emosjonelle virkning, som inneholder tallrike både inntrengende og underholdende observasjoner. Dels går de på fargens inderlige karakter, som når han karakteriserer blått som et «ansporende intet» og lilla som «livlig uten munterhet». Dels går de på språklige vendinger, hvor han bl.a. merker seg det franske uttrykket «méchant en cramoisi» («like ondskapsfullt som mørkerødt»). Han studerer nasjonale og personlige fargepreferanser osv. Goethe la også vekt på å tilpasse oppholdsrommets fargestemning til den virksomhet som skulle foregå der. I Goethes hjem var for eksempel arbeidsrommet og de rommene som var avsatt til daglig bruk, dempet grønne; selskapsrommene hadde klingende farger, og festspisesalen gule vegger.

   Derimot var Goethe tilbakeholden med hensyn på å tildele fargene faste symbolske verdier.

   I Skandinavia ble Goethes ideer om fargenes psykologiske virkning grepet fatt i og diskutert av den danske fysikeren Hans Christian Ørsted (1777–1851).

   På begynnelsen av 1900-tallet var fargens psykologiske karakter og virkning gjenstand for betydelig interesse fra malernes side. En av dem som har etterlatt seg inntrengende og systematiske studier på dette området, er Wassily Kandinsky (1866–1944). Han har nedtegnet sine betraktninger i en del essays, som rimeligvis vil bli stående som noe av det ypperste som ble skapt av fargepsykologi på 1900-tallet. Et av disse essayene handler om hvordan fargeopplevelsen er knyttet til alle andre sanseopplevelser, og her blir fargene beskrevet med ord som «stikkende», «silkeaktig» og «likegyldig», og de knyttes an til opplevelser av bl.a. sorg, ro og musikalske toner.

 

Farge-estetikk i kunsthistorien

Innen malerkunsten i den vestlige kunsttradisjon har både betydningen av og selve den tekniske fremgangsmåten ved bruken av farger variert gjennom tidene.

   Det middelalderske maleri var ofte preget av intense, lyssterke farger, uten at den lineære og formale klarhet i komposisjonen ble satt på spill. Fra renessansen og utover har man stort sett ansett tegningen som det grunnleggende element i en malerisk komposisjon. Ved hjelp av den ble de avbildede former definert i plan og i rom, deres begrensningslinjer og plastisitet fremarbeidet. Farge ble brukt til å understreke dette ytterligere og dessuten til å tilføre maleriet et visst sensuelt raffinement med større eller mindre egenverdi i ekspressiv eller dekorativ retning.

   Gjennomgående har all klassiserende kunstteori, f.eks. den franske akademiske barokklassisisme mot slutten av 1600-tallet, hatt en tendens til å nedvurdere fargen som uttrykksmiddel fordi den ble ansett som bærer av noe nesten anti-intellektuelt og sanselig.

   I maleriet fremover på 1800-tallet blir bruken av farger stadig rikere, og mer nyansert. Hos Delacroix kan man si at fargene i stor grad har overtatt den strukturerende rolle tegningen før har hatt, og hos de engelske romantikerne Constable og Turner bærer den hoveddelen av det dramatiske eller det pittoreske uttrykk. Den impresjonistiske og senere den neo-impresjonistiske generasjon av malere fører disse tendenser videre. Disse malerne forsøkte å basere sine fargeteorier på mer eller mindre «vitenskapelige» forsøk av fysisk og optisk karakter. Bruken av farger ble nå også knyttet til spesielle fremgangsmåter knyttet til selve penselteknikken, slik man f.eks. finner det i Seurats pointillisme. Fauvistenes malerier på begynnelsen av 1900-tallet fremviste sterk fargemessig intensitet og lysstyrke, men de begrenset seg gjerne til bare å bruke en liten del av hele fargespekteret. I tiden like etter oppstår de to kunstretninger som på mange måter danner utgangspunktet for 1900-tallets abstrakte maleri, ekspresjonismen med hovedvekt på farger og kubismen med hovedvekt på det formale. Herfra utviklet de to ytterpunktene innen det abstrakte maleri seg: den abstrakte ekspresjonismen i USA i 1950-årene med sin kraftige fargebruk, og 1960-årenes op-art med sine geometriske konstruksjoner i svart/hvitt. Den tekniske utviklingen etter den annen verdenskrig skapte nye malingtyper som igjen gjorde ny, uvant fargebruk mulig i kunsten, f.eks. de «selvlysende» day-glo-fargene som ble brukt i en del av 1960-årenes popkunst. Fra 1960-årene og fremover har man samtidig sett en tendens i retning av et mer figurativt maleri, der koloritten ofte er neddempet og underordnet tegningen, slik det var før impresjonismen.

 

Farger hos dyr

Dyrenes farge beror dels på reelle farger, pigmenter (melanin, lipokromer m.fl.), dels på strukturfarger fremkalt ved lysbrytning (blå, metallskimmer osv.) i hud og hudorganer som hår og fjær, dels på kombinasjoner av begge.

   Fargen er overveiende knyttet til huden. Pigment opptrer i form av korn eller dråper i hudens celler, bare unntaksvis finnes det mellom cellene eller avsatt i en kutikula. Også indre organer kan være farget, og når huden er gjennomskinnelig, bidrar de til dyrets ytre farge. Således kan blodårer skinne gjennom tynn overhud (f.eks. hanekam, fiskegjeller).

   Metalliske eller iriserende farger hos insekter fremkommer trolig ved lysets interferens i særdeles tynne, parallelle sjikt i kutikulaen. Irisering i muslingskallets perlemorlag oppstår på lignende måte. Noen dyr har lysbrytende krystaller i spesielle hudceller (sølvglans, metallisk grønnlige og blålige farger hos fisk skyldes ufargede guaninkrystaller i celler på skjellene). Små vanndyr og noen landdyr med gravende levesett, huledyr og mange parasitter er helt eller nesten fargeløse.

   Noen dyr kan kontrollere vandringen av pigment i cellene og dermed skifte farge, f.eks. etter omgivelsene.

 

Farger hos planter

Plantenes farge skyldes fargestoffer som er bundet til bestemte legemer i cellene eller som finnes løst i cellesaften. Den grønne fargen som preger de fleste planter skyldes ▶klorofyll (bladgrønt), et pigment som er nødvendig for fotosyntesen og som er knyttet til kloroplastene i cellene. Kloroplastene inneholder også karotenoider (røde eller oransje karotener, gule xanthofyller), men normalt er karotenoidfargen ikke synlig pga. den sterke klorofyllfargen. Ved noen mangelsykdommer, f.eks. nitrogen-eller jernmangel, eller ved dyrking av planter i mørke, dannes lite eller intet klorofyll, slik at blad og stengler blir gulaktige pga. karotenoidene. Gule og oransje høstfarger kommer frem på tilsvarende måte når klorofyllet blir nedbrutt.

   Blomsterfarger skyldes dels karotenoider (gule, oransje, røde) i egne kromoplaster eller vannløselige fargestoffer i cellenes vakuoler (cellesaften). Pigmentene kan enten være gule flavonderivater eller blå eller røde antocyaniner. Antocyaninene skifter farge fra blå til rød når cellesaften blir surere (ved lavere pH). Slike endringer kan iakttas hos mange blomster, f.eks. forglemmegei. Antocyanin gir også farge i blad, f.eks. hos Coleus. Bladfargen hos f.eks. blodbøk og blodlønn skyldes en samtidig effekt av antocyanin i epidermis og klorofyll i assimilasjonsvevet. De røde høstfargene på blad fremkommer ved at det skjer en økt dannelse av antocyaniner, især i klart og kjølig vær. Hvit blomsterfarge skyldes lysrefleksjon fra luftfylte intercellularrom i fargeløst cellevev.

   Alger. Rødalgenes farge skyldes det røde fargestoffet fykoerytrin som dekker over klorofyllfargen. Blågrønnalgenes farge skyldes det blågrønne fargestoffet fykocyanin. Begge pigmentene er bundet til protein og er kjemisk beslektet med gallefargestoffene. Forekomsten av de to fargestoffene viser tilpasning til algenes voksested. Især er dette tydelig for rødalgene, som vokser på dypt vann der vesentlig gult og grønt lys trenger ned. Det er nettopp disse delene av spekteret som absorberes av fykoerytrin. Den absorberte lysenergien overføres så til klorofyll, som selv i liten grad absorberer disse spektralområdene. Gjennom klorofyll blir på den måten det absorberte lyset brukt til fotosyntese hos rødalgene. Brunalgenes farge skyldes karotenoidet fukoxantol (fukoxantin).

 

fargeblindhet, manglende eller nedsatt evne til å se farger. Fargeblindhet er oftest medfødt og arves recessivt, kjønnsbundet og skyldes feil i tappene i øyet. Fargeblindhet finnes hos 8 % av menn og ½ % av kvinner. Fargeblindhet kan også erverves ved enkelte sykdommer. Det finnes flere former for fargeblindhet.

   Total fargeblindhet er sjeldent forekommende og følges gjerne av sterkt nedsatt syn (akromatopsi). Nedsatt eller opphevet evne til å se blått finnes også sjelden (tritanomali, tritanopi) og spiller ingen praktisk rolle. Nedsatt eller opphevet evne til å se grønt (deuteranomali, deuteranopi) er den alminneligste form for fargeblindhet. Ca. 70 % av alle fargeblinde hører til denne gruppen. Den nest største gruppen omfatter dem som har nedsatt eller opphevet evne til å se rødt (protanomali, protanopi). De to siste formene spiller ganske stor praktisk rolle fordi det i sikkerhetstjenesten til lands, til sjøs og i luften kreves normal fargesans når det gjelder signalfargene grønt og rødt.

 

fargefilter, gjennomsiktig stoff som absorberer lysstråling i visse deler av spekteret og bare slipper igjennom begrensede bølgelengdeområder. Lages gjerne av plast eller gelatin, som støpes inn mellom to glassplater.

 

fargeharmoni, betegnelse for den opplevde karakter av fargers samklang. Mens toneharmoni har et fysisk grunnlag i de naturlige overtonerekker, bygger læren om fargeharmoni gjerne på erfaringer med komplementærfarger, fargekontrast og fargeblanding. 

   Gjennom tidene har utallige forslag til alminnelige lover for fargeharmoni blitt foreslått – og praktisert, men ingen har oppnådd en slik varighet og status som musikkens harmonilærer.

 

fargelære, se ▶farge (fargelære).

 

fargemåling, kolorimetri, bestemmelse av fargestimuli på grunnlag av målinger av deres energispektra (spektrofotometri).

 

Historikk

Allerede Isaac Newton hadde tanker om et fargeblandingsdiagram. Han plasserte spekterets fargetoner (sannsynligvis også purpurtonene) på periferien av en fargesirkel. Videre postulerte han en tyngdepunktsregel som sier at en additiv blanding av to spektralfarger frembringer en blandingsfarge som ligger på forbindelseslinjen mellom de to spektralfargene, i tyngdepunktet for de to fargene når disse veies etter sin intensitet.

   Thomas Young førte Newtons tanke videre i sine forsøk med trikromatisk fargeblanding. Hans ideer og erfaringer ble grepet fatt i av den tyske matematikeren Hermann Grassmann, som i 1853 skapte en teori for trikromatisk additiv fargeblanding. Teorien er uttrykt gjennom et sett av enkle, matematiske lover for fargelikhet mellom fargestimuli. En av disse sier at gjennom additive blandinger av tre vilkårlig valgte, men lineært uavhengige referansestimuli, kan man oppnå likhet med alle mulig fargestimuli. «Lineær uavhengighet» innebærer at ingen blanding av to av stimuliene skal ha samme farge som den tredje.

   Med utgangspunkt i tre valgte referansestimuli kan man oppnå et mål for fargen til et gitt fargestimulus (teststimulus). Teststimulus blir da under definerte observasjonsbetingelser presentert som et belyst felt ved siden av et felt som blir belyst av en additiv blanding av tre kjente referansestimuli. Blandingsforholdene av referansestimuliene reguleres inntil observatøren oppfatter de to belyste feltene som like. Måltallene for mengdene av de tre referansestimuliene ved fargelikhet med teststimulus kalles tristimulusverdier. (Intensitetsenhetene for referansestimuliene er definert som deres respektive intensiteter når de i additiv blanding er lik en definert hvitstandard.)

   Gjennom blandinger av tre referansestimuli kan det riktignok ikke oppnås likhet med det totale mangfold av fargestimuli. (Man kan f.eks. ikke oppnå likhet hvis teststimulus er monokromatisk.) For å kunne bestemme tristimulusverdiene til samtlige mulige fargestimuli, blir derfor prosedyren forandret slik at det ene sammenligningsfeltet belyses av en blanding av teststimulus og ett referansestimulus, mens det andre feltet belyses av en blanding av de to andre referansestimuliene. Formelt betyr dette at man innfører negative tristimulusverdier.

   På grunnlag av Grassmans lover oppstod det etter hvert forskjellige målesystemer for farger, og i 1931 ble «CIE 1931 standardsystemet for fargemåling» fastlagt av Commission Internationale de l'Eclairage (Den internasjonale belysningskommisjon). Systemet, som senere har gjennomgått mindre revisjoner, bygde på en gruppe amerikanske studenters bestemmelser av fargelikhet.

 

Cie-systemet

I CIE-systemet blir tristimulusverdiene betegnet som X, Y og Z. Systemet er definert ved en fullstendig tabell over tristimulusverdiene for monokromatiske fargestimuli. Tabellen, som refererer til gjennomsnittet av studentenes bestemmelser av fargelikhet, definerer en såkalt standardobservatør. Beregningen av tristimulusverdier kan da gjøres på grunnlag av standardobservatøren og intensitetsspekteret for et gitt fargestimulus, uten å gjennomføre en eksperimentell fargesammenligning.

   CIE-systemet er utformet slik at tristimulusverdiene alltid er positive, foruten at tristimulusverdien Y er et mål for fargens lyshet. For å oppnå denne formelle egenskapen ved systemet, er de opprinnelige referansestimuliene transformert til såkalte imaginære referansestimuli.

   Ut fra tristimulusverdiene kan et gitt fargestimulus tilordnes to kromatisitetskoordinater (fargekoordinater) x og y, definert ved formlene x = X/U, y = Y/U, hvor U = X + Y + Z. De nye koordinatene bestemmer et kromatisitetspunkt (fargepunkt) i et rettvinklet kromatisitetsdiagram (fargediagram). I dette diagrammet ligger fargepunktene for monokromatiske fargestimuli langs en hesteskoformet kurve (spektralkurven). Purpurstimulienes fargepunkter ligger langs den rette forbindelseslinjen mellom hesteskoens endepunkter (purpurlinjen).

   Fargepunktet for en additiv blanding av to stimuli ligger på forbindelseslinjen mellom fargepunktene for de to komponentene. Gjennom additive blandinger av tre gitte referansestimuli kan man bare frembringe fargestimuli som har sine fargepunkter innenfor den trekanten som spennes ut av de tre referansestimulienes fargepunkter. For eksempel har enhver farge som kan frembringes på en fjernsynsskjerm sitt fargepunkt innenfor en trekant som spennes ut av fargepunktene for skjermens tre fosforer.

   I fargediagrammet kan et fargestimulus også bestemmes ved hjelp av dominant bølgelengde (λ_d) og spektral renhet (metning) (p_e).

   Dominant bølgelengde for et gitt fargestimulus er definert som bølgelengden til det monokromatiske fargestimulus, som i additiv blanding med hvitstandarden gir likhet med det gitte stimulus. Et purpurstimulus tildeles en komplementær bølgelengde (λ_c). Denne er definert som bølgelengden til det monokromatiske fargestimulus, som i additiv blanding med vedkommende purpurstimulus gir likhet med hvitstandarden.

   Spektral renhet for et gitt fargestimulus er forholdet mellom avstanden fra hvitpunktet til fargepunktet og avstanden fra hvitpunktet til spektralkurven, målt langs linjen gjennom fargepunktet. Monokromatiske stimuli har derfor spektral renhet lik 1.

   Spektral renhet er et måltall og må ikke forveksles med fargemetning selv om de er beslektet, på samme måte som dominant bølgelengde er beslektet med fargetone (se ▶farge).

   Koordinater i kromatisitetsplanet gir ingen opplysning om en farges lyshet. Målet for lyshet går tapt ved overgangen fra tristimulusverdier til fargekoordinater.

 

fargeskive, sirkelrund skive som er delt i forskjellig fargede sektorer. Ved hurtig rotasjon flyter de enkelte sektorbildene sammen for øyet, og det finner sted en optisk blanding av sektorfargene (se ▶farge (fargeblanding)). Fordi lyshetene blir utlignet, egner fargeskiven seg også for frembringelse av gråtoner.

 

fargespill, flyktige fargevirkninger som er knyttet til bestemte typer optiske medier og som veksler med lysets innfallsretning og med retningen man ser dem fra. Medier hvor fargespill kan opptre er bl.a. finstrukturerte overflater (perlemor, CD-plater), tynne gjennomsiktige hinner (oljehinner på vann, insektvinger, såpebobler, tynne plastfolier), gjennomsiktige, lysbrytende overflater (iskrystaller, duggdråper, lysekroneprismer) og gjennomsiktige medier med indre mekaniske spenninger (presset plast i linjaler og esker). 

   Alt etter forholdene er fenomenet en virkning av lysets brytning og dispersjon, lysets interferens eller interferens av polarisert lys. Fargespillet har en annen type spektralfordeling enn fargede stoffer.

 

fargestimulus, elektromagnetisk strålingseffekt, som med gitt størrelse (f.eks. i watt) og med en gitt spektralfordeling treffer øyet og frembringer en fargefornemmelse.

 

fargestoffer, organiske og uorganiske stoffer som reflekterer lys i den synlige del av spekteret og som brukes for å gi gjenstander og materialer farge (se farging ). Fargestoffer som blir brukt som uløselige pulvere i maling, trykkfarger, plast, gummi o.l. kalles pigmenter . Fargestoffer anvendes mest til fibrer og stoffer, men også til en rekke andre formål, f.eks. til blekk, stempelfarger, trykksverte, fargepasta, kosmetika, næringsmidler m.m.

   Organiske fargestoffer er i regelen stoffer som virker direkte fargende, spesielt på fiberstoffer som bomull, ull, lin og silke. De er vanligvis løselige i vann eller de kan overføres til vannløselige forbindelser som så felles ut på eller forbinder seg med det materialet som skal farges.

   Syntetiske fargestoffer har ofte vært kalt tjærefargestoffer eller anilinfargestoffer fordi de opprinnelig ble fremstilt fra steinkulltjærens bestanddeler, og i første rekke av anilin. Naturlige fargestoffer som alizaron, indigo, klorofyll og blåtre ble utvunnet av plantemateriale, mens andre, som antikkens purpur og cochenille, stammer fra dyremateriale. En del av disse naturlige fargestoffer fremstilles nå syntetisk. Andre viktige syntetiske fargestoffer er f.eks. anilinsvart, anilinblått, antracenblått, biebrichskarlagen, bismarckbrunt, krysoidin, gruppene diazofargestoffer og indantrenfargestoffer, fuksin og rosanilin. Disse syntetiske fargestoffer er nyskapninger som ikke har noe naturlig sidestykke, og antallet er uhyre stort.

   Klassifisering av fargestoffer. Kjemisk klassifiseres fargestoffene etter sin fargende
(kromofore) gruppe, f.eks. 1) Nitrofargestoffer, f.eks. pikrinsyre, naftolgult. 2) Azofargestoffer, med azogruppen, -N=N-, f.eks. diamantsvart, bismarckbrunt, kongorødt, ekterødt. Azofargestoffer utgjør en meget stor gruppe. 3) Ketonfargestoffer med en eller flere ketongrupper, C=O, eller derivater av denne. Herunder kommer alizaringult og indigo. 4) Kinonfargestoffer inneholder to keton- eller substituerte ketongrupper i en ring. I denne gruppe finnes de meget viktige og bestandige antracenfargestoffer, f.eks. indantrenfargestoffer, purpurin og alizaron, trifenylmetanfargestoffer m.m.

   Fargestoffer klassifiseres også etter sine egenskaper ved fargingen, eller etter hvordan de må brukes: A) Vannløselige fargestoffer, som farger fibrene direkte, herunder de basiske, sure og substantive (direkte) fargestoffer. B) Tungt vannløselige fargestoffer som først må overføres i løselig form, kypefargestoffer og svovelfargestoffer. C) Beisefargestoffer eller adjektive fargestoffer, som krever et bindemiddel eller en beis på fibrene for å feste seg, for eksempel jern- eller krombeis. D) Utviklings-fargestoffer blir utfelt eller fremkalt på fibrene i uløselig form. Ektheten eller bestandigheten av et fargestoff er meget viktig. Det skilles mellom lys-, vann-, vaske-, alkali- og syreekthet. De moderne fargestoffer har en meget stor bestandighet, i mange tilfeller er den større enn fibrenes, spesielt for indantren-fargestoffer.

   Historisk utvikling. Grunnlaget for fremstilling av syntetiske fargestoffer ble lagt da man på begynnelsen på 1800-tallet lærte seg å utvinne og fremstille fenol og anilin fra steinkulltjæren. W. H. Perkin fremstilte 1856 det første syntetiske fargestoff, mauvein, ved oksidasjon av anilin, og i de følgende 20 år ble andre anilinfargestoffer, azofargestoffer og kinonfargestoffer syntetisert.

   Den industrielle produksjon av fargestoffer ble særlig utviklet i Tyskland, som i årene 1900-14 leverte 75 % av verdens fargestoffbehov. Under den første verdenskrig ble vestmaktene nødt til å produsere fargestoffer selv, og tyskernes monopolstilling opphørte. De viktigste tyske fargestoff-fabrikker ble slått sammen i I. G. Farbenindustrie, og Tyskland hadde 1936 en produksjon av syntetiske fargestoffer på 100 000 tonn, ca. 40 % av verdensproduksjonen. Etter den annen verdenskrig har USA, Storbritannia og Sveits dominert verdensmarkedet for fargestoffer.

   Fargestoffindustrien var omkring 1900 en av de viktigste grunnpilarer for utviklingen av moderne kjemisk industri. De syntetiske fargestoffene ble skapt i laboratoriene ved systematisk forskning, og fabrikasjonen av fargestoffer ble basert på resultater som noen av datidens dyktigste organiske kjemikere hadde oppnådd. Forskning i egne forskningslaboratorier ble, ved siden av forskning ved universiteter og andre vitenskapelige institusjoner, en nødvendighet for fabrikkene, den gav grunnlaget for fremgangen både i produksjonen av fargestoffer og av en rekke andre nye kjemiske produkter. Utviklingen av fargestoffindustrien ble også fra begynnelsen av i høyere grad enn i de fleste andre industrier basert på beskyttelse av metoder og produkter ved patenter.

 

fargesymbolikk, bruk av bestemte farger for å uttrykke stemning eller sinnstilstand. Fargesymbolikk er avhengig av skiftende faktorer og varierer derfor fra folk til folk og fra tid til tid.

   Hvitt oppfattes nå som kyskhetens og renhetens farge, men ble av romerne i oldtiden brukt for å uttrykke sorg, slik kineserne ennå benytter den. Rødt er nå gledens farge, men er også blodets, ildens, kjærlighetens og revolusjonens, og ble i oldtiden brukt ved martyrfestene. Fiolett er verdighetens farge, men hos katolikkene også sorgens. Svart er den sterke sorgs farge og benyttes av katolikkene på langfredag. Purpur er den kongelige farge, mens blått ofte brukes som symbol på himmelen og dermed på uendeligheten, likesom fargen mer spesielt står i forbindelse med Jomfru Maria og kan være uttrykk for sorg, slik som brunt. Gult er falskhetens farge, men i Øst-Asia er den troskapens. Grønt er håpets symbol, men betyr også ulykke. Gull representerer den store prakt og ble i oldtiden brukt på gudestatuer, i tidlig kristent og bysantinsk maleri til bakgrunn som symbol på himmelen, og senere til helgenenes glorier.

   I overensstemmelse med vanlig fargesymbolikk fremstilles gjerne Maria og Kristus med blå kappe og rødt gevant, evangelisten Johannes omvendt, Peter i hvitt og blått, Paulus i grønt og rødt, Judas i gult. I eldre tiders diktning kan man motevis finne detaljerte symbolske «fargespråk», med utførlige forskrifter. Den katolske kirkes fargeliturgi er likeledes nøye fastlagt, hvitt til jul, påske, Kristi himmelfartsdag og konfirmasjon, svart til langfredag, rødt til pinse, grønt til trettende dag jul og trefoldighet, mens fiolett er fastedagens farge.

   Også i folketroen spiller fargesymbolikk en stor rolle. Trafikkonvensjonene har på 1900-tallet bidratt til å forme fargenes symbolske anvendelse, rødt for fare, grønt for klar.

 

farging, av lær, papir, pelsverk og tekstilfibrer (garn, tøy osv.) innebærer en applisering av fargestoffer i den hensikt å gi en bestemt, ønsket farge. Samtidig tilstrebes at fargestoffene forankres så godt at de tåler de påkjenningene det fargede materialet normalt vil bli utsatt for ved bruk (vask, vann, svette, kjemisk rens o.l.).

   Historisk utvikling. Farging av tekstiler er et meget gammelt håndverk eller kunst, som allerede i oldtiden var høyt utviklet. De eldste sikre funn av fargede tekstiler stammer fra egyptiske kongegraver. Egypterne benyttet seg for en stor del av egne naturlige fargestoffer (plantefarger). På den annen side ble det utvilsomt importert fargestoffer fra Iran, India og Kina (f.eks. indigo).

   Dyrkingen av fargeplanter og handelen med plantefargestoffer og andre naturlige fargestoffer (tyrkisk purpur) fikk etter hvert et stort omfang, og inntil briten W. H. Perkin 1856 fremstilte det første kunstige fargestoff (mauvein), var disse enerådende til farging av tekstiler. De store fremskritt innen organisk kjemi i siste halvdel av 1800-tallet og utover på 1900-tallet førte til fremstilling og industriell produksjon av et stort antall høyverdige, syntetiske fargestoffer som nå nesten fullstendig har fortrengt plantefargene. Samtidig forandret fargeryrket seg fra å være et håndverk, eller en kunst, til å bli et utpreget ingeniørarbeid med en høyt utviklet teknikk.

   Fargeprosessen. Felles for de fleste fargeprosesser er at materialet som skal farges, behandles i en oppløsning eller en fin dispersjon av fargestoffer i vann (fargebad). Avhengig av hvilken fiber (bomull, ull, nylon o.l.) som skal farges og hvilken type fargestoffer (direkte fargestoffer, metallkompleksfargestoffer, reaktive fargestoffer, kypefargestoffer osv.) som benyttes, og også av de disponible maskiner, styres fargeprosessen ved å overholde en bestemt tid/temperatursyklus, ved intensiteten av kontakten mellom fargebadet og fibermaterialet og ved tilsetning av hensiktsmessige kjemikalier til fargebadet (syrer, baser, salter, tensider osv.). Mekanismene som ligger til grunn for opptaket og fikseringen av fargestoffene til fibrene er av sammensatt og ofte komplisert natur, og for enkelte fargestoff/fiber-systemer ikke helt klarlagt.

   Forenklet kan man dele prosessen opp i tre faser som til dels løper parallelt: 1) Anriking av fargestoffene på fiberens overflate. 2) Diffusjon av fargestoffene inn i fibersubstansen. 3) Fiksering av fargestoffet til fiberen.

   1)  Anriking av fargestoffene skjer på forskjellig måte avhengig av hvilket fargestoff/fibersystem det dreier seg om. For direkte (substantive) fargestoffer, for kype- og svovelfargestoffer og for reaktivfargestoffer på bomull, skjer det ved en adsorpsjon av større aggregater fargestoffmolekyler til fiberoverflaten. For syre-, kromerings-, metallkompleks- og reaktive fargestoffer på ull eller andre animalske fibrer, skjer anrikingen først og fremst ved en saltbinding (ionebinding) mellom ladde aminogrupper i fiberen og sure grupper (karboksylgrupper) i fargestoffmolekylene. For dispersjonsfargestoffer på terylen eller acetatrayon dreier det seg om en oppløsning av de vannuløselige, fint dispergerte fargestoffene i fiberen (fast oppløsning).

   2)  Diffusjon av fargestoffene. Ved energitilførsel, f.eks. oppvarming av fargebadet, behandling i overopphetet damp eller i varm luft, bringes fargestoffene til å diffundere fra overflaten inn i fibersubstansen. Anrikingsfasen og diffusjonsfasen er av utslagsgivende betydning for et jevnt fargeresultat og en god gjennomfarging av fibermaterialet.

   3)  Fiksering av fargestoffet. Direkte eller substantive fargestoffer til vegetabilske fibrer er langstrakte di- eller polyazoforbindelser som orienterer seg parallelt med cellulosemolekylene i bomullen og forankres til disse ved hydrogenbindinger mellom fiberens hydroksylgrupper og elektro-negative atomer eller atomgrupperinger i fargestoffmolekylet. Da alle substantive fargestoffer er løselige i vann, er stabiliteten av bindingen bare middels god overfor vann, vask og svette, m.a.o. fargingene er bare moderat våtekte. Lysektheten kan imidlertid være utmerket.

   Fargestoffer. Kypefargestoffer til bomull og andre vegetabilske fibrer er uløselige i vann, men kan ved en reduksjonsprosess i alkalisk miljø (natriumditionit og natronlut) omdannes til vannløselige forbindelser. Disse såkalte leukoformene av kypefargestoffene forholder seg ved farging som substantive fargestoffer. Etter opptrekk og diffusjon inn i fiberen oksideres leukoformen til det opprinnelige kypefargestoffet. Slik oppnår man å få innlagret et fargestoff i fiberen som er uløselig i vann og dermed gir farginger med gode våtektheter. Bruken av kypefargestoffer er som en følge av at de må appliseres i sterkt alkalisk bad, i det vesentlige begrenset til fibrer.

   Bindingen av syrefargestoffer til ull, natursilke og nylon skjer først og fremst ved en saltdannelse mellom sure grupper i fargestoffmolekylet og positivt induserte aminogrupper i fiberen, i tillegg skjer en ytterligere forankring ved hydrogenbindinger. Syrefargestoffer på ull og polyamid har middels gode eller gode våtektheter.

   Reaktive fargestoffer for vegetabilske fibrer, ull, natursilke og i mindre omfang for nylon, inneholder en reaktivgruppe, f.eks. substituert cyanurklorid, i molekylet som setter dem i stand til å inngå en kovalent forbindelse med fiberen. Bindingen til vegetabilske fibrer skjer ved en ester- eller eterdannelse med cellulosens hydroksylgrupper, til ull ved en reaksjon med proteinets aminogrupper (amiddannelse). Reaktivfargestoffene gir farginger med høyt ekthetsnivå, særlig er motstandsevnen overfor vask (kokvask), svette osv.  stor.

   Kromeringsfargestoffer for ull er fargestoffer som er i stand til å reagere med kromsalter og danne tungt løselige forbindelser hvor krommet er koordinativt bundet til bestemte grupperinger i fargestoffmolekylet. Foretas behandlingen med krom i nærvær av ull, f.eks. etter at fargestoffet er trukket opp på fiberen, bindes metallet ikke bare til fargestoffet, men samtidig koordinativt til ullen. Herved oppstår fargestoff-ull-kromkomplekser som er overordentlig fast forankret i ullen, med stor motstandsevne mot vask, valking osv. Det er også mulig først å behandle (beise) ullen med kromsaltet og siden farge den. Denne metoden betegnes beisefarging. En annen måte å danne ull-fargestoff-metallkomplekser på, består i å anvende fargestoffer hvor metallet (krom, kobolt, nikkel) er innebygd i molekylet ved fabrikasjonen (metallkompleksfargestoffer). Disse farges på ull prinsipielt som syrefargestoffer og gir farginger med høyt ekthetsnivå.

   Basiske fargestoffer på acrylfibrer bindes ved saltdannelse med sure grupper i fibermolekylet og leverer fargninger med utmerkede ektheter.

   Fikseringen av dispersjonsfargestoffer til acetat-, triacetat- og polyesterfibrer skjer ved at de nesten vannuløselige fargestoffene løser seg i fiberen. Ekthetsnivået på acetat og triacetat er moderat, mens det på polyester er meget høyt. Kunstfibrer blir i et ikke ubetydelig omfang farget ved at spinnløsningen tilsettes fargestoff før fiberen ekstruderes.

   I industriell farging skiller man mellom apparatfarging og maskinfarging, og også mellom diskontinuerlig og kontinuerlig farging. Ved apparatfarging beveges (sirkuleres) fargebadet i forhold til den stillestående materialblokken, mens det motsatte skjer ved maskinfarging.

  Ved diskontinuerlig farging utføres samtlige faser av fargingen og også eventuelle etterbehandlingsprosesser på en og samme maskin eller apparat. Dette innebærer at kvantumet som kan farges om gangen er begrenset til maskinens maksimale ladeevne. Ved kontinuerlig farging benytter man et seriekoblet aggregat av maskiner hvor hver enkelt fase av fargingen utføres på et bestemt maskinelement. Tekstilvaren som skal farges føres kontinuerlig gjennom aggregatet. Ved kontinuerlig farging er det mulig, uten avbrudd, å farge ubegrensede kvanta i samme nyanse.

   Da både diffusjons- og fikseringshastigheten til fargestoffene tiltar med stigende temperatur, er det ofte fordelaktig å farge ved temperaturer over 100 °C. Dette betegnes H. T. (= høy temperatur) eller autoklavfarging. En rekke maskiner med høyt utviklet automatikk er konstruert for dette formål ( HT-jet, haspelkufe, bomfargeapparat m.m.).

   Farging av lær og skinn foregår i fargetromler, der materialet som skal farges beveges i fargebadet. For materialer som er vegetabilsk garvet (skinn til bokbind og porteføljevarer) brukes syrefargestoffer og basiske fargestoffer. Ved slik farging som i bransjen kalles anilinfarging beholdes lærets og skinnets overflatestruktur. Læret og skinnet har imidlertid ofte små rifter og andre skader. For å skjule skadene blir læret og skinnet ofte slipt på forhånd med smergelpapir og deretter påført ved stryking eller sprøyting av først bindemiddel og deretter pigmentfarger, ofte også kalt dekkfarger. Pigmentfargen danner en ugjennomsiktig fargefilm på overflaten og skjuler de små gjenværende rifter og andre skader i læret eller skinnets overflate. Derved taper læret og skinnet noe av sin opprinnelige overflatestruktur. For finere kvaliteter av skinn for anvendelse til f.eks. hansker søker man derfor å unngå bruken av pigmentfarger.

 

fatamorgana, luftspeiling som er kjennetegnet ved sterkt fortegnede synsinntrykk, slik at f.eks. småhus og klipper kan fortone seg som fantastiske slott. Betegnelsen stammer fra italienske diktere som trakk sammenligning mellom slike luftspeilinger (observert ved Messinastredet) og det undersjøiske krystallpalasset til feen Fata Morgana ( Morgan le Fay), kong Arthurs søster, som omtales i de gamle riddersagaer som trollkvinne.

 

feltblender, i optikk en blender som plasseres i eller ganske nær planet for en ▶feltlinse, og som har til oppgave å begrense lysmengden i bildet.

 

feltlinse, kollektiv, vanlig komponent i kikkert, mikroskop, periskop og tilsvarende optiske systemer, plassert mellom objektivlinsen og okularlupen. 

   Feltlinsen er plassert i (eller i nærheten av) planet for mellombildet, som er det bildet objektivlinsen danner av objektet. Sammen med okularlupen sørger feltlinsen for at hele lysstrømmen fra objektivet blir konsentrert på det stedet hvor øyets pupill skal befinne seg når instrumentet brukes. Uten feltlinsen ville bare strålebuntene fra de sentrale delene av mellombildet komme frem til øyet.

   Blant annet i mikroskop og kikkert er det vanlig at feltlinsen og okularlupen blir fast montert i hver sin ende av et kort rør som kan forskyves i forhold til objektivet. Denne linsekombinasjonen, som utgjør instrumentets okular, har også den fordelen at den lett kan gjøres ▶akromatisk.

   I lysbildefremvisere og mikroskopbelysning har kondensorlinsen en tilsvarende funksjon, idet den konsentrerer lysstrømmen fra lyskilden i objektivet (se ▶kondensor).

   Se også ▶bilde (optikk) og ▶kikkert.

 

Fermats prinsipp, [frma-], (fys.) prinsipp oppstilt av P. de Fermat: Når en lysstråle går fra et punkt A til et annet punkt B, velger den en slik vei, at lyset kommer frem på kortest mulig tid.

 

fiolett, fellesbetegnelse for relativt mørke blårøde fargetoner, som dels går mere mot blått (blåfiolett), dels mer mot rødt (rødfiolett), uten at det finnes noe alminnelig anerkjent kriterium for hva som skulle være «rent fiolett». På fargesirkelen grenser blåfiolett mot blått (ultramarin), rødfiolett grenser mot purpur (magenta). Umettet (hvitaktig) blåfiolett kalles gjerne lilla (syrin). Umettet rødfiolett nærmer seg rosa (umettet purpur). 

   Siden Newtons dager er det vanlig å betegne den kortbølgede pol i sollysets fargespektrum – og dermed i regnbuen – som fiolett. Denne fargetonen oppfattes vanligvis som blåfiolett. Rødfiolett er ikke representert i solens fargespektrum og blir i fargemålingen bare spesifisert ved komplementære bølgelengder (se ▶fargemåling).

   Navnet fiolett kommer fra italiensk violetta, en forminskelsesform av det latinske blomsternavnet viola (Viola odorata; marsfiol). Denne blåfiolette blomsterfargen hadde i antikken ikke et eget navn. Marsfiolen ble sogar omtalt som «svartere enn bek», men også som «purpur» (porfyreos), som på den tid omfattet et bredt spektrum av fargetoner fra blåfiolett til skarlagen.

   Fremstilling. Naturlige fiolette fargestoffer er sjeldne. Oldtidens kostbare purpurpigmenter ble produsert i Fønikia på basis av en sjøsnegl. Fargestoffet ultramarin, på basis av lapiz lazuli (lasurstein), er rent blått, men i 1814 oppdaget man at dette stoffet oppstår som biprodukt ved fremstilling av soda og at det ved saltsyrebehandling kunne føres mot blåfiolett. Teknisk manganfiolett (Nurnberger-fiolett) er et blåfiolett lys- og varmebestandig manganfosfat. Krapplakk (et uttrekk av krapp) gir rene, men ikke særlig lysekte, rødfiolette fargetoner. Med stenkulltjærestoffene og utviklingen av moderne organisk kjemi ble flere fiolette pigmenter stilt til rådighet for malerne og malingsindustrien.

   Assosiasjoner, symbolikk. Fiolett forener den blå fargens passive og den rødes aktive karakter. Som en innadvendt aktiv farge står fiolett for høytid, alvor og mystikk, som i negativ retning kan slå over i mystifiserende svermeri. Goethe mente at et rødfiolett rom måtte være «uutholdelig», men understreket den forfriskende virkning av små innslag av rødfiolett i klesdrakten.

   I det protestantiske og katolske kirkeår er fiolett som botsfarge knyttet til advent og faste. I liturgien benyttes mørkere, så vel som lysere (lilla) nyanser av fiolett.

 

forminskelse, se ▶forstørrelse.

 

forstørrelse, i optikk forholdet mellom utstrekningen av et objekt og utstrekningen av bildet av objektet. Forstørrelse er altså et forholdstall som kan være større, lik eller mindre enn én. I det siste tilfellet taler vi om forminskelse. 

   I praksis skjelner vi mellom lineær og angulær utstrekning, som sammen betinger våre størrelsesoppfatninger. Dette gir oss henholdsvis lineær og angulær forstørrelse. Angulær utstrekning, gjerne kalt synsvinkel, er bestemt av forholdet mellom objektets lineære utstrekning og dets avstand fra øyet, og måles i vinkelenheter (grader, radianer).

 

Lineær forstørrelse

Ved avbildning i linser og speil er den lineære forstørrelse lik forholdet mellom bildets og objektets avstand fra linsen (eller speilet). Se for øvrig ▶bilde.

   Ved projeksjon av filmbildet gjennom en fremviser blir bildet forstørret. I et vanlig amatørkamera frembringer objektivet et forminsket bilde på filmen. Ved kopieringen blir dette bildet forstørret, men forblir vanligvis forminsket i forhold til objektet.

 

Angulær forstørrelse

I dagliglivet er vi vant til at vi oppnår større detaljoppløsning i synsbildet ved å nærme oss objektet; på den måten øker vi synsvinkelen, og vi opplever en angulær forstørrelse. På grunn av fysiologiske begrensninger i ▶øyet blir imidlertid synsbildet uskarpt innenfor en viss avstand.

   Angulær forstørrelse i lupe. En ▶lupe er en samlelinse med brennvidde kortere enn øyets minste tydelige synsavstand; den gir oss dermed muligheten til å se et skarpt bilde av objektet under en større synsvinkel. Lupens angulære forstørrelse er forholdet mellom minste tydelige synsavstand og lupens brennvidde. Ettersom minste tydelige synsavstand øker med alderen, vil også lupens forstørrelse øke. Forstørrelsen vil også variere noe fra individ til individ.

Lupens forstørrelse fastsettes per definisjon i forhold til synsavstanden 25 cm.(Jfr. ▶lupe og ▶mikroskop).

 

Kombinert lineær og angulær forstørrelse

I et ▶mikroskop frembringer objektivlinsen et sterkt forstørret bilde av et objekt. Bildet i mikroskophuset betraktes fra kort hold gjennom en okularlupe, og mikroskopets forstørrelse er forholdet mellom øyets synsvinkel til objektet med og uten mikroskop.

   I en ▶kikkert vil objektivlinsen frembringe et lineært forminsket bilde av et fjernt objekt. Men ettersom bildet blir betraktet fra kort hold gjennom en okularlupe, vil objektet bli angulært forstørret. Kikkertens forstørrelse regnes som forholdet mellom øyets synsvinkel med og uten instrument.

 

fotoelastisitet, spenningsoptikk, betegnelser som blir brukt når et stoffs optiske egenskaper avhenger av elastiske spenninger i stoffet. Spesielt brukes betegnelsen i forbindelse med stoffer som blir dobbeltbrytende når de utsettes for mekanisk strekk eller trykk. Ved slike stoffer brukes fotoelastiske undersøkelser for å finne spenningstilstanden.

   Også for ugjennomsiktige stoffer brukes den fotoelastiske eller spenningsoptiske metoden, spesielt for å klarlegge spenningsforholdene i maskindeler og deler i bygningskonstruksjoner av en slik form at spenningen vanskelig lar seg beregne. Man lager da en modell i et gjennomsiktig stoff og utsetter den for tilsvarende belastninger. Stoffet som modellen lages av, må være elastisk, homogent og optisk isotropt i spenningsfri tilstand. Vanlig brukt er akrylplast, celluloid, forskjellige andre plaststoffer og vanlig glass. Modellen betraktes gjennom et polariskop, hvor den treffes av lys som først har gått gjennom en polarisator og en kvartsbølgeplate slik at det er blitt sirkulært polarisert. Når slikt lys går gjennom et dobbeltbrytende stoff, blir det elliptisk polarisert og vil da, avhengig av polarisasjonsgraden, delvis eller helt stoppes av en ny kvartbølgeplate og polarisator. Når modellen til slutt avbildes på en skjerm og det oppstår skyggebilder, viser disse at stoffet er dobbeltbrytende på enkelte steder og altså er utsatt for spenninger.

   Nyttes det hvitt istedenfor monokromatisk lys, vil lys med forskjellige bølgelengder polariseres forskjellig, og det danner seg vakre fargebilder på skjermen. Ved undersøkelser av mer kompliserte former belastes modellen i varm tilstand og «fryses». Ved å kutte opp modellen i skiver kan så den indre spenningstilstand analyseres på vanlig måte.

   Sir David Brewster påviste metoden ved hjelp av glassmodeller i 1816, mens sammenhengen mellom de fargemønstre som fremkom og de rent analytiske løsninger av problemene ble påvist ca. 50 år senere av J. C. Maxwell.

 

fraunhoferske linjer, skarpe mørke linjer på tvers av solspekteret. De forklares som absorpsjonslinjer som skyldes at lys med bestemte bølgelengder absorberes sterkt i enkelte atomer i den ytre solatmosfære. De gir derfor opplysninger om solatmosfærens sammensetning.

   De fraunhoferske linjene ble først påvist av Wollaston 1802. Han oppfattet dem som delelinjer mellom lys med forskjellige farger. Linjene ble gjenoppdaget av J. Fraunhofer i 1814. Han fant ca. 600 slike linjer, bestemte deres bølgelengder og gav de sterkeste av dem betegnelser med bokstaver. Disse linjene er siden brukt som referanselinjer for lys med bestemte bølgelengder.

 

fuksin, (etter Fuchsia), saltsurt rosanilin, kjemisk formel C₂₀H₁₉N₃·HCl. Fargestoff som dannes ved oppvarming av en blanding av anilin, paratoluidin og ortoluidin med et oksidasjonsmiddel, f.eks. nitrobenzen eller arsensyre, og behandling av produktet med koksalt. Kan også fremstilles av formaldehyd med anilin og toluidin («ny-fuksin»).

   Bruk. Danner metallgrønne krystaller, men den oppløste tilstanden er dyprød og farger ull, silke og beiset bomull rødt. Fuksin har ikke lenger stor anvendelse til farging av tekstiler, da fargen er meget uekte, men brukes noe til farging av mikroskopiske preparater. Fuksin lå til grunn for den danske fysikeren C. Christiansen oppdagelse av anomal ▶dispersjon.

 

G

geometrisk optikk, del av optikken hvor lyset betraktes som stråler, i motsetning til bølgeoptikken, som bygger på lysets bølgenatur. Se ▶optikk.

 

gitter, et system av tettliggende parallelle linjer eller profilerte furer med like stor innbyrdes avstand (opp til 1800 per mm). Gitterstrukturen kan ligge i en plan glassplate eller i et plant eller konkavt speil, og kalles henholdsvis transmisjons- og refleksjonsgitter. Optiske gittere anvendes ved studiet av lysets bøyning (diffraksjon) og til bestemmelse av lysets bølgelengde- og energifordeling (gitterspektroskopi). 

   Det fargespillet man kan iaktta på visse overflater (perlemor, insektskall, fuglefjær, CD-disketter) skyldes lysets bøyning (diffraksjon) i overflatens kompliserte, men regelmessige mikrostruktur. Det optiske gitter utnytter denne virkningen.

Lysets bøyning i optisk gitter. Når parallelt, monokromatisk lys faller vinkelrett inn på et optisk gitter, vil det ved gjennomgangen eller refleksjonen bli spredt på en slik måte at intensiteten av det spredte lyset er maksimal i en direkte strålebunt av 0. orden og i parvise strålebunter av 1. orden, 2. orden osv. Disse ligger symmetrisk på begge sider av den direkte, og danner bestemte vinkler med denne (se figuren). Avbøyningsvinklene er bestemt av lysets bølgelengde og av avstanden mellom linjene (gitterkonstanten). Ved å måle avbøyningsvinkelen fra et gitter med kjent gitterkonstant kan man derfor bestemme bølgelengden for det avbøyde lys.

   For polykromatisk lys (f.eks. hvitt) som består av forskjellige bølgelengder, vil disse avbøyes forskjellig.

   Gitterets evne til å skille de forskjellige bølgelengdene fra hverandre, kalles dets oppløsningsevne. I sin alminnelighet vokser oppløsningsevnen med antallet linjer/furer, og med ordenstallet.

   I motsetning til det som er tilfellet ved lysets brytning i prismer, vokser avbøyningsvinkelen med strålingens bølgelengde. Den langbølgede (røde) delen av spekteret avbøyes altså mer enn den kortbølgede (blå).

 

Ulike gitterkonstruksjoner

Det første optiske gitter, som ble konstruert av den tyske optikeren J. Fraunhofer i 1821, var et transmisjonsgitter bestående av en rekke tynne tråder oppspent parallelt i en ramme. Senere gikk han over til å risse parallelle streker i et belegg av sot eller metall på en glassplate.

   For å kunne utnytte gitterets oppløsningsevne, måtte Fraunhofer kombinere lysets bøyning med en optisk avbildning. Det innfallende lyset, som stammet fra et lysende punkt, ble parallellisert ved hjelp av en samlelinse foran gitteret, og de utgående strålebuntene ble så samlet i billedpunkter ved hjelp av en samlelinse bak gitteret.

   Ved hjelp av sine gittere kunne Fraunhofer, som den første, bestemme visse bølgelengder i sollysets spektrum.

   Fraunhofers gitter ble videreutviklet av. H. A. Rowland (1882). Ved hjelp av en diamantspiss ført av en delemaskin oppnådde han en linjetetthet på ca. 1000 per mm. Han konstruerte også et konkavgitter der linjene ble gravert inn i et hulspeil. Et slikt gitter kombinerer bøyning og avbildning, og det overflødiggjør derfor de store linsene som både er kostbare og fører med seg linsefeil og energitap.

 

 

 

 

 

   Ved de nevnte gittertypene blir den største delen av den innfallende lysenergien samlet i 0. ordens strålebunt. Denne er ikke avbøyd og derfor heller ikke oppløst i et bølgelengdespektrum. Echelettegitteret er et refleksjonsgitter (R. W. Wood) som er gravert med diamantspisser som gir gitterstrekene en slik tverrsnittsprofil at i visse bølgelengdeområder blir den største del av den innfallende lysenergi samlet i 1. ordens strålebunt.

   Et transmisjonsgitter med høy bølgelengdeoppløsning i et begrenset bølgelengdeområde er Michelsons trappegitter. Det består av en stabel av 30–40 planparallelle glassplater (5–10 mm tykke) med en avtrapping på 1–2 mm. Hvert trappetrinn virker som en spalteåpning for det innfallende lys, og lysenergien blir samlet i en strålebunt av meget høy orden (f.eks. m = 10⁴), hvilket innebærer en høy oppløsning.

 

gjennomskinnelig, det at lys slipper igjennom et legeme uten at man kan se tydelig gjennom det. (Se også ▶gjennomsiktig.)

 

gjennomsiktig, det at man kan se tydelig gjennom et legeme. Alle homogene stoffer, selv metaller, er gjennomsiktige i meget tynne lag, og selv de mest gjennomsiktige stoffer blir ugjennomsiktige i tykke lag. Sjøvann slipper f.eks. bare lys igjennom til ca. 200 m dybde. Fargede gjennomsiktige legemer absorberer bare en del av fargene i spekteret. Stor gjennomsiktighet ( diafanitet, pelluciditet, transparens) er alltid forbundet med dårlig elektrisk ledningsevne (konduktans), men også isolatorer er ofte lite gjennomsiktige.  (Se også ▶gjennomskinnelig.)

 

glans, betegnelse for en karakteristisk visuell opplevelseskvalitet som dels er betinget av generelle optiske egenskaper ved en overflate, og dels av individuelle optiske egenskaper i øyet.

   Ordet  glans avledes av en indoeuropeisk ordstamme, ghel, som også omfatter kvaliteter som 'gult' og 'strålende'.

   Generelle optiske betingelser. Glans blir i optikken oppfattet som en egenskap ved mer eller mindre glatte overflater. Disse virker da dels som speilende flater, som kaster innfallende lys tilbake ifølge refleksjonsloven, og dels virker de som matte flater som sprer (diffuserer) det tilbakekastede lyset og derfor ser mer eller mindre lyse ut i alle retninger. I slike overflater kan vi se mer eller mindre diffuse speilbilder; druer og tomater er typiske eksempler.

   Graden av optisk glans danner en skala fra høyglans til mattglans. I fargehandelen kan vi for eksempel velge mellom overflatekvaliteter som blank, halvblank, halvmatt, matt og ultramatt. Graden av glans betyr forholdet mellom intensiteten av speilet og diffusert lys fra overflaten. Men dette forholdet kan variere både med belysningens retning og overflatens retningsstruktur, og det er derfor utarbeidet ulike målemetoder for forskjellige typer av optisk glans. I geologien er glans et viktig karakteristikum ved beskrivelse av mineraler.

Metallglans, er betinget av at metaller har sterk refleksjon ved alle innfallsvinkler. Gullets gyldne og kobberets rødlige glans skyldes at overflaten reflekterer sterkest i den langbølgede delen av lysets energispektrum (selektiv refleksjon). Meget tynne folier av gull har blågrønn gjennomskinnsfarge som skyldes den ikke-reflekterte delen av det innfallende lyset. 

   Også mange fargestoffer har selektiv refleksjon, og fremstår dermed med sterkt farget metallglans. Dette gjelder f.eks. metylfiolett, med fiolett metallglans både i krystallform og i konsentrert oppløsning.

   Den typiske silkeglansen er betinget av en komplisert, men regelmessig fiberstruktur.

   Nimbus. Omkring gatelykter i disig luft ser vi et svakt lysende felt, en nimbus. Den skyldes spredt refleksjon fra vanndråper i luften. Også på en duggvåt mark i morgensolen ser vi en lysende nimbus, en såkalt helgenglorie, omkring skyggen av vårt eget hode. Den er betinget av at vanndråpene har størst refleksjon i retning av lyskilden, i dette tilfellet Solen, og dermed i retning av skyggekasteren, som er vårt eget hode. Hvis flere personer står ved siden av hverandre, vil hver av dem bare se helgenglorien omkring sitt eget hode.

   Denne virkningen blir bl.a. utnyttet i trafikkskilter. Når lyskjeglen fra frontlyset treffer et trafikkskilt, lyser det opp med kraftig glans. Dette skyldes meget små, blanke plast- eller glasskuler som er tilsatt skiltfargen. Disse har maksimal refleksjon i retning av lyktene, men på grunn av kulenes krumning blir det reflekterte lyset noe spredt, slik at skiltet oppfattes som en skinnende flate, ikke som et speil.

   Individuelle optiske betingelser. Glansens karakter er også betinget av øyets optiske egenskaper. Lysende punkter (stjerner, billykter) viser seg for oss med en strålekrans, som skyldes uregelmessig lysbrytning i øyelinsens fiberstruktur. Hvis man dreier hodet omkring synsretningen, vil strålekransene derfor følge med dreiningen. Jo mer intenst lyset er, jo mer differensiert blir strålekransen, og den kan da avsluttes av et system av fargede ringer i regnbuens fargenyanser, en såkalt glorie, som er betinget av lysets bøyning (diffraksjon) i linsens cellestruktur.

   Lysets spredning i øyevæsken gjør at moderat lysende punkter (stearinlys) i et mørkt rom viser seg for oss omgitt av et svakt lysende felt (nimbus).

   Raske bevegelser av lysende punkter, f.eks. solbilder i en småkruset vannflate, kan også skape inntrykket av glans. Det samme gjelder når øyet beveger seg i forhold til de lysende punktene, f.eks. når man går over en glitrende snøflate. I dette tilfellet spiller lysets brytning i snøkrystallene inn, men samtidig blir glanseffekten forsterket av at de to netthinnene treffes av forskjellige farger og lysstyrker.

   Glansopplevelse i filosofi og kunst. Tidligere tiders fargeoppfatning la stor vekt på glansfornemmelsen. Hos Platon blir glans (gr. lampron) oppfattet som en grunnfornemmelse, ved siden av hvitt, sort og rødt. Av moderne filosofer kretser L. Wittgenstein mye omkring glansens problem i sine etterlatte språkanalytiske Remarks on Colour.

   I bysantinsk mosaikkunst ble overflateglans utnyttet bevisst ved hjelp av gullbelagte mosaikkstener, som ble lagt med slike helningsvinkler at reflekslyset ble dirigert i ønskede retninger. I 1600-tallets malerkunst var man svært opptatt av å gjengi glans i perler, druer, krystallglass osv. ved hjelp av palettens ordinære halvmatte fargestoffer. Eksempler finner man i stillebensmaleriet, f.eks. hos W. Kalf og J. Vermeer van Delft.

   Symbolikk. Glans blir ofte assosiert med noe opphøyet. Uttrykk som «det står glans av» kan oppfattes som en språklig levning av den helgenglorie som i eldre billedkunst var et kjennetegn for opphøyde personligheter.

 

glorie, se ▶korona.

 

Graham, George [greiəm], ca. 1675–1751, britisk urmaker og optiker. Oppdaget i 1722 at Jordens magnetfelt veksler fra time til time.

 

grunnfarge, se ▶farge (grunnfarger).

 

grønt, omfatter fargenyansene fra gulgrønt (f.eks. sitrongult eller olivengrønt) gjennom rent grønt (nøytralgrønt, urgrønt) til blågrønt (f.eks. cyan). I lysets bølgelengdespektrum vil et normalt fargesyn oppfatte grønnlige fargetoner i området ca. 490–560 nm. 

   Selv om de fleste av oss har en klar forestilling om grønt, viser det seg at systematiseringen av grønt påvirkes av ens praktiske og teoretiske erfaringer med fargene. Det er en velkjent erfaring at det er mulig å frembringe en meget fullstendig palett av grønne farger gjennom blanding av pigmentfarger, i første rekke gult og blått. I fargefotografi og -litografi er det vanlig å frembringe grønt ved hjelp av gule og blå, transparente fargesjikt (subtraktiv blanding). Grønt kan derfor med en viss rett oppfattes som en blandingsfarge (sekundærfarge), og denne oppfatningen har i tidens løp frembragt en rekke forskjellige fargesystemer beregnet for kunstnere. Når man arbeider med virkningen av farget lys (f.eks. fargefjernsyn og teknisk ▶fargemåling) er forholdet omvendt, idet mettede grønne belysningsfarger ikke kan frembringes gjennom blanding av andre belysningsfarger. Da ligger det nært å oppfatte grønt som en primærfarge. Se for øvrig ▶farge.

   Også i sansefysiologi og -psykologi er problemet om grønt er å anse som primær- eller sekundærfarge blitt bedømt forskjellig. Se også ▶syn.

   Språkhistorisk.  er ordet grønt knyttet til spiring og vekst (ting som gror). I tidlig gresk poesi står khloron bl.a. for visse saftfylte livstilstander. Først etter hvert ble det samme ordet en abstrakt betegnelse for grønt utseende. Som sådant går det i dag igjen i klor (en gulgrønn gass) og klorofyll. Enkelte språklige vendinger peker mot denne opprinnelsen: «Å sove på sitt grønne øre» er uttrykk for en vegetativ livstilstand; å være «grønn» betyr å være umoden.

   Forekomst, anvendelse. Som bladgrønt er grønne fargetoner meget utbredt i planteriket, hvor de er betinget av plantenes klorofyll. Som fargestoff i kunst og håndverk har grønn jord, som er en okerfarge, vært i bruk siden antikken. Den finnes både i gulgrønne og blågrønne nyanser. Malakittgrønn, som er knust malakitt (et giftig kobberkarbonat), har vært anvendt i tempera- og freskomaleri siden antikken, men er blitt fortrengt av kromoksidgrønn (fremstilt i 1838). Koboltgrønn (fremstilt i 1780), er en giftig og ikke særlig lysekte forbindelse av sink og kobolt som er gått av bruk.

   Assosiasjoner, symbolikk. Renessansens malere oppdaget at det er mulig å skape et plastisk inntrykk av levende hud (inkarnat) gjennom et samspill av komplementære nyanser av grønt og rødt. Inndelingen av fargene i varme og kalde, som er av nyere dato, har sin rot i denne og tilsvarende fargeteknikker.

    I fargepsykologien er det vanlig å oppfatte grønt som en farge som gir hvile for øyet, mellom utadvendt gult og innadvendt blått. Maleren V. V. Kandinskij, som har beskjeftiget seg inngående med fargenes psykologiske aspekter, fremhever også den grønne fargens hvilende karakter. Han karakteriserer grønt som uttrykk for «mett borgerlighet». Vendingen «sett deg på min grønne side» (dvs. hjertesiden, venstre side) kan være uttrykk for ønsket om et fredelig møte. Men grønt kan også være uttrykk for ubehersket lidenskap, som når man er «grønn av misunnelse». Eventyrenes drage har gjerne grønn hud eller et giftig, gulgrønt blikk.

   Goethe oppfattet grønt som uttrykk for «sanseglede» som formidler mellom «skapende fornuft» (gult) og «reflekterende forstand» (blått).

   I kristen liturgi har grønt ingen fremtredende plass, men anvendes når ikke anledningen krever en bestemt farge. I Islam gjelder grønt som profetens farge.

   Av mer moderne karakter er koblingen mellom grønt og klarsignal (grønt lys, grønn sone); og ikke minst mellom grønnfarge og miljøbevissthet (jfr. grønne partier).

 

gråskala, betegnelse for en serie av gråfarger, vanligvis 8–10 farger, ordnet etter hverandre fra hvitt til svart. Brukes som sammenligning for å angi lyshetsgrad, eller – på fjernsynsapparat – for å kontrollere riktig innstilling av kontrast idet skalafargene skal være atskillbare og vise jevne sprang fra hvitt til svart. Se også ▶farge.

 

grått, omfatter farger som verken oppfattes som rød-, grønn-, blå- eller gulaktige, men som hvit-sorte. De kalles derfor også akromatiske eller nøytrale, og kan ordnes på en gråtonerekke mellom hvitt og sort. Fordi vi oppfatter hvite objekter i vår omgivelse som de lyseste, og sorte som de mørkeste, kan gråtonen oppfattes som et mål for fargelyshet (valør). Se også ▶farge. 

   Under naturlige betingelser (dagslys, lampelys) oppstår gråtoner på overflater som er diffust og ikke-selektivt reflekterende, dvs. at de kaster tilbake den samme prosentandelen av lysets energi over hele lysets bølgelengdespektrum. Slike overflater kan man frembringe for eksempel med passende blandinger av sort og hvitt pigment.

   For en gitt overflate er gråtonen avhengig av belysningsforholdene. Dette kan man etterprøve ved hjelp av et papir som er sort i dagslys (f.eks. fotokartong). Hvis man retter lysstrålen fra en lommelykt mot dette papiret i et ellers helt mørkt rom; vil den delen av det som treffes av lyset, vise seg hvitt.

   Ved fremvisning av film på et ellers homogent hvitt filmlerret oppstår gråtonene ved at belysningsstyrken varierer fra sted til sted på lerretet. Belysningsstyrken er bestemt av lysets absorpsjon i filmen, dvs. av filmens svertning.

   Gråtoner kan også frembringes gjennom optisk blanding av komplementærfarger. På en roterende fargeskive kan man for eksempel frembringe rent grått ved hjelp av gult og ultramarinblått, men også av grønt og purpur, foruten utallige andre blandinger av komplementærfarger. Gråtonens lyshet kan samtidig reguleres ved hjelp av hvitt og sort. På TV- og dataskjermer frembringes gråtonene gjennom additiv og optisk blanding av grønt, rødt og blått luminescenslys fra skjermens fosforer. Hver av blandingene av to av disse grunnfargene er da komplementær til den tredje. Se også ▶farge (fargeblanding).

   Språkhistorisk.  er ordet grått avledet av en indogermansk ordstamme. Det greske ordet for grått er kharapos, som betyr «strålende blikk». Ordet gjenspeiler motsetningen mellom øyets sorte pupill og glitrende hornhinne. Dermed gjenspeiler det også antikkens oppfatning av at øyets samlede farvekosmos er spent ut mellom hvitt og sort.

   Assosiasjoner, anvendelse. At grått blir forbundet med anonymitet (den grå eminense) eller tristesse, er altså av nyere dato. Men for billedkunstneren rommer gråtonene en universell uttrykksmulighet, og sort-hvitt blir dyrket som et selvstendig og krevende billeduttrykk. Både foto og fjernsyn utviklet seg gjennom et stadium av sort-hvitt-gjengivelse, som er teknisk enklere å oppnå.

 

gullgrunn (billedkunst), maleteknikk der bladgull ble klebet på billedgrunnen; gullet ble deretter malt med opake (ugjennomsiktige) farger. Utsparte partier av gullgrunnen tjente som bakgrunn i et ikke-perspektivisk billedrom, eller som bestemte motiver (f.eks. glorier) hvor gullets metallglans hadde en opphøyd betydning. Gullgrunn ble mye brukt i bysantinsk billedkunst, bl.a. i ikoner og mosaikker, og i kristen middelalderkunst.

 

gult, omfatter fargenyansene fra grønngult gjennom rent gult (nøytralgul, urgul) til rødgult. I sin reneste og lyseste form står gult på grensen mellom sitrongult og gyldengult. 

   I motsetning til rødt, grønt og blått, som for et normalt fargesyn er dominerende fargetoner i lysets bølgelengdespektrum, er nyanseringen og utbredelsen av gult i spekteret avhengig av lysets intensitet. Hvis man retter et spektroskop mot et moderat lysende hvitt objekt (f.eks. hvit skyhimmel eller en hvit flate i dagslys), vil et normalt øye oppfatte gulaktige fargetoner i bølgelengdeområdet ca. 560–590 nm, med en ubestemt overgang mellom grønngult og rødgult ved ca. 570 nm. Retter man derimot spektroskopet mot en intens hvit lyskilde (f.eks. den delen av himmelen som grenser mot Solen), vil gult omfatte en større del av spekteret, og overgangen ved 570 nm vil oppfattes som rent gul.

   Det forhold at fargenes nyansering og fordeling i spekteret varierer med lysets intensitet, er en egenskap ved øyets fargefølsomhet. Dette er særlig utpreget for den gule fargens vedkommende og kalles der «Bezold–Brückes effekt» etter de to forskerne som undersøkte dette forholdet i 1870-årene.

   Også i våre daglige omgivelser er vi vant til at rent gule farger er relativt lyse. Hvis et farget papir som oppfattes som rent gult når det ligger i lyset, legges i skyggen, vendt fra lyset, slår den gule fargetonen over mot grønt. Også blandinger av rent gult og sort pigment går mot grønt. Det samme gjelder for optisk blanding av rent gult og sort på dreieskive. «Mørkegule» farger er ved nærmere ettersyn grønngule eller rødgule. Se for øvrig ▶farge.

   Språkhistorisk.  er ordet gult avledet av den germanske ordstammen gelwa, som betyr 'strålende, skimrende'. I gresk tid ble gult oppfattet som en grensefarge mot hvitt, eller mot lys overhode.

   Fremstilling, anvendelse. Fordi blandinger av forskjellige fargestoffer gjerne leder til en mørkere fargenyanse, kan rent gult ikke frembringes gjennom slik blanding. For å oppnå rent gult er maleren avhengig av naturlig forekommende eller teknisk frembrakte fargestoffer. Gul oker er en vanlig forekommende okerfarge (jernoksyd) som har vært anvendt fra de eldste tider. Alt etter opprinnelsessted og preparering finnes den i nyanser fra kraftig brungult til lysende sitrongult (kyprosgult). Neapelgult er en forbindelse av bly og antimon som gir lysende gule farger, og som man mener å ha påvist på 2500 år gamle babylonske murvegger. Hos de store malerne mellom det 1200- og 1700-tallet har man påvist et fargestoff som er blitt fremstilt på basis av bly og tinn («de store mesteres gult»). Det hadde ikke noe bestemt navn og ble ytterst sjelden omtalt. Fremstillingen kan ha vært alkymistenes hemmelighet.

   Andre klassiske, men yngre gule fargestoffer er kromgult (blykromat, giftig) og kadmiumgult (kadmiumsulfid).

   Assosiasjoner, symbolikk. Gult var i antikken tegn på høy rang og makt. Men gult har også blitt brukt for å stigmatisere bestemte sosiale grupper. Bankerottierens gule hatt hører hjemme her, likeså det at kjettere og skjøger måtte bære gule kjennetegn. En dyster gjenganger av denne praksis er den gule jødestjernen fra nazitiden.

   Som psykologisk kvalitet står gult for glede og varme, men også for misunnelse og ondskap. Denne tvetydigheten er utvilsomt knyttet til omslaget mellom gyldengult og sitrongult. Det er vanlig å omtale rødgule farger som varme, og grønngule som kalde. Uttrykket er av nyere dato og har sine røtter i de maleteknikker som vokste frem i renessansen.

   Gult har ingen bestemt betydning i kristen liturgi, men blir tradisjonelt knyttet til påsken. Gult blir også oppfattet som buddhismens farge.

 

H

halo (av gr.), lysring, stråling. Lysfenomen, ofte farget, som oppstår ved at lysstråler fra sol eller måne brytes og speiles i iskrystaller i høytliggende skyer, kald tåke el.l.

   Halo kan anta en rekke ulike, til dels kompliserte former. Vanligst er en farget ring, med den røde fargen innerst, rundt sol eller måne i vinkelavstand av 22°. Den skyldes brytninger i sekskantede prismeformede krystaller når lysstråler går gjennom to sideflater som forlenget skjærer hverandre i en vinkel på 60°. Denne haloformen er typisk for slørskyer (cirrostratus), som ofte er et første varsel om at et nedbørområde nærmer seg. I den sterke høydevinden vil iskrystallene være tilfeldig orientert i rommet, derfor ser man en ring. I noen situasjoner er høydevinden svak. Da vil iskrystaller, særlig de med tilnærmet plateform, sveve med hovedaksen vertikalt. Haloringen vil da reduseres til en sterkt lysende og farget flekk på hver side av Solen (bisoler). Når Solen står nær horisonten, ligger bisolene i avstand ca. 22°, ved økende solhøyde fjerner de seg. Når Solen står 60° over horisonten, er bisolenes vinkelavstand ca. 45°.

   Mange værmerker og mye overtro er knyttet til halo.

 

hefnerlampe, lampe der isoamylacetat fra en bomullsveke i et 8 mm tykt nysølvrør brenner med en 40 mm høy flamme. Lysstyrken fra en slik lampe i horisontal retning kalles et ▶hefnerlys og ble tidligere brukt som enhet for lysstyrke. Lampen ble konstruert av den tyske tekniker Friedrich von Hefner-Alteneck (1845–1904).

 

hefnerlys, tidligere brukt enhet for lysstyrke, definert ved ▶hefnerlampen. Enheten ble etter hvert avløst av enheten candela: 1 hefnerlys = 0,92 candela. Dette skjedde i Norge og en del andre land i 1948; først i 1954 internasjonalt. Til tross for en tilsynelatende primitiv definisjon viste enheten seg å være reproduserbar innenfor en grense på 1 %, en nøyaktighet det har vært vanskelig å oppnå med elektriske lyskilder.

 

hewittlampe [hju:it-], iblant brukt som betegnelse på ▶kvikksølvdamplampe etter oppfinneren, amerikaneren Peter Cooper Hewitt (1861–1921).

 

hildring, siktmessig (optisk) fenomen som gjør at gjenstander i det fjerne synes å befinne seg høyere oppe enn de gjør i virkeligheten. Arter seg f.eks. ved at objekter som vanligvis er skjult under horisonten, blir synlig, ved at holmer og skjær synes løftet fra vannet eller ved at dønninger i det fjerne synes å tårne seg opp til høy sjø.

   Hildring oppstår når det kommer relativt varm luft over kjølig hav slik at luften like over sjøen nedkjøles og får vesentlig større densitet og dermed større brytning (refraksjon) enn luften høyere oppe. Lysstrålene frem til iakttager følger dermed en krummere bane langs jordoverflaten enn ellers, og gjenstander synes å sveve i luften.

   Hildring er alminnelig i rolig vær ved norskekysten, særlig om sommeren. Jfr. luftspeiling , der lysstrålene speiles istedenfor å bøyes.

 

holografi (av holo- og -grafi), metode for fremstilling av reelle og virtuelle bilder av objekter.

 

Prinsipp

Metoden går ut på at en lyskilde sender ut koherent lys mot et objekt (lysstråler som har samme bølgelengde og samme fase, laserstråler), og at det reflekterte lyset oppfanges på en fotografisk plate samtidig som platen mottar lys (referanselyset) direkte fra den samme lyskilden. På platen blir det interferens mellom bølgefronten av det reflekterte lyset fra objektet og referanselyset, og intensiteten av det resulterende interferensmønsteret blir registrert på den fotografiske filmen. Bildet man får etter fremkalling av filmen kalles et hologram.

 

 

Holografi

 

   Når hologrammet senere blir belyst av en referansestråle (som også kan være en vanlig lysstråle), vil en del av strålen avbøyes av det registrerte interferensmønsteret og gjenskape bølgefronten fra objektet som om dette fremdeles var til stede. En observatør som ser gjennom hologrammet bakfra, vil nå se et virtuelt tredimensjonalt bilde av objektet, et bilde som kan betraktes fra forskjellige synsvinkler begrenset av hologrammets utstrekning.

   Et hologram har ingen synlig likhet med et vanlig fotografi av det avbildede objektet, idet ethvert punkt på objektet bidrar til det registrerte interferensmønsteret over hele hologrammet. En følge av dette er at en hvilken som helst del av et hologram er tilstrekkelig til å gi en rekonstruksjon av hele objektet, men med redusert detaljgjengivelse. Holografi kan i prinsippet baseres på alle bølgetyper, også lydbølger.

 

Anvendelse

 Holografi anvendes bl.a. i mikroskopi, interferometri, optisk databehandling og i kunst, og det eksperimenteres med tredimensjonalt fjernsyn. På de fleste internasjonale betalingskort er det et hologram som vern mot forfalskning.

 

Historie

Holografi ble første gang beskrevet av den britiske professor D. Gabor i 1949.

 

hullavbildning, se ▶camera obscura.

 

hvitt, betegner primært en bestemt fargefornemmelse som er umiddelbart gitt og som ikke kan defineres nærmere. Ordet har imidlertid også forskjellige sekundære, avledede betydninger. Det kan derfor lett oppstå usikkerhet om hva man egentlig mener med «hvitt». Et eksempel på dette er to utbredte talemåter som tilsynelatende motsier hverandre, nemlig «hvitt er ingen farge» og «hvitt er en blanding av alle farger». Den første henspiller på at hvitt som fargefornemmelse er akromatisk, dvs. uten kulør. Den andre henspiller på fysikkens erfaringer med lysets spektrum og med additiv fargeblanding. 

   I fysikken betyr «hvitt» primært ikke en fargefornemmelse, men bestemte fysiske betingelser for akromatiske fargefornemmelser. I denne forstand tales det for eksempel om hvit overflate (ren snø) og hvit lyskilde (sol på høy himmel, hvite lysrør).

   I fargemåling brukes betegnelsen hvitpunktet om kromatisitetskoordinatene til en definert hvit lyskilde.

   I akustikken brukes betegnelsen hvit støy om et lydspektrum som består av alle lydfrekvenser, og hvor alle har samme styrke. Hvit støy høres som sus og anvendes blant annet i måleteknikk.

 

Hvitt som fargefornemmelse

Selv om man hver for seg er rimelig sikker på hvilken farge som kan kalles hvit, oppstår det individuelle avvik når man blir bedt om å peke ut hvitt blant fargene i vår omgivelse. Men alle er enige om at i en vilkårlig sammenstilling av fargeflekker, for eksempel fargeklattene på malerens palett, er hvitt den lyseste fargen, og om at hvitt danner den lyse polen i skalaen av gråtoner (akromatiske farger). Hvitt kan også modifiseres i retning av de forskjellige kulørene (kromatiske farger) og betegnes da som rødhvit, blåhvit osv. Rent hvitt blir derfor undertiden bestemt som verken gul-, blå-, grønn-, rød- eller gråaktig (se ▶NCS).

   Papiret som denne teksten er skrevet på, oppfattes i en normal lesesituasjon som hvitt. Men ved å skygge for lyset med hånden, og bevege hånden til og fra, kan man regulere skyggen fra nesten hvit til nesten sort. Også hvis boken legges i skyggen under bordet, ser vi ikke lenger papiret som rent hvitt. Denne virkningen blir imidlertid undertrykket av vår erindringsforestilling om papirets farge i normalsituasjonen og vi taler om «et hvitt papir i skygge», som om vi så det gjennom et skyggeslør.

   En tilsvarende, men motsatt virkning oppstår når en hvit (gjerne blank) overflate kaster gjenskinn på en del av boksiden. Bare i dette gjenskinnet viser papiret seg nå hvitt, mens resten av siden viser seg mer eller mindre skyggeaktig tilslørt, alt etter gjenskinnets styrke.

   Med økende lyshet blir hvitt skinnende, og etter hvert blendende. Når kulørte farger blir blendende, går de alle mot hvitt. Vi kan for eksempel ikke forestille oss mettet, blendende fiolett.

 

Hvit overflate

Rent hvitt har alltid karakter av ugjennomsiktig overflate. I denne henseende skiller hvitt seg ut fra kulørene. Vi kan ikke forestille oss et gjennomsiktig, klart, hvitt legeme analogt med, for eksempel, gjennomsiktig, klart grønt glass. I fysikken blir dette forklart med at den hvite overflaten reflekterer alt synlig lys i tilnærmet samme grad. Denne egenskapen gjelder i fysikken som definisjon av «hvit overflate». Alt etter som overflaten reflekterer lyset mer eller mindre spredt (uordnet), skifter den hvite fargen karakter fra matt (hvite sommerskyer) til blank (hvit emalje). En hvit overflate i fysikkens betydning vil derfor vise seg i belysningens farge: rød i rødt lys, blå i blått lys osv.

   En nær ideell hvit overflate er magnesiumoksid, som reflekterer opp til 98 % av lysenergien. Godt hvitt papir reflekterer 80–85 %, og overflater som reflekterer 70 % eller mer, blir vanligvis oppfattet som hvite.

   Stofflige betingelser for hvit overflate. Hvite overflater er betinget av lysets uordnede brytning og refleksjon i et stoff som i seg selv er fullstendig fargeløst, dvs. gjennomsiktig. Hvite sommerskyer er et eksempel på dette. De består av vanndråper som er skilt fra hverandre ved et luftsjikt. Fordi vann har større brytningsindeks enn luft, vil alt lys som trenger inn i skyen, bli utsatt for gjentatt, uordnet brytning og refleksjon i og fra vanndråpene. En stor del av det inntrengende lyset vil derfor før eller senere tre ut igjen, og derfor ser vi skyen som diffust og ugjennomsiktig hvit. På tilsvarende måte består snø, salt og sukker av glassklare krystaller. Hvit marmor består av uordnede mikrokrystaller av gjennomsiktig kalkspat. Hvit maling er en suspensjon av fargeløse, gjennomsiktige partikler (for eksempel sinkhvitt eller titanhvitt) i et egnet bindemiddel med mindre brytningsindeks enn partiklene. Dekningsevnen av et hvitt fargestoff øker med brytningsindeks i krystallkornene. Titanhvitt dekker av denne grunn bedre enn blyhvitt, som igjen dekker bedre enn sinkhvitt. Hvitt papir består av revne cellulosefibrer og eventuelle pigmenter, for eksempel titanhvitt (jfr. papir).

   I tørre, hvite lakener på klessnoren blir sollyset brutt og reflektert i uordnede, luftfylte tekstilfibrer. Skvetter man vann på et laken, viser de våte flekkene seg mørke fra solsiden, og lyse fra skyggesiden. Fordi det er mindre forskjell mellom brytningsindeksen i fiber og vann enn mellom fiber og luft, blir lyset svakere brutt og reflektert, og tøyet er derfor mer gjennomskinnelig i våt tilstand.

 

Hvitt lys

Denne tekstsiden viser seg hvit i sollys så vel som i lampelys. Øyet tilpasser seg nemlig den rådende belysning og bedømmer den som «hvit». I sin alminnelighet vil glødende legemer vise seg hvite ved temperaturer fra ca. 3000–12 000 K. Det finnes altså nærmest uendelig mange forskjellige glødespektra som oppfattes som hvite. For måletekniske og andre praktiske formål har man definert et lite antall hvite standardbelysninger. Standard belysning A representerer en glødetemperatur på 2865 K, som tilsvarer lyset fra glødelamper. Standard belysning D₆₅ representerer en glødetemperatur på 6504 K, som tilsvarer vanlig dagslys. Standard belysning B representerer en glødetemperatur på 4874 K, som tilsvarer direkte sollys.

   I fysikken har imidlertid betegnelsen «hvitt lys» en enda videre betydning. Man kan nemlig alltid tenke seg hele strålingsspekteret fra et hvitglødende legeme delt opp i to halvspektra, som hver for seg gir farget lys, men som til sammen gir hvitt lys. Man sier da at de to delbelysningene er innbyrdes komplementærfarget. Det er innlysende at for ethvert hvitt glødespektrum finnes det uendelig mange slike oppdelinger i to komplementærfargede halvspektra.

   Loven om det hvite lysets iboende komplementaritet går imidlertid enda lenger. Den sier nemlig at til et vilkårlig (bredere eller smalere) delområde av et «hvitt» spektrum finnes et annet delområde som sammen med det første frembringer «hvitt» lys. Det finnes altså uendelig mange mulige hvite belysninger som bare omfatter deler av det synlige spektrum. Slike belysninger kan være meget forskjellig sammensatt i spektral henseende, men har til felles at fysikkens «hvite overflate» viser seg hvit (for en normalobservatør) i alle disse belysningene.

   Energisparende lysrør bygger på dette prinsippet. De har et delspektrum som frembringer en definert hvit belysning. Dessuten er deres spektra tilpasset slik at også fargede overflater viser seg mest mulig fargeriktig. For fargede overflater vil nemlig slike delbelysninger medføre en viss fargeforvrengning i forhold til et sammenhengende hvitt spektrum.

   I fysikken kan altså «hvitt lys» bety en belysning hvor en overflate som reflekterer alt lys uordnet, viser seg hvit for en normalobservatør. Men «hvitt lys» kan også bety et lysende legeme – med andre ord en lyskilde – som ser hvitt ut for en normalobservatør. I fysikk og fargemåling blir lyset fra lyskilden gjerne betegnet som primærlys. Det spredte lyset fra overflatene betegnes som sekundærlys. Begrepet «hvitt lys» er atskillig mer komplisert enn man ofte forestiller seg, og det hører egentlig bare hjemme i fysikken. Malere, og andre som interesserer seg for lyset i naturen, taler ikke om «hvitt lys», men om «klart» eller «diffust», «skarpt» eller «bløtt» lys, om «demringslys», om «varmt» eller «kaldt» lys, om «rødt aftenlys» osv. Se også ▶belysning, ▶farge og ▶fargemåling.

 

Anvendelser

Blyhvitt eller kremserhvitt (▶bly(II)-karbonat), som tidligere ble meget brukt i malerhåndverket, er svært giftig. Det er i dag særlig erstattet av sinkhvitt og titandioksidpigmenter.

Assosiasjoner, symbolikk

I mindre grad enn de glansfulle kulørene taler hvitt til spesifikke følelser, men blir assosiert med sjelelige holdninger og kvaliteter som renhet og uskyld (hvit brud). Hvitt assosieres også med fred (fredsflagg, fredsduer). I liturgisk sammenheng er hvitt et uttrykk for disse kvalitetene, og da i et evighetsperspektiv. Overhodet står hvitt som uttrykk for evighetslengsel. Disse kvalitetene knytter også til opplevelsen av dødens nærvær og majestet. I enkelte land, som i Kina, blir da hvitt også assosiert med sorg.

   Hvitt var i den gamle romerske religion forbeholdt guden Jupiter. Hvite dyr ble ofret til ham av konsulene, som var kledd i hvitt. Deres vogner var trukket av hvite hester.

 

I

indigo (port., fra lat. 'indisk'), indigoblått, blått til blåfiolett fargestoff, brukes til farging av tekstiler.

   Kjemiske egenskaper. Et mørkeblått pulver med skinnende kobberrød overflate, uløselig i vann, alkohol, svake syrer og baser, noe løselig i kloroform, iseddik og terpentinolje og løselig som sulfat i konsentrert svovelsyre. Pulveret smelter ved 390-392 °C, kjemisk formel er C16H10N2O2.

   Farging med indigo. I fargingsprosessen reduseres indigo først i basisk løsning, fortrinnsvis med hydrosulfitt, til indigohvitt ( leuko-indigo). Alkalisaltet av dette stoffet er lett løselig i vann. Tekstilet dyppes i en slik løsning, kype, som inneholder f.eks. 0,15-0,20 % indigo. Ved tørking i luft oksideres så indigohvitt i fibrene til indigoblått.

Dongeri farges med indigo. Indigo anvendes også til ull og lin, sjeldnere til silke. Fargestoffet er svært lys- og vaskeekte. Indigo kan også løses i konsentrert svovelsyre til indigosvovelsyre. Natriumsaltet til denne syren, indigokarmin, brukes i fargeriene, men dette fargestoffet er mindre fargeekte.

   Naturlig Indigo. Indigoblått er sannsynligvis det eldste fargestoff man kjenner. Allerede i gammelegyptiske graver har man hos mumier funnet indigofargede bånd. Det naturlige indigo stammer fra Øst-India (Bengal), det ble videre produsert på Java og i Mellom-Amerika fra kultiverte arter i slekten Indigofera, særlig Indigofera tinctoria . Andre arter som brukes er Indigofera suffruticosa og Indigofera argentea . Plantene inneholder et glykosid, indikan, som kan spaltes til indigo og druesukker. Innholdet av indigoblått i bengal-indigo var 35-55 %, i java-indigo inntil 80 %. Det foregikk en meget stor og verdifull produksjon inntil syntetisk indigo kom på markedet omkring år 1900.  

   I Europa ble vaid, Isatis tinctoria , dyrket fra 800-tallet; den inneholder imidlertid ganske lite indigo, og forekommer nå bare viltvoksende. Indigo kan også fås av en del andre plantearter, f.eks. av Crotalaria -arter i erteblomstfamilien, av Echites religiosa i gravmyrtfamilien og av Calanthe - og Phajus -arter i orkidéfamilien.

   Syntetisk indigo. Den syntetiske fremstilling av indigo ble grunnlagt av A. von Baeyer, og den første lønnsomme industriprosessen ble utviklet av Heumann. Den viktigste syntesen går over fenylglycin (fenylaminoeddiksyre) som fremstilles fra anilin og kloreddiksyre. Fenylglycin smeltes med natronlut og natriumamid og det dannes indoksyl. Smelten tilsettes vann, luft ledes inn og indoksyl oksideres under dannelse av indigo.

   Indigo er fremdeles et meget viktig fargestoff, men anvendelsen er gått tilbake i forhold til konkurrerende blåfarger som indantrenblått.

 

indirekte belysning, sekundærlys fra en diffust reflekterende overflate som blir belyst av en skjult lyskilde. Gir en jevn belysning med bløte skygger. Brukes mye i utstillingslokaler og restauranter, men utnyttes også for eksempel som stuebelysning. Blir gjerne supplert med direktevirkende lyskilder som beriker det visuelle miljø ved å fremheve relieff og overflateglans. Se også ▶belysning.

 

interferens (av inter- og lat. 'bære'). Den prosess hvor to eller flere bølger med samme frekvens og bølgelengde overlagrer hverandre og danner en ny bølge med en amplitude som på hvert sted og til enhver tid er lik summen av de enkelte bølgers amplitude på samme sted og til samme tid. De interfererende bølgene kan være f.eks. vannbølger, lydbølger eller elektromagnetiske bølger (lys- og radiobølger). Et karakteristisk og forbausende fenomen ved interferens er at to bølger som hver for seg kan registreres på et sted, kan slokke hverandre ut når de møtes, f.eks. kan to lyssignaler til sammen gi mørke og to lydsignaler som består av toner med samme frekvens kan noen ganger ikke høres når de treffer øret samtidig. Dette skjer der bølgetopper og bølgedaler fra ulike bølger møtes.

 

Hovedtyper

Selv om to bølger alltid interfererer eller overlagrer hverandre når de møtes, forstår man med interferens i den vanlige og noe snevrere forstand bare de tilfeller hvor det vedvarende er en bestemt faseforskjell eller gangforskjell mellom bølgene. Der bølgene er i fase - faseforskjellen null - vil bølgetoppene fra de ulike bølgene møte hverandre og bølgene forsterker hverandre. Dette kalles konstruktiv interferens. Der bølgene er i motfase - faseforskjell 180° - vil bølgetopper møte bølgedaler, og bølgene svekker hverandre, destruktiv interferens. Hvis amplitudene er like store og bølgene i motfase, slokker de hverandre helt ut. Innenfor et område hvor to bølger interfererer, får man vekselvis steder med konstruktiv og destruktiv interferens. Påvisning av slike interferens-maksima og interferens-minima tas som bevis på at strålingen har bølgenatur.

 

Betingelser

For at to eller flere bølger skal danne interferensmønstre, må bølgene være koherente, dvs. de må være sendt ut av kilder med samme frekvens og ingen eller konstant faseforskjell. Koherente lydbølger, radiobølger og mikrobølger genereres lett ved at et signal deles og sendes inn på to strålingskilder (høyttalere, antenner).

   Koherente lysbølger er vanskeligere å frembringe. Lys sendes ut fra de enkelte atomer eller molekyler i form av lyskvanter som kan oppfattes som meget korte bølgetog. Lyskvanter fra forskjellige atomer sendes vanligvis ut uavhengig av hverandre, og faseforskjellen mellom lyskvantene er helt tilfeldig; man får derfor ikke interferens mellom lys fra to forskjellige lyskilder, selv om de sender ut lys med samme frekvens. Heller ikke får man interferens mellom lys fra forskjellige atomer i samme lyskilde. Ved vanlige lyskilder kan man bare få interferens om man sørger for at lys fra samme atom deles opp i to stråler som møtes igjen etter å ha tilbakelagt omtrent samme vei.

   Ved interferens mellom to bølger med nesten samme frekvens vil bølgene vekselvis interferere destruktivt og konstruktivt. Derved oppstår det fenomenet som kalles svevninger, hvor den resulterende bølgeamplituden varierer med en frekvens lik halve differansen mellom de to bølgefrekvensene. Fenomenet høres f.eks. ved samklang mellom to instrumenter som ikke er stemt nøyaktig likt. Bevegelige striper på fjernsynsskjermen skyldes interferens mellom signaler fra to sendere som sender med nesten samme frekvens og er altså et svevningsfenomen.

 

Interferensforsøk

 

Youngs forsøk .Det første kjente eksperiment hvor interferens av lys ble påvist, ble utført av T. Young 1801. Han lot lys fra en liten kilde gå gjennom to parallelle spalter og derfra mot en hvit skjerm på baksiden. Det viste seg at det oppstod en rekke mørke og lyse striper på skjermen. Dette forklares ved at lys fra samme atom passerer begge spaltene og sprer seg ut som bølger fra disse. Når de to bølgene treffer skjermen i punktet P, har den ene tilbakelagt veilengden S1P og den andre S2P. Gangforskjellen er S2P-S1P, og etter som denne er et like eller ulike antall halve bølgelengder, oppstår konstruktiv eller destruktiv interferens, kjennetegnet ved henholdsvis lyse og mørke striper på skjermen. I punktet 0 som ligger like langt fra begge spaltene, får man alltid lys. Mørke og lyse striper fremkommer bare når man bruker monokromatisk (ensfarget) lys. Med hvitt lys (eller lys sammensatt av flere farger) oppstår destruktiv interferens for de forskjellige fargene på forskjellige steder, og man får da istedenfor en mørk stripe, en stripe som er en blandingsfarge av de resterende

fargene.

   Fresnels forsøk. A. J. Fresnel benyttet istedenfor to spalter to speil, som var stilt ved siden av hverandre og litt på skrå i forhold til hverandre. Han oppnådde på den måten samme effekt, men lysintensiteten ble større og eksperimentene mer overbevisende enn Youngs.

 

Fenomer , teknikker for anskueliggjøring

Disse forsøkene regnes som avgjørende bevis for at lys har bølgenatur. Felles for dem og en del lignende oppstillinger er at bølgefronten fra lyskilden deles geometrisk i to og at de to delbølgene så bringes til å interferere.

   En annen teknikk består i at man ved refleksjon mot tynne hinner dels får refleksjon mot forsiden, dels mot baksiden av hinnen. Derved oppstår to reflekterte bølger som er koherente og interfererer. Belyst med hvitt lys gir slike hinner ofte opphav til vakre fargespill, kjent f.eks. fra oljeflekker, sommerfuglvinger, skjell, perlemor m.m.

   På tilsvarende måte kan man få interferens når lys reflekteres fra to flater som er skilt med et tynt luftlag. Et slikt fenomen, først beskrevet av Newton, oppstår når lys faller gjennom en linse som er anbrakt på en optisk plan plate. Lys som reflekteres fra undersiden av linsen interfererer med det som slipper igjennom og reflekteres av platen under. Benyttes hvitt lys, oppstår det fargede interferens-ringer, kjent som Newtons ringer.

   Metoden kan benyttes for å undersøke konturen av speilende overflater. Flaten som skal undersøkes legges under en optisk plan glassplate. Hvis disse ikke slutter helt sammen, vil begge flatene reflektere lys, og dette interfererer. Nyttes monokromatisk lys med kjent bølgelengde, kan man av interferensbildet regne seg tilbake til konturen av flaten.

   Lys som reflekteres fra forsiden og baksiden av en vanlig glassplate (vindusglass, speil) interfererer vanligvis ikke fordi den veilengden de to bølgene tilbakelegger er så forskjellig at bølgene etter refleksjonen ikke blir koherente.

   I 1960 lyktes det å fremstille lysstråler med meget høy grad av koherens, lasere. Interferensbilder dannet ved lasere, hologrammer, vil, fordi strålen hele tiden er koherent, gi langt flere opplysninger om faseforskjellen mellom de strålene som interfererer, og dette kan man nytte for å rekonstruere den lysveien som er tilbakelagt og derved skaffe seg et tredimensjonalt bilde av en gjenstand.

 

Anvendelse

Interferens av lys har funnet anvendelse i spektroskopi, spesielt for å undersøke spektrallinjers finstruktur, og i interferometre for lengdemålinger og for å bestemme lysets bølgelengde.

  

irradiasjon (av in-, 'inn', og lat. 'stråle').

1. (fys.) Det fenomen at en lys figur på mørk bakgrunn synes større enn en tilsvarende mørk figur på lys bakgrunn. På et sjakkbrett synes derfor de hvite rutene noe større enn de sorte. De hvite synes også å flyte noe sammen i hjørnene, mens de sorte synes atskilt. Holder man en blyant vannrett mellom øyet og et lys, synes det som lyset skjærer seg litt inn i blyanten ovenfra og nedenfra. Virkningen er sterkest når øyet ikke er riktig avstandsinnstilt (akkommodert). Irradiasjonen er vanligvis noe sterkere i vertikal enn i horisontal retning.  

   Irradiasjonen skyldes optiske og fysiologiske forhold i øyet og synsapparatet. En skarp grense mellom sort og hvitt blir avbildet uskarpt på netthinnen. Det hvite feltet brer seg litt inn i det sorte, og det sorte tilsvarende inn i det hvite. For å opprette en skarp grense mellom hvitt og sort må synsapparatet ved hjelp av sin egen lysfølsomhetsfunksjon utføre en form for avveining av den nevnte lys-mørkeovergangen. En rimelig forklaring på irradiasjonen er da at det lyse som brer seg inn i det mørke feltet, veier tyngre enn det mørke som brer seg inn i det lyse.

   Fenomenet har også mer komplekse aspekter. Det viser seg at meget smale sorte striper på moderat lys bakgrunn også synes noe utvidet. Her er altså virkningen snudd om. Holder man derimot en tynn tråd foran et lys, blir tråden blendet ut. Her kan lysets bøyning (diffraksjon) spille inn.

2. (fot.) Spredning av lys i en fotografisk emulsjon. Irradiasjon nedsetter skarpheten på det gjengitte bildet. Virkningen er mest påfallende ved tykke emulsjoner (høyfølsomme filmer).

 

J

jordfarger, betegnelse for uorganiske mineralfarger som forekommer i naturen og som opparbeides ved mekanisk behandling (knusing, maling, sikting og oppslemming). Fargen skyldes fargede metalloksider. Jordfarger er nå for det meste erstattet av syntetiske, uorganiske pigmenter.

   I fargesystematikk betegner jordfarger en klasse av sortaktige, altså relativt mørke fargenyanser. Typiske jordfarger er olivengrønt og brunt, som til sammen omfatter en bred palett av fargenyanser. Både som pigmentfarge og som optisk blandingsfarge på roterende fargeskive oppstår typiske jordfarger gjennom blanding av gule eller røde farger med sort.

   Den typiske jordfargekarakteren er imidlertid også avhengig av at det finnes lysere fargenyanser i omgivelsen.

   Jordfargens motsetning er en luftig fargekarakter, som fremkommer gjennom tilsvarende blanding av blålige og rødlige fargenyanser med hvitt. Den blir undertiden omtalt som pastell.

 

K

kaleidoskop (av kalli-, -id og -skop), optisk leketøy, patentert av D. Brewster i 1817. Oftest utført som et lystett papprør med tittehull i den ene enden. Den andre enden består av to gjennomskinnelige skiver som inneslutter ulike biter av glitrende, farget materiale (ofte glass eller plast). Den ytterste av disse skivene er av mattglass, og slipper diffust lys inn i røret; den andre skiven er av klart glass. Mellom tittehullet og dobbeltglasset er det montert en trakt av speil, vanligvis tre planspeil plassert med innbyrdes vinkler på 60 grader. 

   Gjennom tittehullet ser man da de fargede og blanke bitene mot en lys bakgrunn, og denne konfigurasjonen ser man gjentatte speilbilder av. Det samlede bildet har tre symmetriretninger. Hver av glassbitene fremkaller gjentatte ringsystemer av speilbilder. Hvert ringsystem består av 6 enkeltbilder. Disse er igjen ordnet i 3 par, som står symmetrisk om hver sin av de tre hovedaksene. Ved å riste litt på røret kommer glassbitene i bevegelse og nye mønstre oppstår. Mønsteret gir et sterkt og overraskende inntrykk av hva symmetri betyr for vår estetiske sans.

kaleidoskopisk, broket, skiftende, uoversiktlig.

 

karnasjon (av lat. 'kjøtt'), inkarnat, betegnelse for fargen av den menneskelige hud innen maleri eller polykrom skulptur. Den maleriske oppfatning av karnasjon har vært sterkt vekslende innen de forskjellige tidsperioder: i den bysantinske kunst var den ofte lett grønnlig på grunn av undermalingen, i høyrenessansen sterkt lysende, gullig, for så å bli kjølig blekhvit under manierismen, mens den under barokken blusset varmt i det rødlige.

 

katoptrikk (av gr. 'speil'), læren om lysets refleksjon, i motsetning til dioptrikk, læren om lysets brytning. De grunnleggende lovene i katoptrikken ble funnet av Ibn al-Haitham. Ved katoptrisk styrke av et hulspeil forstår man 1/f, når f er speilets brennvidde.

 

kaustikk, dss. ▶brennflate.

 

kikkert, teleskop, optisk instrument som viser fjerne objekter under en forstørret synsvinkel, slik at de synes nærmere. Ved kikkertens forstørrelse forstår vi forholdet mellom synsvinklene objektet sees under med og uten kikkert. 

   Kikkerten består i første rekke av to avbildningssystemer, henholdsvis objektivet, som er vendt mot objektet, og okularet, som holdes inntil øyet. Objektivet kan være en samlelinse (linsekikkert, refraktor) eller et hulspeil (speilkikkert). I begge tilfeller frembringer det et meget forminsket, reelt bilde av objektet i objektivets brennplan. Okularet kan være en spredelinse (hollandsk kikkert, galileikikkert), eller en samlelinse (astronomisk kikkert, terrestrisk kikkert). I begge tilfeller ser man gjennom okularet et virtuelt, forstørret bilde av det reelle mellombildet.

   For å øke kikkertens synsfelt er okularlinsen ofte fast forbundet med en feltlinse i okularlinsens brennplan. Hvis øyet skal kunne utnytte alt lyset fra okularlinsen, må tverrsnittet av lysbunten fra okularet (utgangspupillen) ikke være større enn øyets pupill.

   I tillegg til forstørrelsen er vi interessert i kikkertens oppløsningsevne og lysstyrke. Ved oppløsningsevnen forstår vi kikkertens evne til å skille nærliggende punkter fra hverandre. Oppløsningsevnen øker direkte med objektivets diameter. Kikkertens styrke blir ofte angitt med to tall på produktform, f.eks. 8 × 50. Det første tallet angir forstørrelsen, det andre angir objektivets åpningsdiameter i millimeter. Forholdet mellom objektivets åpning (det andre tallet) og forstørrelsen (det første tallet) angir i millimeter diameteren for okularlinsen, og dermed for den lysbunten som forlater okularet (utgangspupillen). Dette forholdet gjelder som kikkertens nominelle lysstyrke.

   For at øyet skal kunne utnytte kikkertens lysstyrke, må øyepupillens diameter ikke være mindre enn utgangspupillen. Øyepupillen varierer imidlertid fra 3–5 mm om dagen til ca. 8 mm om natten. Om natten kan derfor kikkerten utstyres med en større okularlinse. Hvis forstørrelsen samtidig skal opprettholdes må objektivets åpning økes tilsvarende (nattkikkert).

   Et visst mål for kikkertens avbildningskvalitet får man ved å betrakte en stor, homogent lys flate gjennom den omvendte kikkert, slik at okularet vender mot den lyse flaten. Man kan da sammenligne bildet av den lyse flaten sett med det blotte øyet og bildet sett gjennom kikkerten (fra objektivsiden).

 

Historikk

 

 

Linsekikkerter. Den første kikkert ble antagelig konstruert i Holland omkring år 1600. Flere hollandske brillemakere søkte patent på den i 1608. Galilei hadde sin første kikkert ferdig i 1609. I disse kikkertene var okularet en spredelinse, og denne typen kalles hollandsk eller galileisk kikkert. Den kan gjøres nokså kort og gir opprette bilder, men synsfeltet er lite. Den brukes fortsatt som teaterkikkert.

   Kepler oppfant den astronomiske kikkerten, hvor okularet består av en samlelinse. Avstanden mellom objektiv og okular er lik summen av brennviddene, og forstørrelsen er lik forholdet mellom objektivets og okularets brennvidde. Denne kikkerten er lengre og har et noe større synsfelt. For iakttageren er bildet av objektet rotert 180° om kikkertens akse. Dette har liten betydning i astronomien, men er upraktisk ved bruk i terreng.

   For å snu bildet i en astronomisk kikkert kan den utstyres med nok en samlelinse. Denne

 

typen kalles terrestrisk kikkert. For praktiske formål kan en slik kikkert være upraktisk lang.

Dette problemet er løst i prismekikkerten, som først ble funnet opp av italieneren I. Porro, glemt og oppfunnet på nytt av E. Abbe hos Zeiss i 1893. Ved hjelp av to rettvinklede glassprismer (Porro-prismer) blir strålegangen snudd 180° to ganger. De to glassprismenes akser står normalt på hverandre. I hvert av prismene trer lyset inn gjennom hypotenusflaten og reflekteres fra den ene katetflaten til den andre før det trer ut gjennom hypotenusflaten igjen, i motsatt retning. Etter to slike dobbeltspeilinger ser iakttageren objektet i riktig retning, opprett og rettvendt (se figur).

   Prismekikkerten (zeisskikkerten) har gjerne to rør, ett for hvert øye (binokular kikkert), og avstanden mellom objektivene er større enn avstanden mellom øynene, slik at den stereoskopiske virkningen blir større (bildets romlige karakter blir forsterket). Prinsippet brukes også ved relieff-kikkerter hvor objektivene er anbrakt langt fra hverandre. Den stereoskopiske virkning kan da utnyttes til avstandsmåling.

 

 

   En del moderne prismekikkerter er utstyrt med takkant-prismer som gir en rettlinjet strålegang gjennom kikkerten. Kikkerten kan dermed gjøres mer kompakt, men den stereoskopiske virkningen blir mindre ettersom avstanden mellom okularene blir mindre.

   Avbildningen i de første linsekikkertene var ikke god. Da Newton oppdaget at forskjellig farget lys (lys med forskjellig bølgelengde) brytes forskjellig, innså han at dette medfører uskarp avbildning (▶aberrasjon). Siden han antok at lysartenes relative brytningsgrader (dispersjonen) er de samme i alle lysbrytende stoffer, regnet han en linse uten fargefeil som en umulighet, og han vendte sin interesse mot speilkikkerten. Newtons slutning var imidlertid forhastet. Lysets dispersjon varierer fra stoff til stoff, og det har vist seg mulig å konstruere sammensatte linser som er tilnærmet akromatiske, dvs. uten fargefeil.

   Den største astronomiske kikkert med akromatisk linseobjektiv står i Yerkes-observatoriet ved Chicago. Objektivets diameter er 102 cm.

   Speilkikkerter. Avbildningen i et hulspeil har ikke den nevnte fargefeilen. Zucchi konstruerte en speilkikkert i 1616, og i 1660-årene ble det konstruert flere versjoner. Lyset som blir reflektert fra hulspeilet, blir samlet i et okular som kan være plassert på forskjellige steder i kikkertrøret. Av disse finnes det flere typer. Hulspeil har også den fordel at de kan understøttes, slik at de ikke deformeres av sin egen tyngde. De kan derfor ha større åpning enn glasslinser. De største astronomiske speilkikkertene med ett enkelt hulspeil står på Palomar-observatoriet i California med en diameter på 5 m, tatt i bruk i 1946, og Selentsjukskaja-observatoriet i den russiske republikken Karatsjajevo-Tsjerkessia, i Kaukasus, med diameter på 6 m, tatt i bruk i 1976.

   Kikkertens teknologi tok et nytt skritt fremover i 1980-årene med multispeilkikkerten, hvor objektivet er satt sammen av flere hulspeil. Den første større kikkert av denne typen står på Mount Hopkins i Arizona. Objektivet består av 6 speil, hvert med en diameter på 1,8 m. Senere kom Keck-teleskopet på Hawaii, som egentlig består av to samarbeidende kikkerter; Keck I og Keck II (1994, 1996). Begge har et objektiv bestående av 36 speil, hvert med en diameter på 1,8 m.

   For å unngå atmosfærens innvirkning på billedkvaliteten blir det også bygd kikkerter som er stasjonert i bane omkring.

 

koboltblått, Thénards blått, CoAl2O4, koboltaluminat, blått stoff som blir brukt som kunstnerfarge. For alminnelige formål foretrekker man det billigere ultramarin. Koboltblått er bestandig mot lys, luft, alkalier og de fleste syrer.

 

koherent (til koherens), sammenhengende. Koherente svingninger vil si to eller flere svingninger som vedvarende foregår med samme frekvens, slik at man alltid har ett og samme faseforhold mellom dem. Koherent lys oppstår når en lysstråle deles i to, enten med blendere eller ved at en stråle dels slipper igjennom, dels reflekteres av en halvgjennomsiktig plate. Vanlig lys gir ved slik oppsplitting liten grad av koherens fordi bølgetogene som er forbundet med hvert enkelt lyskvant, er meget korte. Høy grad av koherens, lange koherente bølgetog av lys, oppnår man med lasere. Bare koherent lys kan gi interferensbilder, og lys fra lasere er derfor spesielt egnet for studium av interferensfenomener. (Jfr. ▶holografi. )

 

koma (av lat.-gr. 'hår'), vanlig avbildningsfeil ved linser. Ytrer seg ved at et punkt som ligger litt utenfor linsens optiske akse blir avbildet med en kometlignende hale. Koma skyldes at forskjellige områder av linsen gir forskjellig forstørrelse. Tenker man seg linsen delt opp i sirkulære soner, vil bare den sentrale sonen avbilde punktet optisk korrekt. De øvrige sonene vil hver for seg avbilde punktet som en sirkulær flekk utenfor det korrekte billedpunktet. Den perifere sonen gir størst avvik. 

   Hvis de perifere soner gir større forstørrelse enn den sentrale, regnes koma som positiv; halen peker da bort fra aksen. Tilsvarende betyr negativ koma at de perifere soner forstørrer mindre enn den sentrale. Se også ▶aberrasjon.

 

kondensor, (til kondensere), linse eller linsesystem i optiske apparater, særlig forstørrelsesapparater og projeksjonsapparater. Kondensoren bevirker at synsfeltet blir jevnt belyst, og tilpasser lyskilden til objektivets apertur.

 

korona (av lat.), krone. Korona  (krans) rundt solen, månen eller andre lyskilder er et lysfenomen (optisk fenomen) som skyldes at lysstråler bøyes når de passerer gjennom tynne skyer, tåke, en duggvåt glassrute el.l. Blir mest fremtredende når dråpene er små og jevnstore og annet lys ikke blender. Sees sjelden omkring solen, ofte tydelig omkring månen, gatelykter o.l. Koronaen består av fargede, konsentriske ringer omkring et blåhvitt felt. Jo mindre dråper, desto større utstrekning; bueradius 5° er vanlig, 10° kan forekomme. Ensartet dråpestørrelse gir klare farger; en mer variert dråpestørrelse gir et blålig felt, omgitt av en brunlig ring.

   Antikorona (glorie) er et komplementær-fenomen med lysmaksimum der koronaen har minimum. Senteret er motsolpunktet som faller sammen med skyggen av observatørens hode.

 

kvikksølvdamplampe, lyskilde der lyset oppstår ved elektrisk utladning i kvikksølvdamp, oppfunnet av den amerikanske fysikeren Peter Cooper Hewitt (1861-1921) i 1904. Man skjelner mellom lavtrykkslamper (se lysrør ) og høytrykkslamper.

   Ved høytrykkslamper varierer trykket fra under én atmosfære og opp til 100 atmosfærer. Gassen innstiller seg på en høy temperatur, og man får ved siden av den karakteristiske ultrafiolette stråling også vanlig termisk stråling med et kontinuerlig spektrum. Høytrykkslampene er vesentlig mindre enn lysrørene, med dimensjoner som en vanlig lyspære eller mindre. Ved høye trykk blir lysintensiteten meget stor og får et karakteristisk blålig skjær fordi en vesentlig del av lyset sendes ut i det blåfiolette området. For å beskytte lampene mot den sterke varmeutviklingen lages de til dels med vannkjøling.

   I lamper av vanlig glass absorberes den ultrafiolette strålingen. Slike lamper brukes for belysning. Lampe av kvartsglass, se kvartslampe , slipper igjennom både vanlig og ultrafiolett lys. Lampene kan også lages av stoff som slipper gjennom bare ultrafiolett stråling (svart glass) og får da fotoluminiscerende stoffer til å lyse opp i et for øvrig mørkt rom. Dette anvendes i kriminalistikk, for undersøkelse av bakterier, for å skape kunstige lyseffekter m.m.

 

L

langsynthet, to tilstander som fører til svekket syn. Gammelmannssyn, presbyopi , som er en vanlig tilstand fra 45-50-årsalder, og overlangsynthet , hypermetropi, som skyldes for svak lysbrytning i øyet. Det normale øye er i hviletilstand innrettet for syn på langt hold.

 

laser, fork. for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (eng. 'lysforsterkning ved stimulert emisjon av stråling') betegnelse på lyskilder hvor strålingen forsterkes ved stimulert emisjon.  En laser kan sende ut synlig lys, eller virke i det ultrafiolette eller infrarøde området. Stråling som forsterkes i lasere oppstår i atomer eller molekyler.

   Lyset som sendes ut fra en laser, laserstrålen, kjennetegnes ved at den er meget intens, skarpt avgrenset i retning, monokromatisk og koherent, dvs. at det er et bestemt faseforhold mellom de lyskvanter som sendes ut.

   Lasere kan lages av krystallinske stoffer, glass, plaststoffer, væsker og gasser. Størrelsen kan variere fra rør eller staver på flere m til krystaller på under 0,1 mm. Det kjennes flere hundre stoffer som kan brukes som lasere, og det oppdages stadig nye. Disse dekker frekvenser fra det infrarøde til det ultrafiolette, og det eksperimenteres med lasere som skal virke i røntgenområdet.

  

Teknisk anvendelse

Laserlyset eller laserstrålen har funnet anvendelse på en rekke områder hvor man på forskjellige måter nyttiggjør seg lysets koherens. Den koherente strålen lar seg begrense meget sterkt i rommet. Den egner seg derfor for overføring av lyssignaler over store avstander. F.eks. har en konsentrert laserstråle blitt rettet mot en reflektor plassert på Månens overflate og reflektert tilbake til Jorden. Ved hjelp av den har man greid å bestemme avstanden mellom Jorden og Månen med en nøyaktighet på noen få centimetere.

   Laser har mange tekniske anvendelser i utstyr som er meget brukt; f.eks. ved lesing av strek-koder, i CD-spillere og i laserskrivere.

   Når en laserstråle absorberes i stoff, får man pga. den store energikonsentrasjonen en sterk lokal oppvarming. Et hvilket som helst fast stoff kan bringes til å fordampe eller forbrenne når det treffes av en laserstråle. Men den totale energioverføringen kan likevel være så liten at omgivelsene ikke tar skade. Man kan f.eks. bruke lasere for å bore hull i diamanter, og man kan dirigere strålen slik at hullet får den form man måtte ønske. I elektronisk industri brukes lasere til sveising  

   Er en laserteknikk som nyttes for romlig gjengivelse av bilder. er ▶holografi.

   Teknikker for bruk av lasere og optiske fibrer for overføring av informasjon over store avstander har vært i sterk utvikling siden 1980-årene. Fiberoptiske laser telefonsystemer er i bruk i mange byer rundt i verden.

   Laser brukes i medisin, f.eks. til behandling av visse hudsvulster, ved operasjoner på lever og hjerne og ved øyeoperasjoner. Størst anvendelse har laser fått sammen med endoskop, som gjør det mulig å behandle blødninger og svulster i mage-tarm-kanalen, i urinblæren og luftveiene uten vanlig operasjon, samt i behandlingen av «trange» blodårer. Slike laserinngrep er smertefrie og leder ikke til blødninger. Også netthinneløsning kan behandles med laser. Strålen sendes da inn i øyet, og man «punktsveiser» netthinnen fast til årehinnen. Også ved øyekomplikasjoner hos pasienter med sukkersyke (diabetisk retinopati) og ved blødninger i netthinnen, har laserbehandling fått stor anvendelse.

 

Historie

Prinsippet for virkemåten av laseren ble 1954 foreslått av C. H. Townes og A. L. Schawlow ved Columbia University, New York og av N. G. Basov ved Lebedev-instituttet i Moskva. Den første laseren som virket, en rubinlaser, ble utviklet av T. H. Maiman i USA 1960. Med de mange anvendelsesområder laseren har fått, må oppfinnelsen regnes som en av de betydeligste som er gjort innen fysikken etter den annen verdenskrig.

 

lilla (fra fr. 'syrin', over persisk fra sanskrit 'mørkeblå'), lys (umettet) fiolett fargetone. Frembringes gjerne ved å blande fiolett og hvitt pigment.  

   Som derivat av fiolett hører lilla fargepsykologisk hjemme blant de innadvendte, mollstemte fargene, men fornemmes som mindre urolig enn fiolett. Goethe karakteriserer lilla som «livlig, men ikke lystig». I liturgisk sammenheng er det i dag en tendens til at lilla fortrenger fiolett.

 

linse (av lat., samme ord som belgfrukten linse), gjennomsiktig, klart legeme som anvendes for optisk avbildning i kikkert, mikroskop, lupe, prosjektører, briller osv. I dyreriket finnes forskjellige utformninger av øyelinser som avbilder ytre objekter på en netthinne.

   Linser er vanligvis begrenset av to krumme eller av én krum og én plan flate. De krumme flatene kan være sfæriske, asfæriske (vanlig i briller) eller sylindriske. Den rette linjen gjennom linseflatenes midtpunkter kalles

linsens optiske akse. Når linsen er tykkest langs aksen, kalles den konveks, er den tynnest langs aksen, kalles den konkav.

 

 

konvekse linser                konkave linser

  

   Linser fremstilles vanligvis av forskjellige typer glass eller plast med egnede brytningsegenskaper. For spesielle formål brukes linser av kvartsglass, som er mer varmebestandig og mer gjennomskinnelig for ultrafiolett lys. Også andre materialer kan være aktuelle.

   Linsesystemer. For å eliminere visse typer avbildningsfeil anvendes kombinasjoner av linser av forskjellig materiale og med forskjellig form, men med felles optisk akse. En slik kombinasjon kalles et linsesystem. Man bruker kombinasjoner av to eller flere linser som kan være sammenkittet. Linsenes krumninger, tykkelse og brytningsegenskaper velges slik at man får eliminert mest mulig av de feilene som oppstår i enkle linser (▶aberrasjon, ▶astigmatisme, ▶akromatisk linsesystem).

   Historikk. I oldtiden ble glassperler brukt som forstørrelsesglass og brennglass. I Kina var forskjellige typer sfæriske linser kjent omkring år 1000. I Europa studerte R. Bacon linser og brukte dem som brennglass på 1200-tallet. Briller kom i bruk fra omkring år 1300.

 

Strålegang og billeddannelse

Lys som går gjennom en linse, brytes i linsens overflater, både på vei inn og på vei ut. En innfallende strålebunt omformes dermed til et strålefelt som er begrenset av en innhyllingsflate, en såkalt ▶brennflate. Brennflatens form er bestemt av formen på den innfallende strålebunt, av formen på linsen og av forholdet mellom linsens og det omgivende mediums brytningsindekser.

   Når det innfallende lys er parallelt med linsens optiske akse, har brennflaten en innsnevring som har sitt midtpunkt på linsens akse. Dette punktet kalles linsens brennpunkt. Avstanden fra linsen til brennpunktet kalles linsens brennvidde. Fordi lyset kan gå begge veier gjennom linsen, har den to brennpunkter. Hvis det fysiske lys går gjennom brennflatens innsnevring, kalles brennflaten reell (positiv). Hvis brennflaten må konstrueres ved å forlenge de brutte strålene bakover, kalles den virtuell (negativ). Regelen om de reelle og virtuelle brennflater gjelder også for sammensatte linsesystemer og for ikke-parallelt innfallende lys. I avbildningsteorien taler man derfor om reelle og virtuelle bilder, se ▶bilde (optikk).

Linsestyrken, er den inverse verdien av brennvidden (¹/f), målt i meter. Enheten for linsestyrke kalles dioptri.

   Samlelinser og spredelinser. Konvekse linser blir ofte betegnet som samlelinser, konkave linser som spredelinser. Sammenligningen er nærliggende, bl.a. fordi konvekse linser brukt som ▶brennglass samler sollyset i brennpunktet, mens konkave linser sprer sollyset. Men dette er avhengig av at linsen er omgitt av luft, som har mindre brytningsindeks enn glass. Annerledes blir det hvis linsen har mindre brytningsindeks enn det omgivende medium. For eksempel vil en konveks linse i form av en vannfylt, kulerund glasskolbe (eller sylindrisk flaske), omgitt av luft, virke som en samlelinse. Den kan f.eks. anvendes som brennglass. Men den samme kolben, eller flasken, fylt av luft og omgitt av vann, virker som en spredelinse som frembringer virtuelle forminskede bilder.

   Tynne og tykke linser. Hvis linsens tykkelse er vesentlig mindre enn dens åpningsdiameter, kalles den en tynn linse; ellers kalles den en tykk linse. Grensetilfellet for tykke linser er en linse som er begrenset av to halvkuler, i konveks eller konkav kombinasjon. Grensetilfellet for tynne linser er en tynn planparallell plate, f.eks. en vindusrute. Den danner også overgang mellom konveks og konkav linse.

Kulelinser, har ikke et entydig brennpunkt. For en konveks kulelinse av vann har sentrale stråler en brennvidde lik kulens radius, mens de perifere strålene har negativ brennvidde. Gjennom en slik linse kan man derfor se reelle og virtuelle dobbeltbilder av samme objekt (se ▶bilde). I naturen ligger slike dobbeltbilder til grunn for regnbuen.

Fresnellinse, er en spesielt utformet samlelinse, oppfunnet av A. J. Fresnel for bruk i fyrtårn. Linsen samler lys fra fyrlampen i en lysskive som brer seg ut parallelt med havflaten. En slik lysskive kan oppnås ved å plassere fyrlampen i sentrum av en samlelinse som er formet som et rør med tønneformet utvendig overflate. Men

 

Fresnellinse

 

en slik linse ville være meget tykk og tung. Ved å utforme linsen som et system av konsentriske ringlinser som hver for seg er et utsnitt av den nevnte hovedlinsen kunne Fresnel redusere linsens tykkelse vesentlig (se figur).  

   Plane Fresnel-linser anvendes for delbelysning av sceneoppsetninger, i overheadprojektorer for å dirigere lyset fra transparenten mot avbildningssystemet og i fotografiske fokuseringssystemer.

   Konstruksjon av strålegangen. Strålegangen gjennom en linse kan beregnes, og beskrives gjennom matematiske formler. Formlene er imidlertid bare tilnærmet riktige, og avvikene tiltar med økende åpningsforhold, dvs. forholdet mellom linsens diameter og brennvidde.

 

 

Tynne linser. For å oppnå en enkel konstruksjon av strålegangen i tynne linser beregner man brennvidden ved hjelp av «linsemakerformelen»: 1/f = (n₂/n₁ - 1) (1/r₁ + 1/r₂ ), hvor f er brennvidden. n₁ og n₂ er henholdsvis brytningsindeks for det omgivende medium (vanligvis luft) og for linsematerialet. r₁ og r₂ er krumningsradiene for de to linseflatene. Radiene regnes positive for utad konvekse, negative for utad konkave flater. En bikonveks og en bikonkav linse får da henholdsvis positiv og negativ brennvidde (i luft). 

   For avbildning av et punkt gjelder da linseformelen: 1/a + 1/b = 1/f , hvor a er avstanden fra objektpunktet til linsens midtpunkt, b er avstanden fra linsen til billedpunktet.

   Forstørrelsen er gitt ved formelen: m = b/a Strålegangen fra objektpunkt til billedpunkt konstrueres ved hjelp av to hjelpestråler, en stråle parallell med aksen og en stråle gjennom brennpunktet (se figur).

Tykke linser., For å oppnå en enkel konstruksjon av strålegangen gjennom en tykk linse må man kjenne linsens to hovedplan og brennpunkter. Disse kan beregnes på grunnlag av linsens tykkelse, linseflatenes krumninger og brytningsindeks i forhold til det omgivende medium. Hovedplanene står vinkelrett på aksen, og deres skjæringspunkter med aksen kalles linsens knutepunkter. Brennviddene regnes som avstandene fra knutepunktene til det respektivt nærmeste brennpunkt. Hvis linsen er omgitt av et homogent medium, er brennviddene like, og knutepunktene ligger symmetrisk omkring midtpunktet mellom brennpunktene. Linseformelen gjelder da fortsatt, og strålegangen mellom objektpunkt og billedpunkt kan konstrueres ved hjelp av to hjelpestråler på tilsvarende måte som for tynne linser.

Elektriske og magnetiske linser, er felter som er utformet på bestemte måter i den hensikt å samle eller spre stråler av elektrisk ladede partikler. De anvendes bl.a. for å fokusere elektronstrålen i katodestrålerør, fjernsynsrør, elektronmikroskop m.m..

Rettelser (linser):

1. Kravene til linsens utforming varierer sterkt med anvendelsen, og man legger ved beregningen av et linsesystem vekt på forskjellige sider. Et system som kan passe for et fotoapparat, vil ikke egne seg for en kikkert og omvendt.

2. Den svenske professor  A. Gullstrand (1862_1930) innførte ikke-sfæriske linser i brilleglass. De ble først fremstilt av Carl Zeiss, Jena (punktalglass) og gir en bedre avbildning over et større synsfelt enn vanlige sfæriske brilleglass.

3. Alt i oldtiden kjente man til en viss grad til bruken av linser idet man brukte glassperler som forstørrelsesglass og brennglass. I Kina var de forskjellige typer sfæriske linser kjent omkring år 1000.

4. I Europa regnes Roger Bacon som den som først, på 1200-tallet, systematisk studerte linser og brukte dem som forstørrelsesglass. Briller kom i bruk fra omkring år 1300.

 

luminescens [-sens], (lat. nyd. til 'lys'), betegnelse innført av E. Wiedemann 1889 på de former for utsendelse av lys som skyldes andre prosesser enn termisk stråling (varmestråling). Ved luminescens blir atomene eller molekylene i et stoff ved en eller annen ytre påvirkning eksitert til bestemte energinivåer, og sender derpå ut lys (stråling) som svarer til overganger fra disse nivåene. Den spektrale sammensetning av slikt lys blir annerledes enn av lyset som sendes ut ved termisk stråling. Sammensetningen varierer også fra stoff til stoff.

   Man skiller mellom to former for luminescens: fluorescens og fosforescens. Ved fluorescens skjer lysutsendelsen spontant som følge av den ytre påvirkningen, og lyset opphører straks påvirkningen blir borte. Ved fosforescens vedvarer lysutsendelsen kortere eller lengre tid (mer enn 10-6 s) etter at årsaken til lysutsendelsen er fjernet.

   Luminescens kan oppstå på en rekke måter, og prosessen gis ofte navn i samsvar med dette. I alt finnes over 30 betegnelser på luminescens-fenomener, men en rekke av betegnelsene dekker praktisk talt identiske fenomener. En del av de viktigste betegnelsene skal nevnes: Fotoluminescens oppstår ved bestråling med synlig lys. Til dels brukes betegnelsen også om luminescens som oppstår pga. ultrafiolett og infrarød stråling. Katodoluminescens (elektronoluminescens) oppstår når et stoff treffes av elektroner, katodestråler, og er bl.a. opphav til lys fra skjermen på katodestrålerør, fjernsynsapparater. Termoluminescens skyldes oppvarming, men stoffet begynner å lyse ved lavere temperaturer, og med en karakteristisk farge som forandres lite om temperaturen økes. Boroluminescens er en form for fotoluminescens som bare opptrer ved avkjøling til lav temperatur. Radio- og røntgenoluminescens oppstår pga. radioaktiv stråling og røntgenstråling. Bioluminescens skyldes biologiske prosesser i levende organismer og er kjent fra morild, sankthansorm, lysende fisk m.m. Kjemoluminescens skyldes kjemiske prosesser. Krystalloluminescens opptrer ved krystalldannelse, spaltningsluminescens når krystallinske stoffer deles, triboluminescens ved gnidning (kan iakttas når to sukkerbiter gnis mot hverandre), sonoluminescens ved påvirkning av lydbølger, og elektroluminescens, som utnyttes i lyspaneler, oppstår i dielektrika og halvledere under påvirkning av et elektrisk felt.

 

luftspeiling, siktmessig (optisk) fenomen som gjør at himmelen, sjøen, observerte gjenstander el.l. speiles i atmosfæren. Oppstår når det er et skarpt skille mellom luftlag av ulik temperatur og tetthet. Skyldes at lysets hastighet i luft minker når densiteten av luften øker; en markert overgang mellom luftlag av forskjellig densitet kan virke omtrent som et speil. Det er temperaturen som er utslagsgivende for densiteten, og strålene blir alltid bøyd av eller reflektert i retning mot den kaldere luften. Når det ligger kald luft under varmere luft, f.eks. over kjølig sjø, kan man lavt på himmelen se speilbildet av skip, is eller fjell nær horisonten. En tynn hinne svært varm luft over asfalt eller ørkensand kan gi speilbilde av himmelen eller gjenstander nær horisonten. Komplisert temperaturfordeling kan gi deformerte speilbilder som også varierer med tiden. Jfr. ▶fatamorgana og ▶hildring.

 

lupe, forstørrelsesglass, en samlelinse med liten brennvidde. Jo kortere brennvidden er, desto sterkere er forstørrelsen. Forstørrelsen angis som regel ved det lineære forhold mellom bildet av gjenstanden sett i lupen og gjenstanden sett uten lupe i 25 cm avstand. Lupen anbringes i kort avstand mellom øyet og den aktuelle gjenstanden, og slik at gjenstanden ligger innenfor lupens brennpunkt. Da dannes et virtuelt og forstørret bilde av gjenstanden som øyet betrakter. Moderne luper settes ofte sammen av flere linser for å unngå linsefeil og forbedre avbildningen, særlig ved store forstørrelser.

 

lys (av indoeur. oppr., jfr. lat. lux, av gr. leukos, 'skinnende'), en grunnleggende faktor i menneskets og andre organismers tilværelse. Menneskets forhold til lyset har alltid hatt både praktiske, følelsesmessige og intuitive aspekter som uløselig henger sammen, og det er få eller ingen andre ord som har så dype og allsidig forgrenede røtter i kulturens historie. 

   Dette må sees på bakgrunn av at lyset i seg selv ikke har noen bestemte anskuelige egenskaper. Det kan bare oppfattes som en rent dynamisk prosess. At vi likevel gjennom vårt øye kan forholde oss til en differensiert, visuell (synlig) omgivelse, er betinget av at øyet på sin egen måte bearbeider den informasjonen som ligger i lyset. Det anskuelige visuelle miljø som oppstår gjennom øyets virksomhet, har karakter av en veksling mellom lys/mørke (ikke-lys) og farger.

   Vekslingen mellom lys og mørke er en grunnleggende miljøfaktor for alt liv på Jorden. Felles for de fleste organismer er at de gjennom ulike former for lysfølsomme celler eller organer er i stand til å sanse miljøets skiftende belysninger, og deres bevissthets- og livsrytmer er tilpasset denne vekslingen (jfr. ▶biologisk klokke). Lyset er dessuten energikilde for fotosyntesen, en biokjemisk prosess som skaper organiske forbindelser og oksygen, og som dermed (direkte eller indirekte) er en nødvendig betingelse for nær sagt alle levende organismer.

 

Lyset i rom og tid

Dagligdagse talemåter som at «sommeren er tiden for de lyse netter» eller at «rommet er fylt av lys» er intuitive uttrykk for at lyset oppfattes som en dynamisk prosess i rom og tid. Som dynamisk prosess i rom og tid har lyset både styrke og romlig utbredelse, samt visse kvalitative aspekter ved seg (som farge).

 

Lysets styrke

En grunnerfaring ved lyset er at det øker og minker. Betegnelsene sterkt og svakt lys refererer primært til en fornemmelse av øyets egentilstand. Vi merker at øyet blir anstrengt av sterkt lys, at vi må knipe sammen øynene. I svakt lys (skumring, tussmørke) må vi derimot anstrenge oss for å se noe bestemt i det hele tatt. Blendende lys kan skade øyet for kortere eller lengre tid.

   Men fornemmelsen av lysstyrke knytter seg også til graden av kontrast mellom lyst og mørkt i vår omgivelse, og dermed til øyets mulighet for å skjelne detaljer. Jo sterkere lys, jo «dypere» skygger, jo hvitere er de hvite tingene, jo sortere de sorte. For at en trykt tekst skal være lesbar, må belysningen ha en viss styrke.

   Måling av lysstyrke bygger i utgangspunktet på visuell sammenligning av overflater med hensyn til lyshet (se ▶lysmåling).

 

Lysets utbredelse i rommet

Ut fra fordelingen av lys og skygge tillegger vi lyset retning fra en lyskilde (ettersom Solen står høyt eller lavt, kaster den korte eller lange skygger). Samspillet av lys og skygge på belyste legemer skaper relieff, som gir dem karakter av kropp.

   Alt etter lyskildens utstrekning og form er skyggene mer eller mindre skarpt avgrenset, og vi taler tilsvarende om hard (skarp) eller bløt belysning. Svært bløt belysning betyr at lyset ikke har noen dominerende retning. På enkelte gråværsdager er hele himmelen jevnt grå, og landskapet tilsvarende fattig på skygger.

   Det at lyset har retning, innbyr til å forestille seg lys som en stråle. Forestillingen om lysstråler har fulgt læren om lyset helt frem til grunnleggelsen av den moderne fysikk. Den har vært, og er fortsatt, et viktig hjelpemiddel ved konstruksjon av lysgangen i optiske systemer (se ▶bilde, ▶linse).

   Samtidig er det vanskelig å forstå hvordan en stråle skal kunne fylle et rom med lys. Overalt hvor vi har å gjøre med virkelig lys (også der hvor vi har avgrenset en tilnærmet lysstråle ved hjelp av et lite hull), viser det seg at stråleoptikken må suppleres med andre beskrivelser, i første rekke en bølgeoptikk. Dette gjelder allerede for et dagligdags fenomen som lysets brytning, men enda mer for lysets bøyning og polarisasjon. Et fenomen som lysets spredning kan i det hele tatt ikke beskrives ved hjelp av stråler.

 

Lysets brytning

Lysbrytning (refraksjon) gir seg bl.a. til kjenne som ▶optisk hevning, f.eks. når vi ser sjøbunnen løftet loddrett oppover, skråstilte staker i sjøen synes knekket i vannflaten osv. Lysbrytningen blir i lærebøkene gjerne beskrevet ved hjelp av strålekonstruksjoner. Dette henger sammen med at strålen kan representere prinsippet om den korteste lysvei (optiske vei). Prinsippet skriver seg tilbake til antikkens optikk. Heron fra Alexandria (ca. 250 e.Kr.) beviste på grunnlag av lovene for speilbilder i plane speil at synsstrålen beskriver den korteste vei mellom øyet og objektet via speilet. På begynnelsen av 1600-tallet ble denne loven generalisert av P. de Fermat dithen at lyset alltid velger den raskeste vei mellom to punkter (Fermats prinsipp). Vi kan anskueliggjøre forholdet ved å forestille oss en tropp soldater som må krysse en myr hvor det er tyngre (og dermed langsommere) å gå. Offiseren velger da en slik retning over myren at marsjen blir minst mulig forsinket, og jo bløtere myren er, jo mer styrer han tvers over. Marsjretningen blir altså brutt, og brytningsvinkelen er et mål for bløtheten.

   I optikken er brytningsvinkelen bestemt av mediets brytningsindeks, som kan betraktes som et mål for forholdet mellom lysets hastighet utenfor mediet og i mediet. Produktet av geometrisk veilengde og brytningsindeks kalles lysets optiske veilengde, og stråleretningen bestemmes av at lysets optiske veilengde er et minimum.

   Stråleoptikkens minimumsprinsipp fikk gjennom Sir W. R. Hamilton (1805–65) en utforming som kunne overføres til dynamikken og ble derved en del av grunnlaget for den moderne kvantemekanikk.

   Lysbrytningen er imidlertid også ledsaget av visse fargefenomener. Ved optisk hevning iakttar man f.eks. fargeoverganger på grensene mellom lyst og mørkt (randfarger). Isaac Newtons berømte oppdagelse av at en avgrenset lysstråle som brytes i et glassprisme, splittes opp i et spektrum av fargede lysstråler, har fått den aller største betydning for fysikkens utvikling. Newton forklarte fenomenet med at sollyset (som han eksperimenterte med) består av lys med forskjellig brytningsindeks. Han

regnet med at spekteret er et konstant fenomen


som er karakteristisk for lyset og derfor er det samme i alle lysbrytende medier. Newton tok imidlertid feil på dette punktet; fenomenet kalles i dag dispersjon, og betraktes som en egenskap ved mediet (altså en materialegenskap), slik at hvert medium har sin egen karakteristiske dispersjon.

 

Lysets bøyning

Lysbøyning (diffraksjon) er vanligvis en svakere virkning enn brytningen, men er egentlig til stede overalt og kan lett fremkalles som separat fenomen. Hvis man f.eks. ser med ett øye mot flammen på et stearinlys, men samtidig skygger for flammen med tommelfingeren, ser man kanten av fingeren lyse svakt på begge sider av flammen. Fra den belyste kanten stråler det altså lys inn i skyggen. Dette er en virkning av lysets bøyning.

   En annen virkning av lysets bøyning kan iakttas ved å se med ett øye mot en smal lysstripe, samtidig som man skygger for stripen med en tråd eller tynn pinne. Da vil man få se avvekslende mørke og lyse striper både i og utenfor skyggen av pinnen.

   Hvis man betrakter den nevnte flammen, eller lysstripen, gjennom et linjeraster, et såkalt optisk gitter, vil man få se gjentatte randfargede bilder av flammen, mens lysstripen forvandles til gjentatte fargespektra, som er analoge med de spektrene vi kjenner fra lysbrytning. Samtidig er det en vesentlig forskjell mellom de to typene av fargespektra: i prismespekteret er den blå delen brutt mest, den røde minst, men i bøyningsspekteret er dette omvendt.

 

Lysets bølgenatur

Geometrisk kan de nevnte fenomenene utledes av lysets ▶interferens med seg selv, idet man forestiller seg lysets utbredelse som en bølgebevegelse. En fullstendig geometrisk-matematisk begrunnelse av lysets interferens krever et meget abstrakt matematisk språk, men det finnes også anskuelige analogier innenfor vår daglige erfaring, f.eks. med overflatebølger på vann. Når to ringbølgesystemer på en ellers rolig vannflate skjærer inn i hverandre, oppstår en summasjon av bølgerygger og bølgedaler som frembringer bestemte bølgemønstre.

   På grunnlag av en bølgemodell for lyset kan man ut fra lysets bøyning i et gitter (eller fra en kant) beregne dets bølgelengde. Det viser seg da at lysets spektrum spenner over bølgelengdeområdet ca. 400–700 nanometer (1 nanometer er ¹/_{1 000 000} mm). Dette bølgelengdeområdet omtales gjerne som «synlig lys». Utenfor det synlige spektrum kan man imidlertid påvise «ultrafiolett lys» (UV-lys) og «infrarødt lys» (IR-lys), som da henholdsvis har mindre og større bølgelengde enn «synlig lys». Til de ulike bølgelengdene av synlig lys er det for det menneskelige øyet knyttet bestemte fargeopplevelser, se ▶farge (Fargene og lysets spektrum).

 

Lysets polarisasjon

Polarisasjon av lys kjenner vi f.eks. fra polaroidbriller. Hvis man legger to brilleglass over hverandre, slik at de har samme akse, og man dreier det ene i forhold til det andre, vil de avvekslende slukke hverandre og slippe lyset gjennom. Hvis man dessuten legger vilkårlig sammenbrettet cellofan mellom brilleglassene, er det stor mulighet for at man får se livlige og skiftende farger etter som brilleglassene dreies i forhold til hverandre. Man legger også merke til at hver farge slår om til sin komplementærfarge når glasset dreies 90 grader.

   Polarisasjonsfarger oppstår også som sarte farger i reflekslyset fra klart glass eller plast som har vært utsatt for spenninger under støpingen (f.eks. sikkerhetsglass i frontruter, plastlinjaler). For å forklare dette fenomenet er stråleoptikken til ingen nytte. Derimot kan det anskueliggjøres ved å anta at lysbølgen i tillegg til retning, bølgelengde og utslag (amplitude) også har et svingeplan, og at interferensprinsippet også gjelder for svingeplanene. Også polarisasjonsfargene gir oss informasjon om mediets fysiske egenskaper. Se også ▶polarisert lys.

  

Lysets spredning

Lysets spredning, som er en avgjørende miljøskapende faktor, sprenger stråleoptikkens rammer. En virkning av lysets spredning kjenner vi fra atmosfæren. Den blå daghimmelen skyldes selektiv (bølgelengdeavhengig) spredning av sollys i klar luft. På grunn av varmebevegelser i luften oppstår mikroskopisk små tetthetsfluktuasjoner som har en svakt spredende virkning på kortbølget sollys (▶Rayleigh-spredning). Fordi det direkte sollyset har mistet en del av det kortbølgede lys, får det en gyllen tone, som blir særlig tydelig når Solen synker og lyset tilbakelegger en lengre vei gjennom atmosfæren. Dette er grunnen til den vakre blandingen av gyllenvarme belyste snøflater og kjøligblå skygger på klare vinterettermiddager. I disig luft blir lyset spredt av aerosoler, dvs. små vanndråper som har kondensert på støvpartikler. Da er ikke lenger spredningen selektiv og vi kan få den monotone skygrå situasjonen som ble beskrevet ovenfor.

 

Kvalitative aspekter ved lyset

Farge kan bare erfares og identifiseres ved hjelp av øyet, men samtidig er fargen i vårt ytre miljø karakteristisk for en bestemt fysisk kjensgjerning, som det ligger til fysikken å identifisere. Det at fargen samtidig er bestemt ut fra øyet og ut fra materiens fysiske tilstand, er en betingelse for at vi kan kjenne oss hjemme i et visuelt miljø. Fysikken som sådan kjenner egentlig ingen farger – den beskjeftiger seg bare indirekte med fargen, nemlig med den del av vår fysiske omgivelse som kan identifiseres gjennom øyets erfaring av fargen.

   Lyset i vår omgivelse er alltid en blanding av primærlys fra selvlysende legemer (lyskilder) og sekundærlys fra belyste legemer. Mellom disse typene av lyskilder går det imidlertid ingen skarp grense. Det finnes f.eks. legemer som blir selvlysende hvis de belyses (fosforescens, fluorescens).

   Primærlys. Lysende faste legemer; menneskenes første utnyttbare lyskilder var Solen og kullflammen. Men man har også lenge visst at metaller gløder ved oppvarming. Med elektrisiteten kom glødetråden. Disse lyskildene kalles temperaturstrålere. Glødefargen er bestemt av temperaturen og rekker fra rødglød (ca. 500 °C) til hvitglød (ca. 6000 °C) og videre til mer blåaktig hvitt ved enda høyere temperaturer. Karakteristisk for lysende faste legemer er at de har et sammenhengende fargespektrum.

   Den innarbeidede betegnelsen «hvitt lys» om hvite lyskilder er noe misvisende. En mer adekvat betegnelse ville ha vært «fargeløst lys», slik man sier at vann er fargeløst.

   Lysende gasser; også gasser kan bringes til å lyse, og da med en farge som er karakteristisk for vedkommende stoff. Når f.eks. koksalt fordamper i en klar flamme (bunsenbrenner), farges flammen gul av lysende natriumgass. Lysende gasser ligger også til grunn for lyn, nordlys og beslektede naturfenomener, men først med elektrisiteten oppdaget man at tilsvarende fenomener kan frembringes i laboratoriet gjennom elektrisk utladning i gasser. Også da lyser gassen med sin karakteristiske farge.

   I motsetning til temperaturstrålerne har lysende gasser et usammenhengende spektrum av fargede linjer, et såkalt linjespektrum. Dette blir undertiden kalt «stoffets fingeravtrykk». Ved hjelp av det kan man identifisere det lysende stoffet (spektralanalyse).

   Temperaturstrålernes og gassenes fargespektra kan ikke etterlignes (reproduseres) ved hjelp av ikke-spektralfarger. Et fotografi av kvikksølvets linjespektrum, eller et hvilket som helst annet spektrum, viser nødvendigvis mer eller mindre forvrengte farger, fordi filmen bygger på subtraktiv blanding av tre kjemiske pigmentfarger, som hver for seg har et sammenhengende absorpsjonsspektrum. Lærebøkenes bilder av Solens og forskjellige gassers spektra er derfor vanligvis idealiserte og forvrengte. Heller ikke PC-skjermen kan gjengi spektralfarger, rett og slett fordi dens tre grunnfarger er vesentlig mindre mettet. En øvet maler kan nok etterligne spektralfargene noe bedre, men fordi han må benytte naturlige pigmenter, som er mindre mettet enn spektralfarger, vil øyet merke en forskjell. Under ellers like observasjonsforhold kan et normaltseende øye alltid fastslå at pigmentfarger er mindre mettet enn spektralfarger.

   Elektrisk utladning i gasser har også fått utstrakt teknisk anvendelse (f.eks. kullbuelampen, kvikksølvlampen i solarier, eldre natriumlamper for veibelysning). For formål som krever meget høy lysstyrke og nøytralt lys (f.eks. veibelysning og kinoprosjektører) er det utviklet høytrykks gassutladningslamper hvor lyset er beslektet med temperaturstråling (se også ▶belysning).

   Sekundærlyset  i vår omgivelse oppstår gjennom primærlysets vekselvirkning med materien. De prosessene det kommer an på, er lysets absorpsjon og refleksjon, dertil de allerede omtalte prosessene brytning, bøyning (interferens), polarisasjon og spredning.

   Legemene omkring oss kan være gjennomsiktige (transparente, f.eks. glass, vann, farget og ufarget cellofan), eller bare gjennomskinnelige (diafane, f.eks. mattglass), eller ugjennomskinnelige og ugjennomsiktige (opake). Grensen mellom disse egenskapene er ikke skarp. Også gjennomsiktige stoffer i tykke lag er ugjennomsiktige. På store havdyp hersker derfor fullstendig mørke. På den annen side er alle stoffer, også metaller, i tynne lag gjennomskinnelige.

   Gjennomsiktige legemer har den egenskap at de i større eller mindre grad absorberer, reflekterer, bryter og polariserer det innfallende lys.

   I en rolig vannflate ser vi forholdsvis svake speilbilder av gjenstander som befinner seg over vannflaten, samtidig som vi ser sjøbunnen løftet loddrett oppover, en skråstilt stake i sjøen synes knekket i vannflaten osv. (optisk hevning). Lysbrytning er dessuten forbundet med dispersjon, slik vi tidligere har nevnt.

   Regnbuen skyldes kombinert speiling og lysbrytning med dispersjon, delvis også bøyning i regndråpene (se ▶regnbue).

   Fargede, gjennomsiktige stoffer har selektiv dvs. bølgelengdeavhengig absorpsjon (som farget cellofan).

   Virkningen av lysets polarisasjon i gjennomsiktige stoffer er omtalt tidligere. Lysets polarisasjon i naturlige krystaller er betinget av krystallenes molekylstruktur og blir derfor utnyttet til mineralbestemmelse. Se ▶polarisert lys og ▶polarisasjonsfilter.

   Ugjennomsiktige legemer kan ha blanke, speilende overflater (f.eks. emalje), eller diffust reflekterende, matte overflater. Enkelte overflater er på grunn av sin spesifikke mikrostruktur dels matte, dels blanke. Denne egenskapen kalles glans (typisk hos tomater).

   Metaller har sterk refleksjon (glinser i Solen). Dette kalles metallglans og utnyttes i speil. Enkelte metaller, særlig gull og kobber, har farget metallglans pga. selektiv (bølgelengdeavhengig) refleksjon. Det finnes også ikke-metalliske fargestoffer som har metallglans (f.eks. klorofyll).

   Ikke-metaller har svak refleksjon (glatte, blanke overflater gir svake speilbilder). Stoffets farge skyldes her selektiv (bølgelengdeavhengig) absorpsjon av det innfallende lys (f.eks. malerpigmenter).

   Gjennomskinnelige legemer omfatter en skala som rekker fra nesten gjennomsiktige til nesten ugjennomskinnelige. I disse stoffene blir det innfallende lyset spredt av inhomogeniteter i stoffet. Dersom spredningen er selektiv (bølgelengdeavhengig), blir det spredte lyset farget.

   Hvite stoffer hører til i den andre enden av skalaen av gjennomskinnelige stoffer. Hvitheten skyldes sterk lysspredning i en uordnet mikrostruktur av stoffer som i seg selv er gjennomsiktige (sommerskyer, snø, finknust glass), se ▶hvitt.

   Lysets absorpsjon i atmosfæren. Atmosfæren kan betraktes som Jordens gjennomskinnelige vindu mot universet. På en klar dag kan et godt øye skimte de sterkeste stjernene. Atmosfæren har altså svært liten absorpsjon av synlig lys. En selektivt absorberende atmosfære ville hatt en egenfarge i likhet med enkelte gassarter, f.eks. jod og klor. Men atmosfæren har samtidig visse absorberende egenskaper som har betydning for livet på Jorden. I den øvre atmosfæren over ekvator produserer sollyset ørsmå mengder ozon som av luftstrømmene føres mot polene. Ozon har svært sterk absorpsjon av UV-lys, men fordi konsentrasjonen av ozon er svært liten, slipper likevel litt UV-lys gjennom ozonlaget og ned til Jorden.

   På den annen side avgir havet enorme mengder vanndamp til den nedre atmosfære. Vanndamp har en meget svak absorpsjon av infrarødt lys (IR, varmestråling), men fordi mengden av vanndamp er så stor, blir likevel en viss del av varmestrålingen fra Jorden absorbert i atmosfæren, som derved fungerer som et varmemagasin. Uten dette ville det ha hersket istidslignende forhold på jordoverflaten (jfr. drivhuseffekt).

 

Lysets kultur- og vitenskapshistorie

Den moderne vitenskapelige oppfatning av lyset kan bare forstås som resultatet av en lang historisk prosess. I de gammelegyptiske veggbilder blir Solen fremstilt med armer og hender. Bildet handler om at sollyset gir tingene romlig form. Det sier på sin intuitive måte det samme om lyset som når vi sier om oss selv at vi «begriper», eller «fatter» tingene.

   Grekerne etterlot seg flere mer eller mindre fullstendige utkast til en lyslære. Felles for dem alle er at oppfatningen av lyset er knyttet til en begrunnelse for det som øyet ser. Enkelte antikke skoler gikk ut fra at lysets og synets akt var to sider av samme sak (f.eks. Plotin 205–270 e.Kr.).

   Betegnelsen optikk stammer fra Euklid. Hans Optiké (ca. 300 f.Kr.) som handler om stedet for det sette som noe sett, bygger ikke på eksperimenter, men på intuitive (aksiomatiske) definisjoner. Det sette defineres som grunnflate i en kjegleformet synsstrålebunt som har sin spiss i øyet. De tingene som treffes av de øvre synsstrålene, viser seg i synsflatens øvre område, de som treffes av de venstre strålene viser seg til venstre osv. Synsbildet blir altså ordnet intuitivt ut fra vår muskelfornemmelse av at vi retter blikket oppover, mot venstre osv. Det sette har hos Euklid ingen visuelle kvaliteter. Det har kun romlige egenskaper, som relativ størrelse og posisjon i synsflaten. Ut fra en slik strålemodell kan de heller ikke ha dybde og karakter av romlig kropp.

   I et anonymt verk («Pseudo-Euklid») blir Euklids optikk utvidet med en lære om stedet for speilbilder og brutte bilder. Heller ikke denne bygger på systematiske eksperimenter, men på definisjoner.

   En ansats til en lære om det sette som visuell kvalitet stammer fra Platon (427–347 f.Kr.). Mens Euklid bare regner med synsstråler fra øyet, regner Platon også med det ytre lys som affiserer øyet og aktiviserer dets egenlys. Fargefornemmelsen oppfattes som en fornemmelse av synsorganets reaksjon på det ytre lys. Når det ytre lys dominerer, oppstår fornemmelsen av hvitt. Lysets fravær fremkaller fornemmelsen av svart, som kan oppfattes som synets egenfornemmelse. En slik bestemmelse er egnet til å beskrive det sette som et samspill av lys og skygge og dermed som kropp.

   Aristoteles (384–322 f.Kr.) la vekt på mediet som formidler av det sette. Øyet blir stimulert av berøringen med mediet. Han bestemmer lyset som betingelse for erfaringen av gjennomsiktighet.

   Om Euklid, Platon og Aristoteles kan vi si at de peker mot de tre former for optikk som fortsatt gjelder, nemlig geometrisk (Euklid), fysiologisk (Platon) og fysikalsk optikk (Aristoteles). Grekerne har også mer fragmentariske synsteorier, hvor bl.a. lyset blir oppfattet som en strøm av bilder av objektet.

   Ingen av de tre nevnte teorier handlet om avbildning. Vitenskapen om avbildning (geometrisk optikk) oppstod mye senere.

   Araberne studerte lysets brytning og refleksjon. Ibn al-Haitham utviklet omkring år 1000 en begynnende teori for avbildning i ▶camera obscura. Hans arbeider betydde mye for utviklingen av optikken i Europa i senmiddelalderen.

   Et avgjørende fremskritt var oppdagelsen av sentralperspektivet. Denne oppstod ikke minst ut fra et praktisk ønske om å kunne projisere det sette (som var bestemt i Euklids optikk), inn på et lerret. Etter at sentralperspektivet var oppdaget, talte man om to former for optikk, nemlig prospettiva naturalis, som var Euklids optikk, og prospettiva artificialis, som handlet om sentralperspektivisk avbildning på en flate.

   Oppdagelsen av sentralperspektivet inviterte til å oppfatte bildet på øyets netthinne som en sentralperspektivisk avbildning, og dermed var grunnlaget lagt for en geometrisk avbildningsoptikk, som kunne anvendes bl.a. på kikkert og mikroskop (J. Kepler og A. Leeuwenhoek).

 

Modeller for lysets utbredelse i rommet

Isaac Newton og Christiaan Huygens fremsatte ca. 1650 hver sin lysteori; Newtons korpuskelteori og Huygens' bølgeteori. Newton antok at lys er små partikler, korpuskler, som blir sendt ut fra lysende legemer og beveger seg rettlinjet gjennom rommet med stor hastighet. Huygens betraktet lys som en bølgebevegelse i et stoff som fyller verdensrommet og alle gjennomsiktige legemer, den såkalte lyseter. Newtons teori kan på en enkel måte forklare refleksjon og brytning, men den kan ikke uten kompliserte antagelser forklare interferens, bøyning og polarisasjon. Huygens' teori kunne forklare alle disse fenomenene.

   I 1665 oppdaget F. M. Grimaldi det tidligere nevnte bøyningsfenomenet, men uten å kunne gi noen forklaring på det. Han kalte det diffraksjon. Omkring 1800 påviste T. Young lysets interferens. Bølgeteorien ble også utviklet videre av A. J. Fresnel, som i 1826, ut fra Huygens' prinsipp, forklarte diffraksjon som en følge av lysets bølgenatur. Bølgeteorien ble senere utviklet videre av G. R. Kirchhoff. Etter at J. B. L. Foucault 1849 hadde målt lysets hastighet i vann og funnet at den var mindre enn i luft, mens den etter Newtons teori måtte være større, ble bølgeteorien alminnelig anerkjent og Newtons teori forkastet.

   Lyset som elektromagnetisk stråling. I 1808 oppdaget Étienne-Louis Malus lysets polarisasjon, og i 1845 viste M. Faraday at polarisasjonsretningen forandres av et magnetfelt, noe som tydet på en sammenheng mellom lys og elektromagnetisme. Denne teorien fikk sin avsluttende form ved J. C. Maxwells elektromagnetiske lysteori ca. 1860. Etter denne teorien er lysbølgene elektromagnetiske svingninger i eteren, altså elektriske og magnetiske vekselfelter som brer seg utover. Som utgangspunkt for lysbølgene kan man tenke seg svingende, elektriske ladninger, elektroner, en teori som særlig ble utviklet av H. A. Lorentz. Lys er altså prinsipielt det samme som elektromagnetiske radiobølger, men disse har mye større bølgelengde.

   Lysets hastighet, relativitetsteorien. Det første kjente forsøk på å måle lysets hastighet ble utført etter forslag av G. Galilei. Han ville måle tiden det tok å signalisere frem og tilbake over en avstand på 8 km, men forsøkene viste bare at lyset gikk så fort at tiden ikke ble målbar. Galileis samtidige, R. Descartes, hevdet at lys ikke bruker tid til å forplante seg, og dette var gjeldende oppfatning inntil dansken O. C. Rømer viste at lyshastigheten lot seg bestemme ut fra hans observasjoner av bevegelsene til Jupiters måner. Både Newton og Huygens regnet med at lyset brukte tid for å forplante seg. Den engelske astronom J. Bradley bestemte i 1728 lyshastigheten på grunnlag av aberrasjonen av lys fra stjernene. Direkte målinger av lyshastigheten i luft ble først utført av A. H. L. Fizeau 1849. Metoden bestod i å sende en parallellisert (kollimert) lysstråle mellom tennene på et tannhjul som roterte, reflektere strålen med et speil ca. 10 km borte og variere omløpshastigheten på hjulet slik at den reflekterte strålen også passerte mellom tennene. Målingen gav som resultat at lyset forplantet seg med en hastighet av 315 500 km/s. Senere er en rekke metoder benyttet, og lyshastigheten er bestemt med stadig større nøyaktighet. Ved hjelp av laserteknikk ble målinger utført med så stor nøyaktighet at usikkerheten i verdien for lyshastigheten kunne tilbakeføres til den mekaniske bestemmelse av meterprototypens lengde. I 1983 vedtok derfor Generalkonferansen for vekt og mål på grunnlag av de til da utførte beste målingene å fastsette lysets hastighet i tomt rom til 299 792 458 m/s eksakt, og å benytte denne verdien for å definere lengden av én meter.

   Albert Abraham Michelson og Edward Williams Morley viste i 1881 at lyshastigheten er uavhengig av Jordens bevegelsestilstand. Dette stred mot det man måtte vente hvis lys var bølger som forplantet seg i en verdenseter, men fikk sin forklaring utfra A. Einsteins relativitetsteori fra 1905. I alle gjennomsiktige stoffer forplanter lyset seg med hastighet v = c/n, hvor c er lysets hastighet i vakuum og n er stoffets brytningsindeks.

   Kvantefysikken. Sammen med relativitetsteorien har kvantefysikken levert 1900-tallets bidrag til lyslæren. De har på mange måter gjort radikale inngrep i den klassiske teori, som med Maxwell var ført frem til en vel definert og avsluttet form. Man kjenner nå en rekke eksempler på fenomener som ikke kan forklares ved Maxwells teori. Blant disse kan nevnes lysutsendelsen fra glødende legemer (svart stråling) og fotoelektrisk effekt. I disse tilfellene må man anta at lys består av partikler, som kalles fotoner eller lyskvant, og bølgeteorien blir irrelevant. På den annen side viser interferens- og bøyningsfenomener at bølgeteorien er uunnværlig. Einstein gjorde i 1905 et forsøk på å kombinere bølge- og emisjonsteori ved å anta at lyset eksisterer som et slags nåler eller lange bølgetog, men denne nåleteorien viste seg uholdbar.

   Man er blitt stående ved at lyset er et fenomen som ikke kan beskrives ved et enkelt bilde hentet fra en annen del av fysikken. Lyset viser etter kvanteteorien en dualitet. Det kan beskrives som bestående av kvanter (fotoner) samtidig som det er elektromagnetiske bølger. Hvert kvant fører med seg en energi E = h · v, hvor h er Plancks konstant, og v er lysets frekvens. Dualiteten innebærer ikke noen selvmotsigelse, men er et uttrykk for at de modeller vi henter fra dagliglivet er utilstrekkelige når det gjelder å beskrive naturens fundamentale egenskaper. I kvantefysikken gis det en beskrivelse av lyset som bringer teorien for lys i samsvar med teorien for materie for øvrig.

 

Symbolikk, betydning

Den kulturhistoriske overgang fra et mer følelsesmessig, religiøst til et mer begrepsmessig, vitenskapelig forhold til lyset viser seg f.eks. ved at den opprinnelige sammenhengen mellom lys og åpenbaring går igjen i uttrykket «å lyse» i betydningen «kunngjøre» (f.eks. lyse til ekteskap). Og fra «kunngjøring» er veien ikke lang til «informasjon» og videre til «lysbølger» eller «lyspartikler» (fotoner) som bærere av informasjon.

   I tidlige religionsformer, hvor lyset fremstilles som åpenbaring av en høyere skaperkraft, får vekslingen mellom lys og mørke en moralsk dimensjon (jfr. Zaratustra). Kristendommen har tydelige trekk av inderliggjort lysreligion. Det kommer frem i dens grunnskrifter (f.eks. 1 Joh 1,5) og i den kirkelige liturgi, foruten at det gjenspeiles i folkelig-liturgiske skikker (tente lys på de dødes graver, på juletreet og på festbordet).

   Ordspråket ex oriente lux («lyset kommer fra Østen») er ett eksempel på at lys står for visdom, forbundet med klarhet og stringens. Et lysende klart eller soleklart bevis er samtidig et strengt bevis. På den annen side blir lys som uttrykk for deltagende interesse (kjærlighet) også forbundet med sjelelig varme. Uttrykk som «et lyst sinn» og «lysende øyne» står for personlighetstrekk, som dels har en indre karakter, dels kommer til syne gjennom personlighetens ytre fremtoning.

   Utviklingen av det europeiske maleri har i særlig grad vært opptatt av lyset som billedmotiv. Utviklingen har gått gjennom typiske faser, fra bysantinsk mosaikk gjennom middelalderens gullgrunn og det særegne lys/mørke-maleri (claire-obscure) ved overgangen til den nyere tid. I denne perioden og i det etterfølgende stilleben-maleri (nature morte), som nådde sitt høydepunkt på 1600-tallet, løp interessen for lyset parallelt med utviklingen av den klassiske geometriske optikk og befruktet utviklingen av fysikkens forståelse av lyset.

 

lysmåling, måling av en lyskildes styrke (intensitet), av lysstrøm (lysfluks), lysmengde eller belysningsstyrke (belysningstetthet, illuminans). I praksis er det lysstrøm eller belysningsstyrke som måles, mens en kildes lysstyrke må beregnes ut fra den belysningsstyrke den gir i en bestemt avstand og i forskjellige retninger.

 

Enheter

Enheten for lysstyrke, candela (cd), er grunnenhet for lysmåling i SI-systemet. Tidligere bruktes enhetene normallys (candle, internasjonalt lys), 1 normallys = 1,05 cd, og hefnerlys, 1 hefnerlys = 0,94 cd. Disse enhetene tilsvarer omtrent lysstyrken fra et vanlig stearinlys. Ut fra grunnenheten defineres de øvrige enhetene for lysmåling. Se også fig. 1.

 

Lysmåling i fysikken

Øyets følsomhet for lys varierer med lysets bølgelengde. Den er størst for gult og grønt lys, altså for farger midt i spekteret. En lyskilde gir størst lysutbytte og arbeider derfor mest økonomisk når lyset som sendes ut, inneholder mye av disse fargene. Pga. variasjonen i øyets følsomhet får man ingen entydig sammenheng mellom lysmengde og den energi lyset fører med seg. For å unngå subjektive, individuelle variasjoner i enhetene for lysmåling har man laget standardiserte bestemmelser for sammenhengen mellom lys av bestemte bølgelengder og tilsvarende mengde energi. Maksimalt utbytte, 680 lm/W, gir i henhold til denne standard lys med bølgelengde 555 nm i den grønne delen av spekteret.

 

Måleutstyr

Apparater som brukes til lysmåling, kalles lysmålere eller fotometre. Luxmeter og photmeter er fotometre som er kalibrert henholdsvis i lux og phot. Man skiller mellom visuelle og objektive fotometre. I visuelle instrumenter sammenlignes belysning fra to lyskilder. De kan bestå av en kilde med kjent lysstyrke og en hvis styrke skal bestemmes. Lys fra hver av kildene faller inn på hver sin del av en hvit skjerm, og man varierer avstanden mellom den ene kilden og skjermen inntil begge deler av skjermen er likt belyst. Forholdet mellom lysstyrken og kvadratet av avstanden mellom kilde og skjerm er da det samme for begge lyskilder. Det første fotometer av denne typen ble laget av P. Bouguer 1720. En enkel utforming er R. W. Bunsens fettflekkfotometer. Det består i sin enkleste form av et hvitt papir med en fettflekk. Papiret anbringes mellom de to lyskildene, og man varierer avstanden til lyskildene inntil flekken ikke er synlig. Da er papiret like sterkt belyst fra begge kildene. For nøyaktige målinger brukes ofte Lummer-Brodhuns fotometer. For sammenligning av lys med forskjellige farger brukes Roods flimmerfotometer. I dette lar man de to lyskildene som skal sammenlignes skiftevis og i rask rekkefølge belyse samme skjerm. Så lenge belysningene er forskjellige, vil skjermen flimre. Bruker man lys med forskjellig farge, blir flimringen minst når lysstyrkene er de samme.

   Som luxmeter brukes visuelle fotometre hvor lys fra en innebygd lyskilde faller på en del av en skjerm, og lyset som skal måles, slippes inn mot en annen del av skjermen. Styrken av den innebygde lyskilden kan varieres, og innstillingen avleses på en kalibrert skala. Slike luxmetre kan gjøres transportable.

   I objektive fotometre er øyet erstattet med en lysfølsom eller varmefølsom detektor. For fotografisk bruk er instrumenter med fotospenningsceller mest vanlig. Fotospenningscellene genererer en elektrisk strøm når det faller lys på dem, og strømmen måles med et følsomt galvanometer. Måleusikkerheten er vanligvis noen få prosent. Større nøyaktighet og større måleområde gir fotometer med fotocelle som drives av elektrisk batteri. For at fotospenningsceller og fotoceller skal gi samme respons på lys som et normalt øye, må de utstyres med spesielle filtre. Radiometriske fotometre består av termoelement, bolometer eller en annen temperaturfølsom detektor. For å hindre oppvarming pga. varmestråling utstyres de med filtre som bare slipper igjennom synlig lys, og som dessuten absorberer dette delvis slik at man får en følsomhetskurve som omtrent er lik øyets. Fotografisk film brukes som registrerende fotometer. Man lar filmen eksponeres idet den beveger seg med konstant hastighet, og kan ved å måle svertingen på forskjellige steder etter at filmen er fremkalt, bestemme variasjoner i belysningen.

   Med fotometer er det alltid belysningsstyrke som måles. Kjennes avstanden fra fotometer til lyskilde, kan lysstrømmen fra kilden i en bestemt retning bestemmes. For å finne lysstyrken av en kilde, må man kjenne lysstrømmen i forskjellige retninger. Denne kan avbildes ved et lysfordelingsdiagram hvor lysstyrken avsettes i polarkoordinater ut fra et sentrum som representerer lyskilden. Retningsdiagrammet eller den romlige fordeling av lyset fra en kilde kan forandres betydelig ved bruk av reflektorer, linser o.l. Kildens lysstyrke bestemmes ut fra gjennomsnittsverdien for lysstrømmen. Den kan også bestemmes direkte ved hjelp av Ulbrichts kulefotometer. Dette består av en stor kule, ofte med diameter på et par meter. Den er malt hvit innvendig og har en liten åpning. Lyskilden henges opp inne i kulen, og en skjerm settes mellom kilden og åpningen, som gjerne er forsynt med mattglass. Lys må reflekteres gjentatte ganger inne i kulen før det slipper ut av åpningen, og man kan regne at både den og resten av kulen vil være jevnt belyst. Med et fotometer bestemmes lysstrømmen fra åpningen, og av dette kan kildens styrke beregnes.

 

M

magenta (oppkalt etter slaget ved Magenta i Italia), blårød fargetone. Kolorimetrisk hører magenta hjemme blant de fargetonene som ikke finnes i sollysets spektrum og som i ▶fargemåling har komplementær bølgelengde λ_c. Men magenta anvendt som primærfarge i subtraktiv fargeblanding er mer umettet enn de typiske purpurfargene (f.eks. kardinalpurpur). 

   I det norske fargevokabular er magenta først og fremst en teknisk betegnelse for en av de tre fargetonene som ligger til grunn for trefargetrykk og fargefilm (gul, cyan, magenta). I kjemien brukes magenta som betegnelse for fargestoffet ▶fuksin.

 

mikroskop (av mikro- og -skop), instrument som brukes for å oppnå forstørrede bilder av objekter som er for små til at de kan betraktes med det blotte øye. Mest vanlig er optisk mikroskop som bygger på avbildning ved hjelp av synlig lys, men prinsippet kan også utnyttes for andre informasjonsbærende medier, som f.eks. infrarødt eller ultrafiolett lys, røntgen- eller ionestråler, elektronstråler (elektronmikroskop) og ultralyd. Avbildningen blir da registrert ved hjelp av detektorer tilpasset mediet (f.eks. fotoceller eller luminescens). 

   Det monokulare mikroskop har ett okular. Det binokulare mikroskop har to okularer for bruk med begge øyne. Stereomikroskopet har to objektiver, slik at man ser objektet fra to litt forskjellige retninger. Det anvendes særlig ved disseksjon og i paleontologi. Bruk av to objektiver begrenser oppløsningsevnen, men øker dybdeskarpheten.

   Ikke alle objekter egner seg for direkte undersøkelse i mikroskop, og man lager da tynnsnitt, eller ved bergarter et tynnslip. Ved fremstilling av tynnsnitt støper man ofte objektet inn i parafin og skjærer tynne skiver med en mikrotom.

 

Optisk mikroskop

Et optisk mikroskop består i sin enkleste og historisk første form av en enkel samlelinse som anvendes som ▶lupe. Det vanlige i dag er det sammensatte mikroskop, hvor to eller flere linse- eller speilsystemer er stilt etter hverandre, slik at det finner sted gjentatte avbildninger. Et fullstendig mikroskop består av en belysnings- og en avbildningsenhet samt objektbord. Objektet er plassert på et objektglass som er spent fast over en lysåpning i objektbordet, og dette kan beveges i et plan normalt på mikroskopets optiske akse. I belysningsenheten blir lys fra en lavvoltlampe via et speil og en strålebegrensende irisblender dirigert mot et system av samlelinser, kondensoren, som konsentrerer lysstrømmen i objektet. Avbildningsenheten består av to linsesystemer, hhv. objektiv og okular, som er montert i hver sin ende av et rør, mikroskopets mekaniske tubus.

   Objektivet, som kan være sammensatt av en serie enkeltlinser, frembringer et reelt, forstørret mellombilde av objektet inne i tubus.

   Okularet består vanligvis av to samlelinser, eller linsesystemer, hhv. feltlinsen og okularlinsen, som er fast montert i hver sin ende av okularrøret, slik at feltlinsen ligger i okularlinsens brennplan. Okularrøret kan forskyves langs tubusaksen, og tubus er dimensjonert slik at okularets feltlinse dermed kan bringes til å falle sammen med mellombildet (se ▶feltlinse). Okularet virker da som lupe og frembringer et virtuelt forstørret bilde av mellombildet. For demonstrasjonsformål kan okularet være et projeksjonsokular som avbilder mellombildet på en skjerm. Se også ▶bilde (optikk).

 

Forstørrelse

Ved mikroskopets forstørrelse forstår vi forholdet mellom synsvinkelen til objektet sett fra 250 mm avstand og synsvinkelen til det virtuelle bildet som blir sett gjennom okularet (se ▶forstørrelse). Objektbordet kan høydereguleres slik at objektet faller i objektivets brennplan. Objektivets forstørrelse er dermed fastlagt, og den blir gjerne definert som forholdet mellom mikroskopets optiske tubus og objektivets brennvidde. Optisk tubus (som ikke må forveksles med den mekaniske tubus) er definert som avstanden fra objektivets brennplan til mellombildet. Vanlig lengde på den optiske tubus er 160 eller 180 mm. Hvis objektivets brennvidde er 16 mm, og den optiske tubus er 160 mm, er altså objektivets forstørrelse 10×. Okularets forstørrelse er definert som for lupens vedkommende, dvs. som brennvidden dividert med 250 mm. Man angir som regel forstørrelsen for objektiv og okular hver for seg og finner den totale forstørrelsen ved å multiplisere disse.

   Forstørrelse ved hjelp av synlig lys har en øvre grense på 1200–1500×, som er bestemt av at det ikke er mulig å avbilde detaljer som er mindre enn lysets bølgelengde, ca. 0,5 μm (5 × 10^–7 m).

   Det er vanlig at mikroskopet er utstyrt med et sett objektiver i revolverfatning, slik at de hver for seg med en enkel håndbevegelse kan bringes i riktig posisjon over objektet. Eventuelt har det utskiftbare okularer med forskjellig forstørrelse.

 

Oppløsningsevne

Nytten av mikroskopets forstørrelse blir begrenset av oppløsningen, som angir den minste mulige avstand mellom to punkter som skal kunne oppfattes som atskilte. Oppløsningen avhenger noe av belysningsmåten. Med kondensorbelysning av objektet blir oppløsningen d gjerne beregnet ved formelen
d = λ /(2n sinϑ) , hvor λ er lysets bølgelengde i vakuum, n er brytningsindeks for det stoff som fyller gapet mellom objekt og objektiv (λ/n er da lysets bølgelengde i dette stoffet), og ϑ er aperturvinkelen, dvs. vinkelen mellom aksen og en randstråle i den lyskjeglen som sendes ut fra objektet og som begrenses av objektivet. Størrelsen n sinϑ kalles objektivets ▶numeriske apertur (N.A.). Den gjelder som mål for objektivets oppløsningsevne og er altså omvendt proporsjonal med oppløsningen. For å øke den numeriske apertur ved høye forstørrelser kan man øke n ved å fylle gapet mellom objektivlinsen og objektet med en dråpe olje (immersjonsolje) som har høyere brytningsindeks enn luft.

   Som optisk instrument har øyet normalt selv en oppløsning på ca. 0,1 mm ved nærsynsgrensen (250 mm). Når et objekt er så sterkt forstørret at oppløsningen er bare litt større enn øyets oppløsning, vil ytterligere forstørrelse ikke bringe frem flere detaljer i observatørens bilde av objektet, og det lønner seg derfor ikke å øke forstørrelsen ytterligere. Hvis det er ønskelig med flere detaljer, må man samtidig med at man øker forstørrelsen også øke oppløsningsevnen, enten ved å øke objektivets numeriske apertur eller ved å benytte lys med kortere bølgelengde.

   Et annet forhold som virker inn på oppløsningsevnen, er fargespredning i linsene (▶aberrasjon). Etter graden av fargespredning inndeles objektivene i akromater og apokromater. Akromater er sammensatt av akromatiske linser, hvor fargespredningen ved liten forstørrelse blir opphevet. Ved stor forstørrelse blir fargespredningen imidlertid så fremtredende at disse objektivene ikke egner seg. En apokromat er satt sammen av flere linser enn en akromat og bevirker at fargespredningen blir vesentlig redusert.

 

Belysning

Den vanligste formen for belysning, hvor objektet viser seg mørkt på lys bakgrunn, kalles lysfeltbelysning. Objekter som er mindre enn lysets bølgelengde, kan registreres ved mørkefeltbelysning. En særskilt blender i kondensoren stenger da for den sentrale strålen fra lyskilden, og lar objektet bli belyst fra sidene. Bare lys som spres eller reflekteres i objektet slipper nå inn i objektivet, og partikler som sprer lys, sees som lyse flekker på mørk bakgrunn. Man får imidlertid ikke opplysninger om disse partiklenes størrelse og form.

   Rheinbergs belysning.  anvender lys av én farge som lysfeltbelysning, og lys av en annen farge som mørkefeltbelysning.

   Fasekontrastmikroskopet, er utstyrt med en ringformet kondensorblender, slik som ved mørkefeltbelysning, men blenderen er dimensjonert slik at direkte lys kan slippe gjennom. Kondensorblenderen blir avbildet i objektivets bakre brennplan (i tubus). Lysstråler som har passert direkte gjennom objektet, samles i dette bildet, mens lys som spres av uregelmessigheter i objektet, for en stor del faller utenfor bildet. I dette billedplanet er det montert en gjennomsiktig faseplate. Den er profilert slik at platens perifere sone, som fanger opp bildet av kondensorblenderen, er tykkere enn resten av platen; forskjellen er beregnet slik at når lys faller inn på hele platen, og i samme fase, vil det forlate platen som to lysstrømmer med innbyrdes motsatt fase. Når lyset samles igjen i det reelle bildet av objektet, vil derfor disse to lysstrømmene helt eller delvis oppheve hverandre ved destruktiv ▶interferens. Uregelmessigheter i objektet sprer lyset slik at det når frem til hele faseplaten. De avbildes derfor som mørke, mens de deler av objektet som slipper lyset direkte igjennom, avbildes som lyse, fordi lysstrålene da bare passerer gjennom den perifere delen av faseplaten. Fasekontrastmikroskopet egner seg spesielt for studiet av gjennomsiktige uregelmessigheter i objektet. Det har en utstrakt anvendelse i biologi og medisin, bl.a. for undersøkelser av levende celler som man ikke vil ødelegge ved å farge dem.

 

Polarisasjonsmikroskop

Et polarisasjonsmikroskop anvendes ved studiet av dobbeltbrytende stoffer, f.eks. dobbeltbrytende krystaller (se ▶dobbeltbrytning). Lyset passerer da gjennom en polarisator før det trer inn i kondensoren. Mellom objektiv og okular er det montert en analysator. Begge kan dreies om mikroskopets optiske akse. Stilles polarisator og analysator med sine svingeretninger vinkelrett på hverandre, blir synsfeltet mørkt, men det lyser opp farget der hvor lyset har passert igjennom et materiale som påvirker lysets polarisasjonsretning. På denne måten kan man skjelne dobbeltbrytende krystallinske stoffer fra glass og andre isotrope stoffer. Polarisasjonsmikroskop anvendes bl.a. ved undersøkelse av bergarter.

 

Refleksjonsmikroskop

Et refleksjonsmikroskop (katadioptrisk mikroskop), har et objektiv bestående av sfæriske, speilende flater, mens okularet fortsatt består av linser. Det anvendes særlig for infrarød og ultrafiolett belysning. Infrarødt mikroskop anvendes ved undersøkelser av objekter som er ugjennomsiktige i vanlig lys, men gjennomsiktige for infrarødt lys, så som tre, molybden, koraller og mange rødfargede stoffer, men ikke vann og vannholdige stoffer. Ultrafiolett mikroskop brukes for å oppnå god oppløsning pga. UV-lysets korte bølgelengde. Det brukes også som mikrospektrofotometer for å identifisere og bestemme mengden av bestemte proteiner og nukleinsyrer i mikroorganismer, idet disse har karakteristiske absorpsjonskurver i det ultrafiolette området. Både infrarøde og ultrafiolette mikroskoper brukes for å undersøke om kunstgjenstander er forfalskninger eller ekte.

 

Røntgenmikroskop

Et røntgenmikroskop har pga. strålingens korte bølgelengde vesentlig større oppløsningsevne enn et optisk mikroskop, men brukes først og fremst fordi strålingen er mer gjennomtrengende enn lys. For røntgenstråler er brytningsindeks i de fleste stoffer meget nær 1. Derfor kan røntgenmikroskop ikke bygge på linseoptikk. Forstørrelsen oppnås enten ved projeksjon eller refleksjon.

   I projeksjonsrøntgenmikroskopet sendes strålene ut fra en nær punktformet kilde, går direkte gjennom objektet og inn på en fluorescerende skjerm eller fotografisk plate i passende avstand fra objektet. Oppløsningen er bestemt ved størrelsen av strålekilden, og kan bli 0,1 μm (10^–7 m).

   I refleksjonsrøntgenmikroskopet reflekteres strålene mot sylinderflater. To flater stilt på tvers av hverandre gir samme virkning som et sfærisk speil eller en linse. Oppløsningen kan bli 0,5 μm (5 × 10^–7 m).

 

Historikk

Det enkle optiske mikroskopet i form av en samlelinse (lupe) kom i bruk på 1500-tallet, men var allerede omkring 1250 kjent av den britiske naturfilosofen R. Grosseteste og hans elev R. Bacon.

   Det sammensatte optiske mikroskopet kan føres tilbake til de hollandske optikerne Hans og Zacharias Janssen i Middelburg (1590). I sin nåværende form skal det ifølge C. Huygens være oppfunnet av C. Drebbel van Alkmaar 1621, men etter en italiensk angivelse skal G. Galilei ha beskrevet det i en bok 1610. Mikroskopet ble forbedret ved M. Campani-Aliménis' okular 1655, nå alminnelig kalt Huygens' okular. Avgjørende forbedringer som førte frem til det moderne mikroskopet ble gjort av den tyske fysikeren E. Abbe (1886).

 

Munsell-systemet, fargesystem for ikke selvlysende overflatefarger, utviklet av den amerikanske maleren Albert Munsell (1858–1918) på begynnelsen av 1900-tallet. Systemet ble lagt til grunn for et fargeatlas, som senere har gjennomgått mindre korreksjoner, foruten at utvalget av fargeprøver er blitt utvidet. Systemet blir fortsatt meget brukt, særlig i USA. Det er også blitt inngående undersøkt som referansesystem ved teknisk fargemåling. 

   Se for øvrig ▶NCS (Natural Colour System).

 

Fargens koordinater

I Munsell-systemet har fargen tre koordinater: value (relativ lyshet, valør), hue (fargetone, kulør) og chroma (metning). Koordinatene bestemmes empirisk gjennom visuell sammenligning av fargeprøver under konstante observasjonsbetingelser (dagslys).

   Fra et mest mulig rikholdig utvalg av fargeprøver, herunder også nøytralgrå, sorterer man ut de som har en bestemt midlere lyshet (value). Fra denne gruppen sorteres så ut de som har én og samme midlere metning (chroma) i forhold til den nøytralgrå prøven.

   Ved hjelp av 5 definerte hovedfargetoner deles fargesirkelen inn i 5 fornemmelsesmessig like store trinn. Hovedfargetonene betegnes henholdsvis som: rød (5R), gul (5Y), grønn (5G), blå (5B) og purpur (5P). Deretter halveres fargetrinnene mellom de fem hovedfargetonene tre ganger slik at man får en fargesirkel bestående av 40 jevnt fordelte fargetoner (hue).

   For hver av disse 40 fargetonene bestemmes så en visuell metningsrekke fra grått til maksimal metning (chroma). Metningstrinnene skal fornemmes som like store for all fargetoner. Antallet metningstrinn vil variere fra den ene fargetonen til den andre.

   På grunnlag av nøytralgrå prøver fra sort til hvitt bestemmes en likedelt valørskala (lyshetsskala; value), opprinnelig med 10 trinn. For hvert av disse valørtrinnene gjentas så prosedyren for bestemmelse av fargesirkel og metning, og slik dannes Munsell-systemets fargekropp.

 

Mål for fargeforskjell

Fordi Munsell-systemet bygger på visuelt like store forskjeller med hensyn til fargetone, metning og valør, ligger det nær å anta at størrelsen av forskjellen mellom to gitte farger er bestemt av forskjellen målt i fargetone-, metnings- og valørtrinn. Den første alminnelige fargeforskjellsformel av denne typen ble utviklet av D. Nickerson i 1935. Slike formler har praktisk interesse, men anvendeligheten er begrenset bl.a. fordi de refererer til bestemte observasjonsbetingelser.

   Se også ▶OSA-systemet.

N

NCS, fork. for eng. Natural Colour System,, 'naturlig fargesystem', fargesystem for ikke-selvlysende overflatefarger. Systemet er utviklet i Sverige, først av Tryggve Johansson og Sven Hesselgren, på grunnlag av Ewald Herings teori om opponentfarger. Systemet ble videreutviklet av Anders Hård og hans medarbeidere i Svensk Färgcentrum og lagt til grunn for et fargeatlas som omfatter vel 1500 fargeprøver. I løpet av 1980-årene er NCS blitt offisiell fargestandard i de skandinaviske landene, og systemets fargekoder (se nedenfor) er derfor vanlig i varehandelen. Også internasjonalt er NCS blitt dominerende ved siden av ▶Munsell-systemet. 

   NCS er et perseptivt system, dvs. at fargene blir spesifisert gjennom visuell bedømmelse av fargeprøver. Dette gjøres av øvede observatører med normalt fargesyn under konstante observasjonsbetingelser (dagslys). Til grunn for NCS' fargeatlas ligger mer enn 60 000 enkeltbedømmelser.

 

Elementærfarger og blandingsfarger

NCS forutsetter at ikke selvlysende overflatefarger kan beskrives ved hjelp av seks elementærfarger (også kalt «urfarger»): hvitt (W), sort (S), gult (Y), rødt (R), blått (B) og grønt (G). De er elementære i den forstand at ingen av dem ligner noen av de andre.

   Hvitt og sort danner endepunkter i en sammenhengende rekke av rene gråtoner som kan karakteriseres som hvit-sorte. For en vilkårlig gitt gråtone kan en øvet iakttager angi dens prosentvise andeler av hvithet (w) og sorthet (s). For rene gråtoner gjelder derfor at w + s = 100. De fire andre elementærfargene definerer fire kulørtonerekker, henholdsvis en gulrød fra gult til rødt, en rødblå fra rødt til blått, en blågrønn fra blått til grønt og en grønngul fra grønt til gult. Til sammen utgjør de kulørtonesirkelen. Elementærkulørene selv blir da avgrenset ved et «verken/eller»-kriterium. Rent gult («urgult») og rent blått («urblått») er hver for seg verken rød- eller grønnaktige; tilsvarende er rent rødt og rent grønt hver for seg verken gul- eller blåaktige. NCS forutsetter videre at gulblå eller rødgrønne kulører ikke finnes.

   I NCS blir de fire elementærkulørene plassert diametralt overfor hverandre på kulørtonesirkelen. Hver av de fire kulørtonerekkene blir delt i 10 trinn, slik at kulørtonesirkelen blir bestående av 40 kulører.

   For en gitt kulørtone angir observatøren de prosentvise andeler av dens to elementærkulører (henholdsvis gult og rødt, rødt og blått, blått og grønt, grønt og gult). En oransje kulørtone som har 20 % gult og 80 % rødt får kulørkoden Y80R. (Fordi summen av de to komponentene alltid er 100, har man valgt å utelate prosenttallet for den første.)

 

 

 

Nyansetriangel og fargekropp

En vilkårlig gitt fargeprøve kan karakteriseres ved sine prosentvise andeler av hvitt (w), sort (s) og kulørtone (c). For disse verdiene gjelder at w + s + c = 100.

   Fargen kan derfor avbildes som et punkt i et likesidet triangel WSC, hvor høyden settes lik 100, og hvor hjørnene W, S og C representerer henholdsvis hvitt (w = 100), sort (s = 100) og kulørtone (c = 100). Fargepunktets avstand fra SC, WC og SW kalles henholdsvis fargens hvithet, sorthet og kulørthet. De tre koordinatene w, s, og c angir til sammen fargepunktets nyanse, og triangelet WSC kalles et nyansetriangel for kulørtonen C. NCS' fargeatlas består av 40 slike nyansetriangler, og til sammen danner disse en fargekropp som har form av en dobbeltkjegle. WS danner dobbeltkjeglens akse, og kulørtonesirkelen danner mediansnittets periferi.

   Det må her tilføyes at rene kulørtoner (c = 100) bare har ideell eksistens; fargeatlasets fargeprøver rekker således ikke ut til kulørtonesirkelen.

   Fargens koding. I fargekroppen er hver farge tilordnet tre verdier, nemlig hvithet, sorthet og kulørtone, men siden summen alltid er 100, blir hvitheten (w) utelatt i fargekoden. En farge som har 10 % hvitt, 30 % sort og 60 % av den tidligere nevnte oransje kulørtonen, får da fargekoden 30.60.Y80R.

 

NCS OG MUNSELL-SYSTEMET,

Både NCS og Munsell-systemet er perseptive systemer, og de har visse fellestrekk. En typisk forskjell er imidlertid at Munsell-systemet bygger på fem hovedfargetoner som skal dele kulørtonesirkelen i fem like store kulørtrinn. NCS stiller ikke et slikt krav, men deler kulørtonesirkelen i fire kvadranter. Fordi øyet kan oppfatte flere kulørtonetrinn i den rødblå kvadranten enn i de andre, blir kulørtrinnene nødvendigvis større i den rødblå enn i de andre kvadrantene. 

   Munsells hovedfargetoner gult, rødt og grønt faller godt sammen med de tilsvarende NCS-kulørene, mens NCS' blått blir spesifisert som grønlig blå i Munsell-systemet.

   Fordi ideelt rene kulører ikke finnes, blir fargekroppen i NCS i praksis en avrundet dobbeltkjegle, hvor de renest mulige kulørene nærmer seg mediansnittets periferi. Av samme grunn blir Munsell-systemets fargekropp en skjevt avskåret sylinder. Mettede gule fargetoner har høy lyshet og hører derfor hjemme i sylinderens øvre del, utover mot overflaten. Mettede blå fargetoner har lav lyshet og hører derfor hjemme i sylinderens nedre del, utover mot overflaten.

   Munsell bedømmer fargens relative lyshet (eller valør; value) ut fra en sammenligning med gråtonerekken, som oppfattes som en referanseskala for lyshet, mens NCS bestemmer fargens relative andeler av hvitt og sort. Det betyr at en farge som ifølge Munsell-systemet har liten eller ingen lyshet, har høy sorthet i NCS-beskrivelsen. Selv om Munsell og NCS arbeider med omtrent den samme gråtonerekken, er det ikke uten betydning for vårt fargespråk og fargefølelse om vi sier at fargen har lav valør eller om vi sier at den har høy sorthet. Ut fra estetiske betraktninger er det blitt sagt at NCS her har et fortrinn. På den annen side kan det være et problem at en så alminnelig brukt fargekarakteristikk som lyshet ikke er definert i NCS.

   Munsell-systemets skala for fargemetning (chroma) faller godt sammen med NCS-kulørthet (c) i det rødgule område, men avviker tydelig i det blårøde. Årsaken til dette kjenner man ikke, men den kan ligge i Munsells valg av purpur som femte hovedfarge.

   I daglig tale om farger går man ofte ut fra at komplementærfarger står diametralt overfor hverandre på fargetonesirkelen. Dette gjelder imidlertid verken for Munsell eller for NCS.

 

nimbus (lat. 'sky'), det lysende feltet («glorien») man kan se bl.a. omkring gatelykter i disig luft, jfr. ▶glans.

 

numerisk apertur, for et mikroskopobjektiv, produktet av brytningsindeks for objektrommet (rommet mellom objekt og objektiv) og sinus til den halve åpningsvinkel for objektivet sett fra objektet. Se ▶mikroskop (oppløsningsevne) og ▶apertur.

 

nærsynthet, myopi, tilstand hvor øyets lysbrytende evne er feilaktig, slik at pasientene ser klart bare på nært hold. Myopi oppstår når øyets lysbrytende kraft er for stor (brytningsmyopi) eller når øyet er for langt (axial myopi). parallelle lysstråler som trenger inn i øyet, vil derfor brytes til et punkt beliggende foran øyets netthinne, hvilket forklarer hvorfor pasienten ser uklart på langt hold.  Ved operasjon, ved bruk av briller (minusglass) eller kontaktlinser kan pasienten se normalt også på avstand.
Myopi er en av de vanligste refraksjons-anomalier (brytningsfeil), begynner gjerne i barneårene og øker litt opp gjennom skoleårene, slik at barna må skifte brilleglass fra tid til annen. Stanser oftest i 15-20-årsalder og innebærer ingen fare for synet. I enkelte sjeldne tilfeller fortsetter øyets lengdevekst også etter 20-årsalder, og myopien kan da nå ekstreme grader (myopia gravis). Slike øyne er disponert for degenerative tilstander i øyets indre, med blødninger og netthinneavløsning til følge.

 

O

objektglass, preparatglass, tynn glassplate som brukes som underlag eller feste for preparatet ved mikroskopering.

 

 

 

objektiv (til objekt), den delen av et optisk avbildningssystem som er vendt mot et objekt som skal avbildes eller betraktes. Objektivet består i sin alminnelighet av en kombinasjon av enkeltlinser og/eller speil som er utformet for å oppnå en mest mulig ideell avbildning (se ▶aberrasjon og ▶astigmatisme).

 

Typer

Objektiver konstrueres for høyst ulike behov og er tilsvarende ulike med hensyn til størrelse og optiske egenskaper. For astronomiske observasjoner bygges i dag multispeilobjektiver med en åpningsdiameter på 20–30 meter, og i medisinsk diagnostikk brukes millimeterstore objektiver for avbildning av objekter i trange hulrom (endoskopi).

   Kikkertobjektiver. benyttes for direkte betraktning av fjerne objekter. De er gjerne sammensatt av 2–3 linser eller asfæriske speilflater, som til sammen frembringer et forminsket mellombilde av objektet (se ▶kikkert).

   Mikroskopobjektiver. benyttes for direkte betraktning av meget små, nærliggende objekter. Objektivet består vanligvis av et større antall (opptil 10–12) linser (▶apokromater) som til sammen frembringer et forstørret mellombilde av objektet (se ▶mikroskop).

   Projeksjonsobjektiver. benyttes for indirekte betraktning av objektet gjennom et projisert bilde på en skjerm. I lysbildeprosjektøren består objektivet vanligvis av 2–3 linser. I overheadprosjektøren er objektivet en kombinasjon av linse og speil. For demonstrasjon av mikroskopiske preparater blir mikroskopets okular undertiden erstattet med et projeksjonsobjektiv.

   Kameraobjektiver. benyttes for avbildning på en lysfølsom film eller på en lysfølsom CCD-detektor. Kameraobjektiver er gjerne sammensatt av flere enkeltlinser med sikte på en optimal kombinasjon av lyssterkhet, skarphet og en akromatisk avbildning. Objektivets lysstyrke betegnes av forholdet mellom brennvidden og største blenderåpning.

   Et normalobjektiv har en ▶brennvidde som er tilnærmet lik diagonalen på det negativformatet det er beregnet for, og det har en billedvinkel som noenlunde samsvarer med øyets.

   Objektiver med en lengre brennvidde enn normalobjektiver kalles teleobjektiver. De har en mindre billedvinkel og benyttes til fotografering av fjerne motiver.

   Vidvinkelobjektiver. har kort brennvidde og en tilsvarende større billedvinkel, og anvendes når det er ønskelig å få med så mye som mulig av motivet fra en kort avstand.

   Zoom-objektiver. har variabel brennvidde (innen visse grenser), men fast billedavstand; billedvinkel og billedstørrelse kan dermed reguleres. Zoom-objektiver har blitt stadig mer vanlige, også i kompaktkameraer.

   For øvrig finnes et bredt utvalg objektiver beregnet på spesielle oppgaver, f.eks. makroobjektiver, objektiver til medisinsk fotografering og objektiver med perspektivkorreksjon.

   Ved hjelp av moderne teknologi kan man i dag utvikle linsekombinasjoner som ikke tidligere var mulig, f.eks. små og kompakte speil-teleobjektiver med brennvidde på mer enn 500 mm. Ved å erstatte en del av linsene med hulspeil, oppnår man at lysgangen «brettes sammen» og de ytre mål blir mindre.

 

okular (av lat. 'øye'), den del av et optisk avbildningssystem som muliggjør en umiddelbar betraktning av det mellombildet som frembringes av objektivet (f.eks. i et ▶mikroskop eller en ▶kikkert). Okularet blir plassert nær opp til øyet og fungerer da som en ▶lupe. Som oftest er det sammensatt av en ▶feltlinse og en øyelinse, begge plankonkave. Dermed kan man redusere objektivets resterende kromatiske ▶aberrasjon samt oppnå et jevnere og sterkere opplyst bilde på øyets netthinne. Feltlinsen plasseres like ved mellombildet.

   Typer. Alt ettersom feltlinsen står foran eller bak mellombildet, regnet i lysets retning, har vi å gjøre med to hovedtyper av okularer, henholdsvis Ramsdens og Huygens' okular. I Huygens' konstruksjon er det mulig å montere et trådkors eller en mikrometerskala i mellombildets posisjon (mikrometerokular).

   I en senere versjon av Ramsdens okular er øyelinsen erstattet av to linser for ytterligere å minske den kromatiske aberrasjon (Kellners okular).

   Det lages i dag også mer sammensatte okularer med forskyvbare linser som tillater en trinnløs endring av okularets brennvidde og dermed dets forstørrelse (zoom-okular, zoom-objektiv).

   For militære formål og andre behov er det utviklet mer sammensatte okularer med særlig stor billedvinkel, opptil 70° (vidvinkelokular).

 

oliven, gruppe av grønnaktige fargenyanser innen nyanseklassen ▶jordfarger. Betegnelsen er ikke knyttet til noen bestemt pigmentgruppe, men henspiller på den umodne olivenfrukten. Oliven kan lett frembringes ved optisk blanding av visse røde og grønne nyanser på roterende fargeskive. Fargesystematisk er oliven interessant fordi visse nyanser av den kan oppfattes som grønnaktig røde eller omvendt. Regelen om at ingen farge er både rød- og grønnaktig gjelder altså ikke absolutt.

 

opalisere, skinne som opal, reflektere lys på en slik måte at lyset spiller i alle regnbuens farger og forandrer seg ved den minste bevegelse av øye eller gjenstand. I opal skyldes fargespillet refleksjon mot mikroskopiske sprekker eller uregelmessigheter i krystallen. I gasser og væsker skyldes opalisering refleksjon fra eller brytning i dråper, bobler eller små partikler.

opalescens, den egenskap ved et stoff at det opaliserer. Dette er ikke en form for luminescens, slik ordet kunne tyde på. Fargespillet skyldes interferens av lys som reflekteres. 

   Opalisere (blakke) brukes også om egenskap hos brenneviner aromatisert med anis, som alle får et melkeaktig utseende etter at vann er blitt tilsatt.

 

optikk (av gr. optike tekhne, 'synsvitenskapen'), lyslære, et hovedområde i den klassiske fysikk, ved siden av lydlære (akustikk), varmelære (termodynamikk) og mekanikk (dynamikk, statikk). I dag er de teoretiske forutsetninger for denne oppdelingen til dels opphevet, men som betegnelser for praktiske arbeidsområder gjelder den fortsatt. 

   Opprinnelig var optikken begrenset til synserfaringer, men ble i løpet av 1800-tallet utvidet med analoge erfaringer knyttet til teorien for elektromagnetisk stråling (ultrafiolett og infrarødt lys, røntgenstråling, mikrobølger, radiobølger) samt bevegelse av elektrisk ladede partikler i elektriske og magnetiske felter (elektronoptikk, ioneoptikk). I løpet av 1900-tallet har kvanteoptikken utviklet begreper og eksperimentelle metoder som går ut over den klassiske optikk.

   Optikk brukes for øvrig også som betegnelse på systemet av optiske komponenter (linser, speil, prismer, blendere) i optiske instrumenter. Man taler f.eks. om «mikroskopets optikk».

 

Historie

Den gresk-hellenske periode. Betegnelsen optikk stammer fra Evklids verk «Optikken» (Optiké, ca. 300 f.Kr.), som rommet en fullstendig lære om stedet for det sette i et geometrisk definert synsrom. Dette synsrommet har form av en strålekjegle med sin spiss i øyet og sin grunnflate i det sette. Betingelsen for at noe skal bli sett er at det treffes av synsstråler og at det er stort nok til å danne grunnflate i en synskjegle. For øyet er tingenes størrelse bestemt av synskjeglens åpningsvinkel (synsvinkelen). Deres sted i synsfeltet er bestemt ut fra vår intuitive fornemmelse av høyre, venstre, opp og ned når vi retter blikket mot tingene.

   Evklids optikk er en ren perspektivlære om det sette. Synsstrålene har ingen bestemte fysiske eller fysiologiske egenskaper.

   Også før Evklid fantes det ansatser til prinsipper for synets fysiologiske grunnlag. Platon (427–347 f.Kr.) bestemte f.eks. det sette som en fornemmelse av farge. Han begrunnet denne fornemmelsen som en virkning av at øyets «ild» gjør motstand mot tingenes «ild». Selv om Platon i denne forbindelse taler om «stråler», mener han åpenbart ikke geometriske linjer, men dynamiske kvaliteter. Han skildrer også anskuelig hvordan synsilden selv omsmelter en del av vår organisme til et gjennomsiktig medium for synet.

   Platons elev Aristoteles avviste forestillingen om «stråler» og «ild», det være seg fra tingen eller fra øyet. Han oppfattet lys som en dynamisk egenskap ved mediet, som ligger til grunn for gjennomsiktighet, og han begrunner det sette som en fornemmelse som oppstår gjennom øyets berøring med et gjennomsiktig medium.

   Demokrit (460–ca. 370 f.Kr.) skal ha forsøkt å begrunne det sette som en slags gjenspeiling i øyet. Under henvisning til at vi ser speilbilder på øyets hornhinne skal han ha tenkt seg at tingene utstråler bilder (eidola) som består av atomer som alt etter sine former og overflateegenskaper fremkaller spesifikke fargefornemmelser i øyet.

   Empedokles (ca. 494–434 f.Kr.) tenkte seg at øyet er gjennomtrengt av porer som sorterer de innkomne billedelementer. En slik oppfatning synes å peke mot våre dagers forestillinger om spesifikke sanseceller (reseptorer) som formidlere av informasjon.

   Det er typisk for de første greske teoretikere at de bygde på prinsipper, men uten å prøve prinsippene kritisk gjennom systematiske eksperimenter. Praktiske erfaringer som ble trukket inn, stammet fra dagligliv og håndverk. Men innenfor denne erfaringsrammen var tidens teoretikere nøyaktige iakttagere og deres prinsipper var solide. Det som har skjedd frem til i dag er ikke at prinsippene er blitt omstyrtet, men heller at de er blitt utvidet.

   Et eksempel på den antikke optikkens begrensede rekkevidde er at selv om man kjente til avbildning gjennom små hull (▶camera obscura) og utnyttet dette f.eks. ved betraktning av solformørkelser, hadde man ut fra Evklids og tidens optikk for øvrig ingen generell forklaring på dette fenomenet.

   Av andre optiske fenomener som Evklid ikke kunne forklare, kan nevnes «måneillusjonen», nemlig at måneskiven synes større når den står ved horisonten enn når den står høyt på himmelen. Evklids optikk tar heller ikke stilling til problemet om syn med to øyne (stereoskopisk syn).

   Fra den sengreske perioden er det særlig to optikere som har gjort seg bemerket, nemlig Heron (ca. 100 e.Kr.) og Ptolemaios (ca. 150 e.Kr.), begge fra Alexandria.

   Heron etterlot seg bl.a. en lære om speilbilder (katoptrikk) og er kjent for et generelt teorem som sier at lyset ikke gjør unødvendige omveier mellom to punkter, men alltid følger den korteste vei. Teoremet kan ha hatt sin bakgrunn i et generelt metafysisk prinsipp hos Aristoteles. Det klassifiseres i dag som et minimumsprinsipp. Da det ble tatt opp igjen på 1600-tallet, oppdaget man at det alltid gjelder for speiling i plan- og kulespeil, men ikke alltid for hulspeil. Det ble da erstattet av et mer generelt ekstremalprinsipp (▶Fermats prinsipp).

   Ptolemaios etterlot seg en optikk i 5 bind. Han gjorde bl.a. systematiske målinger av lysets brytning i vann. Hans brytningstabeller, som er en blanding av målinger og ekstrapolerte (utlignede) verdier, ble brukt i praksis frem til 1600-tallet, da W. Snell og R. Descartes formulerte en allmenn brytningslov.

   Også Ptolemaios beskjeftiget seg med «måneillusjonen» og forklarte den som en subjektiv perspektivisk illusjon, som skyldes at horisonten i sin alminnelighet synes fjernere enn himmelhvelvingen. Vanligvis opplever vi ikke himmelen som en halvkule, men som en avflatet hvelving. Måneillusjonen er for øvrig et fenomen som fortsatt beskjeftiger forskere.

   Den arabiske periode. Optikken fikk en ny blomstring i den persisk-arabiske kultur, hvor Ibn al-Haitham (Alhazen) (ca. 1000 e.Kr.) rager opp som en av de fremste optikere gjennom tidene. Han bygde på grekernes prinsipper og bekjente seg særlig til Aristoteles, men i sitt store verk om optikk (lat. Thesaurus Opticae) overgikk han langt grekerne m.h.t. teoretiske og eksperimentelle enkeltstudier. I et eget verk om brennspeil behandlet han den matematiske teori for sfæriske og paraboliske speil samt øyets bygning og virkemåte. Hans navn er knyttet til «Alhazens problem», nemlig å bestemme det punkt på et gitt kulespeil som reflekterer en stråle fra et gitt punkt i retning av et gitt øye. Oppgaven fører til en ligning av fjerde grad som han på gresk måte løste geometrisk ved hjelp av kjeglesnitt. Han gjorde systematiske forsøk med camera obscura og formulerte en generell teori for avbildning gjennom hull.

   Renessansen.  ble et vendepunkt i optikkens historie, hvilket kan sees i sammenheng med et våknende behov for å avbilde det sette. Dette hadde ikke bare praktisk interesse i landskapstopografi og kartografi, men også for billedkunsten var det blitt et mål å gjengi tingene slik de viser seg for øyet. Dette ledet til oppdagelsen av sentralperspektivet og loven om fluktpunkter.

   Den nyere tids optikk. I den etterfølgende tid ble sentralperspektivet ivrig studert, og perioden har etterlatt seg ikke bare lærebøker, men også mekaniske hjelpemidler i form av sikteinnretninger til bruk for malere og topografer som ville sikre seg en perspektivisk korrekt gjengivelse i sine bilder.

   Dette medførte også et behov for å kunne gjengi fordelingen av lys og skygge på tingenes overflater, samt skyggekasting overhodet. En frukt av tidens systematiske studier av skyggekasting var de første ansatser til den projektive geometri som på 1800-tallet skulle komme til å utvide Evklids geometri og grunnlaget for fysikkens verdensbilde (jfr. G. Désargue).

   Det ble nå vanlig å tale om to optikker, nemlig prospettiva naturalis, som ikke var noe annet enn Evklids lære om det sette, og prospettiva artificialis som var læren om sentralperspektivisk avbildning av det sette på en flate.

   En annen frukt av den nye optikk var oppfatningen av øyet som instrument for sentralperspektivisk avbildning på netthinnen. Allerede Leonardo da Vinci (1452–1519) hadde ut fra sine eksperimenter med camera obscura overveid denne muligheten, men han klarte ikke å konstruere en tilfredsstillende modell for et slikt øye.

    Ved å utnytte sine kunnskaper om lysbrytning og sine praktiske erfaringer med perspektivisk avbildning kunne J. Kepler (1571–1630) vise at øyelinsen avbilder de ytre objekter på netthinnen. Dermed skapte han den geometriske avbildningsoptikk, som fortsatt anvendes.

   Dermed begynte også et nytt kapittel i optikkens historie. Forestillingene om synsstråler og eidola ble nå forlatt, til fordel for den aristoteliske idé om lyset som prosess i et medium. Dette underbygde interessen for et systematisk studium av lysets funksjon i mediet, hvilket igjen medførte at optikken ble delt opp i to disipliner: geometrisk og fysikalsk optikk.

   Men Kepler selv hadde allerede gått enda videre. Et bilde på netthinnen er ikke identisk med det sette i Evklids betydning, og Kepler innså at optikken må utvides med en vitenskap om hvordan en avbildning gjennom øyet blir transformert til det sette. Denne vitenskapen kalte han «fysiologi».

   En videre oppdeling av optikken fant sted gjennom virkeliggjørelsen av en vitenskap om synets fysiologiske grunnlag. Som vi har sett, har denne disiplinen røtter i antikkens optiske prinsipper, men en praktisk anvendbar form fikk den først ved inngangen til 1800-tallet. Da systematiserte J. W. Goethe sine erfaringer med det som han kalte «fysiologiske farger», samtidig som T. Young grunnla teorien for tre typer av fargereseptorer i netthinnen. Mot slutten av 1800-tallet sammenfattet H. Helmholtz synsvitenskapens historie, erfaringsmateriale og teorier i sitt store verk Physiologische Optik. Herfra stammer betegnelsen «fysiologisk optikk».

 

Disipliner

Geometrisk optikk.  handler om lovene for fenomener som kan forklares ved hjelp av lysets rettlinjede gang, brytning og refleksjon. Den gir det teoretiske grunnlaget for anvendelse av speil, linser og prismer ved konstruksjon av optiske instrumenter. Lysets utbredelse blir da gjerne anskueliggjort ved hjelp av strålekonstruksjoner (jfr. ▶bilde).

Fysikalsk optikk, omfatter beskrivelse av lysets natur og dets vekselvirkning med materie. Den fysiologiske optikken deles vanligvis i bølgeoptikk og kvanteoptikk. 

   I bølgeoptikken betraktes lys som elektromagnetiske bølger som kan beskrives ved hjelp av Maxwells ligninger for det elektromagnetiske felt. Fenomener som får sin forklaring på denne måten er refleksjon, brytning, dobbeltbrytning, dispersjon, interferens, diffraksjon, polarisasjon og spredning.

   Mellom geometrisk optikk og bølgeoptikk er det ingen skarp grense. For så vidt som strålenes retning bestemmes ved hjelp av en bølgemodell for lysets utbredelse, er også bølgeoptikken geometrisk optikk. På grunnlag av bølgemodellen er det også blitt utviklet en teknikk for tredimensjonal avbildning, basert på diffraksjon i stedet for brytning (se ▶holografi).

   En annen teknisk nyvinning som bidrar til å utviske grensen mellom geometrisk og fysikalsk optikk, er laserstrålen, som m.h.t. brytning og refleksjon oppfører seg som en stråle i klassisk geometrisk forstand. Se ▶laser.

   I kvanteoptikken går man ut fra at elektromagnetisk stråling består av energikvanter. Dette ble foreslått av M. Planck (1900) for å forklare varmestråling og av A. Einstein (1905) for å forklare den fotoelektriske effekt. I Bohrs atomteori legges lysets kvantenatur til grunn for emisjon og absorpsjon av lys i de enkelte atomer og molekyler. Dette kan forklare lysets absorpsjon i materien og dermed stoffenes farger, de forskjellige formene for luminescens (fosforescens og fluorescens), fotoledning, fotokjemiske reaksjoner og comptoneffekt. Se også ▶lys.

   I den ikke-lineære optikken behandles fenomener som svarer til ikke-lineære effekter ved akustiske og elektriske svingninger. Når et svingende system, f.eks. en klangbunn eller en elektrisk forsterker, settes i svingning med en bestemt frekvens, kan det i systemet oppstå oversvingninger hvis frekvenser er et helt antall ganger grunnfrekvensen. Dette kalles en ikke-lineær effekt i det svingende system. På samme måte kan det ved absorpsjon eller spredning av lys oppstå lyskvant med energi svarende til svingninger med den dobbelte eller flerdobbelte frekvens. Slike ikke-lineære optiske effekter kan påvises når intense monokromatiske lysstråler, laserstråler, absorberes eller spres. Effekten illustrerer sammenhengen mellom lysets bølge- og kvantenatur. Den har interesse ved studiet av vekselvirkningen mellom lys og materie ved stimulert emisjon, absorpsjon og dispersjon.

   Fysiologisk optikk, omfatter teorier for synsfunksjonen, sammenhengen mellom avbildningen i øyet og synsfornemmelsen, etterbilder, optiske illusjoner m.m. Fysiologisk optikk danner et grenseområde mellom fysikk og fysiologi, bl.a. nevrofysiologi.

   Meteorologisk optikk, blir undertiden fremstilt som en egen disiplin. Den hviler på de samme prinsipper som optikken for øvrig. Atmosfæren gir grunnlag for optiske prosesser i global målestokk som er av stor betydning for livet på Jorden (f.eks. drivhuseffekten). Fagfeltet er derfor i ekspansjon.

 

optimalfarge, farge som er lysere enn alle andre farger med samme fargetone og kolorimetrisk metning, og den er mer mettet enn alle andre farger med samme fargetone og lyshet. 

   Alle fargetoner har en teoretisk optimal representant. Optimalfarger er betinget av at den relative spektrale intensitet bare har to verdier, 0 og 1, og at spekteret har maksimalt to overganger mellom disse verdiene. I de forskjellige fargesystemene utfyller optimalfargene fargekroppens ideelle overflate.

   Optimalfarger kan ikke frembringes ved subtraktiv fargeblanding, fordi naturen ikke frembringer kulørte pigmenter med de nevnte refleksjons- eller absorpsjonsegenskaper. Nærmest opp til den optimale egenskapen kommer enkelte røde pigmenter, mens grønne pigmenter har de største avvik. Derimot finnes det akromatiske pigmenter, nemlig de ideelt hvite og ideelt sorte, som med god tilnærmelse henholdsvis reflekterer og absorberer alt synlig lys.

   I naturen oppstår optimalfarger ved lysets brytning og dispersjon samt ved diffraksjon (se ▶randfarger).

   Optimalfargenes teori ble utviklet i 1920-årene av E. Schroedinger. Se også ▶farge.

 

optisk bedrag, optisk illusjon, synsbedrag, synsforestillinger som gir en ustabil eller fortegnet oppfatning av synstingen. Fortegningen kan skyldes at vi bedømmer synsbildet ut fra visse innarbeidede billedkoder, men kan også ha sin rot i fysiologiske synsfunksjoner (øyenbevegelser, kontrastfølsomhet). Grensen mellom disse to typene av illusjoner er flytende; i den ene ytterlighet finner vi illusjoner som vi til en viss grad har kontroll over – i den annen ytterlighet slike som ikke kan elimineres gjennom bevisste anstrengelser. 

   Optiske bedrag representerer normalt ingen mangler ved synsapparatet, men er snarere egnet til å kaste lys over synsapparatets normale funksjoner. De er derfor viktige objekter for synsforskningen, og de har en viktig funksjon som karakteriserende elementer i estetisk praksis (tegning, maleri, skulptur).

   Perspektivets innvirkning. Eksempler på visuelle ustabiliteter som vi har en viss kontroll over er enkelte plane avbildninger som vi tolker tredimensjonalt. En konturskisse av en gjennomsiktig terning kan oppfattes ut fra to tenkte retninger, og dermed som to aspekter av en terning. Den ene terningens fremside er da den andres bakside.

   Mer ukontrollerbare er de «umulige objekter» som er blitt utnyttet i op-kunsten (M. C. Escher, V. Vasarely). Også her dreier det seg om plane konstruksjoner som avbildes korrekt i øyet, men som innbyr til å bli oppfattet som perspektiviske avbildninger. Samtidig er de konstruert slik at ulike aspekter av ett og samme objekt strider mot hverandre.

   Müller-Lyers illusjon består av to geometrisk like lange linjestykker som er begrenset av pilspisser. Alt etter som spissene peker fra eller mot linjen bedømmes denne som relativt kort eller lang. Og parallelle linjer som overstrekes på ulike måter synes ikke lenger parallelle.

   Av to geometrisk like store figurer i en perspektivisk konstruksjon synes den figuren størst som ifølge perspektivet er lengst borte.

   Betydning av lyshetskontraster. Bedømmelse av størrelse kan også være medbetinget av kontrast. En sort figur på hvit flate synes mindre enn en geometrisk like stor hvit figur på sort flate, se ▶irradiasjon.

   Måneillusjonen.  står som et kjent, men vanskelig eksempel på et optisk bedrag, nemlig det fenomen at Månen (og Solen) virker større ved horisonten enn når den står høyt på himmelen. Allerede i syriske dokumenter fra 600-tallet f.Kr. eller tidligere er fenomenet omtalt, men uten å bli bedømt som en illusjon. Grekerne reflekterte over fenomenet, og Aristoteles synes å ha bedømt det som en virkning av lysets spredning eller brytning i det nedre luftlagets fuktighet, altså ikke som en egentlig illusjon. Senere er fenomenet blitt inngående diskutert, både på prinsipielt grunnlag og i talløse eksperimentelle enkeltstudier. En umiddelbar erfaring er at svært mange oppfatter månen som nærmere enn stjernehimmelen når den står som en «stor» skive over skogkammen, nabobygningene el.l. Måneillusjonen er ikke bare den eldste omtalte illusjon, men fortsatt en av de mest gåtefulle.

   Optisk bedrag må ikke forveksles med lovmessige optiske fenomener som ▶hildring, ▶optisk hevning, speilbilder, luftspeiling og fatamorgana. Tilspisset kan vi si at i disse tilfellene er det naturen, ikke øyet som bedrar. Se også ▶entoptiske fenomener.

 

optisk hevning, normal erfaring ved syn gjennom vannflater (på badestranden, i badekaret), hvor ting vi griper etter nede i vannet, ligger dypere enn synsinntrykket tilsier. Når vi står i vann, synes den neddykkede delen av bena forkortet, og en stav som stikkes på skrå ned i vann, synes knekket i vannflaten. Synsbildet av tingen er altså løftet oppover mot vannflaten. Jo lavere øyet står, jo høyere løftes synsbildet – når vi vasser på en langgrunne, synes derfor sjøbunnen formet som en skål omkring oss. Fenomenet skyldes lysets brytning og gjør seg gjeldende i alle gjennomsiktige medier, også atmosfæren; når sollyset trer inn i atmosfæren, blir det brutt slik at vi ser bildet av Solen før den geometrisk har kommet over horisonten. Se for øvrig ▶hildring. 

   For å forklare at tingene vanligvis synes forskjøvet normalt på den brytende flaten (løftet rett opp), må vi imidlertid også trekke inn synsfysiologiske funksjoner. Både det forhold at øynene ser to uavhengige bilder, at brytningen frembringer en ▶brennflate (kaustikk) omkring de brutte lysstrålene, og at brytningen er sterkt ▶astigmatisk, påvirker vår tolkning av avbildningen.

 

optisk vindu, betegnelse for et spektralområde hvor et optisk medium er relativt transparent for elektromagnetisk stråling.

   Jordatmosfæren. Hovedbestanddelene av atmosfæren, nitrogen og oksygen, er tilnærmet fullstendig transparente for elektromagnetisk stråling. Men en del gasser som forekommer i mindre og varierende mengder (ozon, vanndamp, karbondioksid, metan, nitrogenoksid), absorberer slik stråling hver for seg innenfor visse bølgelengdeområder. Resultatet er at atmosfæren samlet har to optiske vinduer som er av stor betydning for livet på Jorden.

   Det ene vinduet, som omfatter stråling i området 300–2000 nm, faller sammen med maksimum for innfallende strålingsenergi fra Solen. På den kortbølgede siden er vinduet begrenset av små mengder ozon i atmosfærens øvre lag som har en sterk absorpsjon av ultrafiolett lys. På den langbølgede siden er det begrenset av vanndamp i atmosfærens nedre lag som absorberer infrarødt lys (varmestråling).

   Det andre optiske vinduet omfatter stråling med bølgelengde omkring 10 000 nm. Dette er innenfor området for maksimal varmeutstråling fra Jorden og av stor betydning for den naturlige drivhuseffekten.

 

OSA-systemet, fargesystem for ikke lysende overflatefarger, utviklet på oppdrag av Optical Society of America (OSA) i årene 1947–74. Systemet bygger på prinsippet om likeavstands skalering. OSA-systemets fargeatlas består av fargeprøver som er ordnet i en regulær, romlig gitterstruktur, hvor hver fargeprøve er omgitt av 12 nabo-fargeprøver. Den geometriske avstanden mellom to nabofarger er den samme overalt i kroppen, og ved hjelp av trenede observatører er fargene bestemt slik at når de betraktes i dagslys og på en midlere grå bakgrunn, er den fornemmelsesmessige forskjell mellom to nabofarger den samme overalt i fargekroppen. 

   OSA-systemet skiller seg fra praktisk orienterte systemer som ▶Munsell-systemet og ▶NCS, ved at det ikke bygger på fikserte grunnfarger og metrisk bestemte akser for slike fargeattributter som kulørthet, metning, lyshet. Disse viser seg nemlig å være uforenlige med kravet om konstante fargetrinn overalt i fargekroppen. I OSA-systemet vil farger med samme lyshet bare tilnærmet danne et plan. Farger med samme fargetone ligger heller ikke på rette linjer. Dette skulle tyde på at fargerommet ikke kan være evklidisk. OSA-systemet har teoretisk interesse for så vidt som det knytter seg til spørsmålet om eksistensen av et absolutt fargerom, og hvilken metrikk som i så fall gjelder i dette rommet. Se også ▶fargemåling.

 

P

perlemor (ty. Perlmutter, fra mlat. mater perlarum, eg. navn på selve muslingen som perlens mor), det indre laget av skallet hos muslinger. Det består av ganske tynne, planparallelle lag skiftevis av conchiolin og kalkkrystaller og får ved lysbrytning en iriserende glans, som er sterkere jo tynnere og tettere lagene er. Den perlemor som brukes til knapper, pyntegjenstander o.l., fås vesentlig av perlemuslinger.

 

perlemorskyer

1. Skyer med farger som skinner som perlemor, f.eks. fiolett, grønt, gult, rødt, se iriserende skyer .

2. I snevrere betydning særlig høytliggende (stratosfæriske) skyer som ligner bølgete cirrus, ofte med linseformer som er typisk for fjellbølgeskyer. De viser lignende fargespill (irisering) som perlemor; dette er særlig tydelig når solen står litt under horisonten, da skyene kan lyse sterkt i alle spekterets farger. Kommer solen lavere under horisonten, blir fargen ensartet oransje eller lilla.

  Perlemorskyer opptrer om vinteren på høye breddegrader, bl.a. i Norge, i forbindelse med sterk vind over fjellkjeder. De ligger i nivå mellom 20 og 30 km, der temperaturen er meget lav, gjerne omkring -80 °C. Dannelsen antas å være knyttet til de vertikalbevegelser som fremkalles av fjellene. Fargespillet tyder på at skyene består av meget små sfæriske ispartikler. Perlemorskyer er forholdsvis sjeldne. Det kan gå flere år mellom observasjoner; enkelte vintrer kan de opptre flere ganger.

   De første systematiske undersøkelser, bl.a. høydebestemmelse, ble foretatt i Norge av Carl Størmer.

Bilder av perlemorskyer

 

Pecham, John [pekəm], ca. 1230–92, engelsk teolog og naturforsker. Studerte ved universitetene i Paris og Oxford, og trådte inn i Fransiskanerordenen i 1240-årene. Virket fra 1277 ved den pavelige kurie i Roma, inntil han i 1279 ble utnevnt til erkebiskop av Canterbury. 

   Pecham etterlot seg en lang rekke vitenskapelige verk, influert av bl.a. R. Grosseteste, R. Bacon, Ibn al-Haitham og Vitelo. Hans mest kjente verk er Perspectiva communis (1279), hvor han bl.a. diskuterer utbredelsen av lys og farge samt øyets anatomi og fysiologi.

   Pecham utviklet en teori for hvordan solstråler som passerer gjennom et ikke-sirkulært hull, kan frembringe et sirkulært bilde av Solen (camera obscura). Han fremstilte refleksjonsloven og anvendte den på billeddannelsen i plane, sfæriske, sylindriske og koniske speil. Hans fremstilling rommer en implisitt forståelse av at hulspeil har et brennpunkt.

   Selv om han ikke kjente noen matematisk lov for lysets brytning, anvendte han med hell en kvalitativ brytningslov for å utlede bilder som oppstår gjennom brytning i plane og sfæriske grenseflater mellom optiske medier av forskjellig tetthet.

 

pigmenter (av lat.), fargestoffer. Fargestoffer som brukes i form av uløselige pulvere til farging av maling og lakker, trykkfarger, plast, gummi, kosmetika, sement, emalje, keramikk m.m. Fargevirkningen skyldes en bølgelengdeavhengig absorpsjon, refleksjon og spredning av lyset. I malingsindustrien blir også fyllstoffer eller ekstendere ofte (uheldig) betegnet som pigmenter. I tillegg til selve fargingen brukes pigmenter også for å beskytte bindemiddelet mot nedbrytning i sollys, eller de kan virke korrosjonshemmende i maling.

   Uorganiske pigmenter omfatter de naturlige jordfarger eller jordpigmenter (oker, umbra, terra di Siena, grafitt) og de mange kunstig fremstilte oksider, kromater, sulfater, sulfider eller silikater m.m. av titan, jern, sink, krom, bly, mangan, kobolt, kadmium m.fl. (titanhvitt, sinkhvitt, kromgult, mønje, koboltblått, ultramarin o.a.). Også sot og rene metallpulvere (aluminium, sink, bronse, stål) blir mye brukt.

   Organiske pigmenter Fremstilles stort sett syntetisk og spiller en stadig større rolle pga. sin fargekraft og ekthet, og fordi en del av de nevnte tungmetallholdige uorganiske pigmentene er giftige. Imidlertid er dekkevnen oftest ikke så god som hos de uorganiske. Viktige typer er f.eks. antrakinon-, azo-, dioksazin-, ftalocyanin-, kinakridon- og perylenpigmenter.

   Særlig viktige pigmentegenskaper er fargekraft, dekkevne (som avhenger av lysabsorpsjon, brytningsindeks i forhold til den substans som skal farges, partikkelstørrelser og -form), ekthet overfor både ytre påvirkninger (f.eks. lysekthet og værbestandighet generelt) og bindemiddelet, varmebestandighet og dispergerbarhet.

   Typiske partikkelstørrelser ligger i området 0,01-1 μm. I maling- og lakkteknologien er oljeabsorpsjonstallet og den kritiske pigmentvolumkonsentrasjon (KPVK) viktige for hvor mye pigment som kan blandes inn.

   Spesielle effekter oppnås med fluorescerende og de selvlysende eller fosforiserende (fosforer) pigmenter og perleglanspigmentene .

 

plankonkav og plankonveks, linser hvor den ene flaten er plan, den andre enkel- eller dobbeltkrummet. Den plankonkave er tynnest på midten, den plankonvekse tykkest på midten, se ▶linse.

 

polarisert lys, lys hvor svingningene, representert ved den elektriske vektor (svingningsvektoren), går langs en bestemt retning eller i to på hverandre vinkelrette retninger slik at det alltid er en bestemt faseforskjell mellom svingningene i de to retningene. Er faseforskjellen 0°, kan man ved dreining av akseretningene oppnå at den ene svingningskomponenten forsvinner. Lyset er da lineært polarisert. Er faseforskjellen 90° og svingningene like store i de to retningene, kalles lyset sirkulært polarisert, og man kan oppfatte det som om svingningsvektoren roterer omkring forplantningsretningen med lysets frekvens. Andre faseforskjeller gir elliptisk polarisert lys, som kan oppfattes som sammensatt av lineært og sirkulært polarisert lys.

   Lys som reflekteres fra overflaten av et gjennomsiktig legeme vil, avhengig av

innfallsvinkelen, bli mer eller mindre lineært polarisert med polarisasjonsretning parallelt med overflaten (se Brewsters lov ). Med polarisasjonsfilter som bare slipper gjennom lys som er polarisert vinkelrett på denne retningen, kan man fjerne storparten av det lyset som skyldes speiling. Samtidig reduseres intensiteten av annet, upolarisert lys til det halve.

 

polarisasjonsapparat, apparat som brukes til undersøkelser med polarisert lys. Det består i alminnelighet av to ▶polarisasjonsfiltre som kalles polarisator og analysator, men som er helt like. Naturlig lys sendes gjennom polarisatoren og blir polarisert i dennes svingeretning. Når det deretter går gjennom analysatoren, slipper det usvekket gjennom hvis de to filtrene er innstilt med samme svingeretning, men absorberes fullstendig hvis filtrene er innstilt med svingeretning loddrett på hverandre. Dreier man analysatoren, veksler det derfor mellom lys og mørke på en skjerm som belyses gjennom polarisasjonsapparatet. Stiller man apparatet på «mørke», og anbringer et dobbeltbrytende legeme, f.eks. en krystall, mellom polarisator og analysator, vil i alminnelighet lys slippe igjennom, fordi krystallen forandrer polarisasjonen av lys som går gjennom den. Polarisasjonsapparatet kan altså brukes til å påvise dobbeltbrytning. Da glass som har indre spenninger, er dobbeltbrytende, kan apparatet brukes til å avgjøre om glass er riktig avkjølt, så det er fritt for indre spenninger. 

   Polarisasjonsapparat anvendes også som polariskop til fotoelastiske undersøkelser. Hvis lys sendes konsentrisk mot en krystall som er plassert mellom polarisator og analysator, fremkommer på grunn av interferens et karakteristisk bilde av fargede ringer og kors som kan brukes for å identifisere krystallen. Når polarisert lys går gjennom en løsning av et optisk aktivt stoff, dreies polarisasjonsretningen. Et polarisasjonsapparat som brukes for å bestemme denne dreiningen og derav konsentrasjonen av løsningen, kalles et polarimeter.

 

polarisasjonsfilter, gjennomsiktig plate som bare slipper gjennom lys som er polarisert i en bestemt retning (se polarisert lys ). Polarisasjonsfilter anvendes som polarisator for å gjøre upolarisert lys polarisert, og som polarisasjonsanalysator for å undersøke i hvilken grad og i hvilken retning lys er lineært polarisert (se polarisasjonsapparat ). Fra en vannflate fjerner et slikt filter både sjenerende reflekser og gjør det også mulig å se ned i vannet. Årsaken er at lyset som reflekteres fra vannflaten er polarisert, mens det som er reflektert fra gjenstander nede i vannet, ikke er det. Lys som reflekteres fra metallflater, er ikke polarisert, og refleksene blir derfor ikke fjernet av et polarisasjonsfilter.

 

Utførelse.

Polarisasjonsfilter lages enten av dobbeltbrytende krystaller eller av dikroide stoffer (se dikroisme ). I dobbeltbrytende krystaller spaltes upolarisert lys i en ordinær og en ekstraordinær stråle som er polarisert i hver sin retning og har forskjellig brytningsindeks. Ved passende arrangement av to krystaller kan man lede de to strålene hver sin vei og fjerne en av dem med en skjerm, se nicolprisme.

   I dikroide stoffer, som alltid har en fremhevet akseretning, vil lys som svinger langs og vinkelrett på denne akseretningen bli absorbert forskjellig. I enkelte dikroide krystaller (herapatitt, turmalin) av passende tykkelse og med riktig orientering, vil lys med en svingeretning slippe nesten usvekket gjennom, mens resten blir nesten fullstendig absorbert i krystallen. Slike krystaller er ikke egnet for fremstilling av store filtre da filtrene må lages som énkrystaller eller av krystaller som alle er orientert samme vei.

   Siden 1945 fremstilles dikroide ark eller hinner av plastfolier, best kjent under fabrikkmerket Polaroid. De kan bestå av nålformede dikroide mikrokrystaller som alle orienteres samme vei ved at de siles inn mot en plastfilm som de fester seg til. I andre typer blir molekylene i plastfolien orientert ved at stoffet strekkes. Hinnene kan legges som belegg på celluloid eller glass eller legges godt beskyttet som mellomlag i laminert glass. De har fått en utstrakt anvendelse som filter for fotografering, i solbriller (polaroidglass), frontglass på biler o.l.

   Til fotografering benyttes iblant et fargeløst polsarisasjonsfilter som kan dreies for å oppnå polarisering av innfallende lys. Dette gjøres for å dempe eller fjerne reflekser og dermed få bedre kontrast på filmen.

 

polarisasjonsmikroskop, mikroskop med polarisator under objektbordet og analysator mellom objektiv og okular (se ▶polarisasjonsapparat). Det brukes til bestemmelse av mineraler, til å påvise orientering av f.eks. virus i krystallignende arrangement osv.

 

primærfarger, sett av farger som kan legges til grunn for en systematisk ordning av fargene. Se ▶farge.

 

prisme, et optisk prisme er gjennomsiktig og har to eller flere plane, polerte sideflater. I enkle, tosidige prismer støter de to plane flatene sammen langs den brytende kanten. Et plan vinkelrett på den brytende kanten kalles et hovedsnitt. En lysstråle som faller inn mot prismet i et hovedsnitt, vil være i dette også etter brytning. Hvis prismet har større brytningsindeks enn mediet omkring, f.eks. glassprisme i luft, brytes lyset fra den brytende kanten. Avbøyningen er minst når lyset går inn og ut under samme vinkel med de to flatene. Prismet står da i hovedstilling. Prismets brytningsindeks kan beregnes av avbøyningen i denne stillingen. Fordi avbøyningen avhenger av lysets bølgelengde, brukes prismer for frembringing av fargespektrum og for oppløsning av lys i spektralapparater. 

   Prismer med flere plane flater kan oppfattes som sammensatt av enkle prismer. De har utstrakt anvendelse i optiske instrumenter. Ved å sette sammen prismer av forskjellige glass-sorter kan fargespredningen til en viss grad oppheves (▶akromatisk linsesystem), noe som anvendes bl.a. i kikkerter. For spesielle formål lages prismer av dobbeltbrytende krystaller, Dove-prisme og Rochon-prisme.

 

purpur (av gr. porfyreos), betegnelse for en gruppe blårøde fargenyanser som ikke forekommer i lysets spektrum. De danner en sammenhengende overgang mellom spektralfiolett og spektralrødt, men kan frembringes ved additive blandinger av lys fra spekterets langbølgede (rødlige) og kortbølgede (blålige) del. I ▶fargemåling omfatter purpur alle fargestimuli som refereres til purpurlinjen i kromatisitetsdiagrammet. Se også ▶farge. 

   I estetisk fargeterminologi omfatter purpur et bredt register av betegnelser for rødlige fargetoner, fra karmin på den blå (kjølige) siden gjennom magenta og kulminasjonsfargen høyrødt til skarlagen på den oransje (varme) siden. Typisk er at geistlighetens «kardinalpurpur» går mot sinober, mens den engelske kroningskappens «kongelige purpur» går mot fiolett.

 

Kulturhistorie

Purpur hører til blant de eldste fargeordene og står opprinnelig for en kompleks helhet som omfatter mer enn det kromatiske utseendet. I høyere grad enn noe annet fargeord har purpur bevart noe av denne opprinnelige helhet. Ennå i dag assosieres purpur med høytid, prakt og sosial status.

   Ordet purpur kan spores tilbake til oldtidens middelhavskulturer, hvor porfyreos synes å henspille på mørk-fiolette fargenyanser, men også på glitter, heftig bevegelse og død. I Homers sanger står «purpurhavet» for høy sjø, og «purpurnatten» for krigerens død.

   Eldre røtter til dette fargeordet har man ment å finne i gammelindisk (sanskrit), også der i tilknytning til dynamiske kvaliteter ved naturens liv.

   I Platons systematisk-abstrakte ordning av fargene blir porfyreos bestemt som et kompleks av grunnkvalitetene hvitt, sort og blodrødt (erythron).

   Et skritt på veien til en abstrakt vitenskapelig bestemmelse av den fargenyansen det her går om, ble tatt av I. Newton, som reserverte betegnelsen «purple» for de utenomspektrale fargetoner. Riktignok står dette ordet i engelsk dagligtale for «fiolett», så betegnelsen er ikke bare klargjørende.

   J. W. Goethe arbeidet meget med å finne en riktig betegnelse for overgangen fra fiolett til rødt på fargesirkelen. Han prøvde seg bl.a. frem med «ferskenblomst», før han besluttet seg for «purpur», vel vitende om at han da brøt med antikkens bruk av purpur for fiolette fargenyanser.

   I 1900-tallets fargeteorier dukker problemet om denne overgangsfargen opp gjentatte ganger. Blant andre var den russiske maleren W. Kandinsky opptatt av den dynamiske karakter av rødlige kontra blålige fargenyanser. Selv om han var inspirert av Goethe, unngikk han betegnelsen purpur. Maleren P. Klee trekker den radikale slutning at fargesirkelen rett og slett ikke er lukket! Mellom blått og rødt er fargesirkelen åpen, og nettopp der skinner det guddommelige inn i fargenes verden.

 

Purpur i naturen

Også Goethe var tidvis usikker på om purpur i streng forstand forekommer i naturen. Hvis vi ikke er så strenge, må vi kunne si at planteriket frembringer varianter av rosa som kan gjelde for purpur. Goethe fremhevet jo også selv ferskenblomsten i denne sammenheng.

   Et annet fenomen, som Goethe merkelig nok ikke omtaler i sin fargelære, er ▶purpurlys, som oppstår på snedekkede fjelltopper eller gjennomsiktige skyer som en additiv syntese av oransje-rødt lys fra lav sol og spredt lys fra høy, blå himmel.

 

Purpur som pigment

I gresk og romersk tid ble purpur som pigment fremstilt i Fønikia, på basis av sjøsnegler (purpursnegler). Fremstillingen av purpurfargestoffet gav antagelig også opphav til fønikernes navn. Purpur, som var meget kostbart, var i Rom forbeholdt keiseren og enkelte andre statusbærende personer.

   Etter hvert lærte man å fremstille et billigere, rødt pigment av kermesskjoldlusen, som lever på kermeseik. Dette pigmentet lå på den røde siden av purpur og ble kalt skarlagen (gr. kokkos). De romerske soldaters overkapper var skarlagenfarget. Etter oppdagelsen av Amerika overtok skjoldlusen cochenille mesteparten av purpurproduksjonen.

   I dag synes det som om purpurkvaliteten er for kompleks og variabel til at den kan representeres ved et enkelt pigment. For å frembringe purpur i dens forskjellige aspekter må hele spekteret av røde pigmenter tas i bruk, se ▶rødt.

 

purpurlys, purpurglød som sees på den klare himmelen før soloppgang og etter solnedgang. Det viser seg høyt på himmelen når Solen står lavere enn ca. 2° under horisonten. Jo lavere Solen står, desto nærmere horisonten sees lyset. Det forsvinner når Solen kommer lavere enn ca. 7° under horisonten.

 

R

randfarger, fargefenomen, fremstår som flytende fargeoverganger langs randen (kanten) av objekter som betraktes eller avbildes gjennom lysbrytende medier. Randfargene øker i styrke med billedgrensens lys-mørke-kontrast, og skyldes lysets fargespredning (dispersjon) i mediet. Når det gjennomfallende lyset blir brutt to ganger i samme retning, blir fargespredningen forsterket. Eksempler på dette er fargeglitter i direkte belyste rimkrystaller, duggdråper, prismelysekroner og slepen diamant. Også regnbuen er et resultat av slik forsterket fargespredning. 

   Medier med sterk fargespredning er f.eks. diamant og flintglass. Vann og kronglass har svakere fargespredning, men gjenstander og skyggemønstre på bunnen av grunt vann viser likevel tydelige randfarger, særlig når vi ser skrått ned gjennom vannflaten. Luft har liten fargespredning, men over lange avstander kan den gjøre seg merkbart gjeldende; et eksempel er et kortvarig grønt blink som kan opptre i det øyeblikk solen viser seg i horisonten.

   Randfarger og halvskygger. Randfarger har visse fellestrekk med halvskygger som oppstår pga. vinkelspredningen av lys fra utstrakte lyskilder (se ▶skygge).

   Når lys passerer et gjennomsiktig medium, som et glassprisme, brytes lyset, og brytningsindeksen er økende med fallende bølgelengde (▶dispersjon). Dette gir ikke-parallelt lys, men det spredte lyset består nå av lys med forskjellig bølgelengde. Når så dette lyset skaper halvskygger, representerer overgangen fra mørke til lys økende områder av lysets bølgelengdespektrum, og disse halvskyggene danner derfor fargede overganger – fra ensfarget (monokromatisk) til hvitt lys. Disse fargede halvskyggene kalles randfarger.

   Overgangen fra mørke til lys i de to motstående fargeovergangene bygges opp fra hver sin ende i lysets bølgelengdespektrum, dvs. fra fiolett og rødt. Også her vil de motstående randfargene flyte sammen i en viss avstand, men nå slik at det finner sted en gjensidig addisjon av lysets bølgelengdeområder. Dette ytrer seg derfor som en fargeblanding.

   Randfarger og avbildningsoptikk. I geometrisk avbildningsoptikk gjelder randfargene som avbildningsfeil, som søkes eliminert mest mulig, se ▶aberrasjon og ▶akromatisk linsesystem.

 

Rayleigh-spredning [reili-], elastisk spredning av lys eller annen elektromagnetisk stråling mot partikler hvor utstrekningen er liten sammenlignet med bølgelengden til strålingen. Først beskrevet av Lord Rayleigh.

 

refleksjon, tilbakekasting (av lys- el. lydbølge), det fenomen at et legeme i bevegelse eller en bølge kastes tilbake når det støter mot en grenseflate. Støter en fullstendig elastisk kule mot en fullstendig elastisk, plan vegg, skjer refleksjon etter refleksjonsloven; innfallsvinkelen er lik refleksjonsvinkelen, dvs. bevegelsesretningen før og etter refleksjonen danner like store vinkler med en linje vinkelrett på den reflekterende flate, innfallsloddet, og alle tre ligger i ett plan. Skjer støtet med friksjon, modifiseres loven, og enda mer dersom kulen roterer (tennis, biljard, fotball). C. Huygens beviste at refleksjonsloven også gjelder for bølger, idet retningen for den innfallende bølge og den reflekterte bølge danner like store vinkler med innfallsloddet.

   Refleksjon opptrer alltid ved bølgebevegelser når bølgen treffer grenseflaten mellom to medier hvor den beveger seg med forskjellige hastigheter. Fenomenet er årsak til ekko ved lyd og speiling ved lys.

   Er grenseflaten matt, reflekteres strålene i forskjellige retninger, diffus refleksjon eller spredning. For at et legeme skal kunne reflektere bølger, må dets dimensjoner være større enn en bølgelengde, i motsatt fall taler man om bøyning.

   Refleksjon av lys fra en polert flate kan man fjerne nesten fullstendig ved å gi flaten et tynt overtrekk av et gjennomsiktig stoff med brytningsindeks som ligger omtrent midt mellom brytningsindeks i de to stoffer som møtes.

 

refleksjonsfaktor, reflektans, den brøkdel av en bølges energi som reflekteres når bølgen faller inn mot en grenseflate. Refleksjonsfaktoren for lys mot et gjennomsiktig stoff er bestemt ved stoffets brytningsindeks, n, og er for lys som faller loddrett inn mot en speilende flate, lik ( n – 1)2/( n + 1)2. For glass med n ca. 1,5 blir refleksjonsfaktoren ca. 4 %, for vann 2 %, for krystallglass opptil 10 %. For ugjennomsiktige stoffer varierer refleksjonsfaktoren fra bortimot 100 % (98 % for magnesiumoksid, 93 % for sølv) til 0,3 % (grafitt i olje).

 

refleksjonsmikroskop, elektronmikroskop hvor objektet belyses av en elektronstråle som faller nesten parallelt med overflaten og reflekteres av denne. Den reflekterte strålen gir et relieffbilde av overflaten. Brukes for å undersøke overflaten av objekter som er så tykke at man ikke får noe brukbart bilde ved å la strålen gå gjennom dem.

 

refraksjon (av lat. 'bryte'), brytning eller avbøyning av lysstråler når de passerer grenseflaten mellom stoffer med forskjellig brytningsindeks. Se ▶brytning.

 

refraktometer (av refraksjon og -meter), instrument til måling av et stoffs brytningsindeks. En enkel form er et spektrometer hvor man måler avbøyningsvinkelen for lys som sendes gjennom det aktuelle stoffet, og beregner brytningsindeksen.

   Interferens-refraktometer brukes for å bestemme brytningsindekser meget nær 1, særlig for gasser. Det består av prismer eller speil som spalter lyset i to parallelle stråler som ledes gjennom hvert sitt rør. Det ene røret er lufttomt, det andre fylt med den gassen hvor man skal bestemme brytningsindeksen. For øvrig er de helt like. Strålene som kommer gjennom rørene samles og fanges opp på en skjerm. Her oppstår et bilde med interferensstriper (se interferens ), fordi de to strålene har tilbakelagt forskjellige optiske veilengder og derfor er i forskjellig fase når de treffer skjermen. Faseforskjellen og dermed brytningsindeksen kan bestemmes av interferensbildet som dannes.

 

regnbue, iøynefallende fargefenomen på himmelen, synlig når man med solen i ryggen ser mot en lokal regnskur. En komplett regnbue består av to systemer av fargede sirkelbuer, en indre hovedregnbue og en ytre, lyssvakere sekundær regnbue. Den sekundære er vanligvis mer fragmentert og ikke alltid synlig. 

   I hovedregnbuen er rekkefølgen av fargetoner utenfra og innover: rødt, gult, grønt, blått, fiolett, men den relative bredde og styrke av de enkelte båndene varierer meget. I den sekundære regnbuen er rekkefølgen av farger omvendt. Feltet innenfor hovedregnbuen er vanligvis lysere enn feltet mellom hoved- og sekundærbue.

   Regnbuens geometri. Regnbuen er sentrert omkring en akse fra solen gjennom iakttagerens øye. Regnbuens sentrum ligger derfor like lavt under horisonten som solen står over den. Ved morgen- eller aftensol kan en iakttager som befinner seg i horisontplanet se regnbuen som en halvsirkel. Midt på dagen ser man et mindre segment. Hvis man fra en fjelltopp ser mot en nedenforliggende regnskur, kan regnbuen omfatte mer enn en halvsirkel, eventuelt en fullstendig regnring. Denne kan også vise seg i spruten fra en hageslange eller lav fontene, i fossesprut og sjøsprøyt. Men alltid har hovedregnbuen en vinkelradius på ca. 42° fra aksen gjennom solen og iakttageren. Den sekundære regnbuens vinkelradius er ca. 52°. (Se figur.)

 

Regnbuens optikk

En fullstendig optisk begrunnelse av regnbuen er svært komplisert. Den trekker inn lysets refraksjon (brytning), dispersjon (fargespredning), refleksjon (speiling) og polarisasjon i et kaos av vanndråper. Men ved hjelp av en forenklet modell kan man selv etterprøve visse hovedtrekk i regnbuens teori.

   Når lys treffer en kuleformet vanndråpe, vil en del av lyset bli brutt inn i vannkulen. Når det brutte lyset så treffer dråpens bakre innervegg, blir det delvis reflektert, og når det igjen treffer vannkulens innervegg, blir det på ny dels reflektert og dels brutt ut av kulen. Slik fortsetter lyset sin runddans inne i vannkulen, men for hver gang det delvis brytes ut, blir intensiteten av lyset redusert. Hvis man med solen, et stearinlys el.l. i ryggen betrakter et kuleformet legeme av vann, f.eks. en glatt, rund gjennomsiktig mugge fylt med vann, vil man i kulens retning se to bilder av lyskilden. Den dobbelte avbildningen fremkommer som følge av den sammensatte speiling og brytning i kuleflaten. Det ene er et virtuelt bilde som ligger bak vannkulen (i forhold til øyet). Det andre er et reelt bilde som ligger foran kulen. På grunn av dispersjon i vannet oppstår det fargespredning av lyset – begge bilder har ▶randfarger.

   Ettersom vi øker vannkulens vinkelavstand fra aksen som går gjennom lyskilden og ens egne øyne, vil bildene i kulen bevege seg mot hverandre. Ved en vinkelavstand fra aksen på ca. 41° begynner de å smelte sammen i et virtuelt-reelt dobbeltbilde, som gjennomløper regnbuens fargefølge inntil de ved ca. 43° forsvinner som et rødt glimt.

   Disse to bildene oppstår fra lysets annen brytning ut av vannkulen. I en regnskur er det alle regndråpene som har en tilsvarende vinkel til aksen mellom solen og iakttageren som danner hovedregnbuen.

   På tilsvarende måte kan øyet fange opp to bilder fra den tredje brytningen ut av vannkulen. Her finner sammensmeltningen og utslukningen sted mellom ca. 50° og 53,5° fra aksen, og regndråpene med denne vinkelen frembringer den lyssvakere sekundære regnbuen.

   Regnbuens fargebånd ligger for iakttageren i bestemte retninger, men uten noen bestemt avstand fra øyet. Hvis vi tenker oss disse retningsstrålene rotert omkring aksen fra solen, oppstår et tynt kjegleskall. Alle vanndråper som bidrar til vårt bilde av regnbuen, ligger innenfor dette kjegleskallet.

   I tillegg til at regnbuen ikke har noen bestemt plassering, er regnbuen et optisk fenomen som er betinget av den enkelte iakttager. To personer som står ved siden av hverandre vil se hver sin regnbue, som oppstår i forskjellige regndråper. Og hvis man selv flytter på seg, vil regnbuen oppstå i stadig nye regndråper. Det er derfor umulig å gå til «enden» av regnbuen.

   Regnbuens fargebånd kan altså oppfattes som sammenfallende dobbeltbilder av solen. Dersom lyset fra solen hadde vært strengt parallelt, ville regnbuens farger ha vært monokromatiske. Fordi solen har en vinkelbredde på ca. ½ grad, er sollyset ikke parallelt og regnbuens farger er umettet og lysende.

   Overtallige regnbuebånd. Innenfor primærregnbuens fiolette bånd ser man ofte et system av lyssvakere, smale bånd. Fenomenet er variabelt, men består vanligvis av alternerende purpur og grønt, atskilt av fine, gråhvite bånd. De er en virkning av lysets diffraksjon i regnskurens gittersystem av dråper.

   Alexanders bånd. Utenfor hovedregnbuens røde bånd kastes det ikke brutt lys i retning av iakttageren. Det samme gjelder speilvendt for den sekundære regnbuen. Sonen mellom de to regnbuene er derfor mørkere enn sentralfeltet innenfor den primære. Den mørkere sonen kalles fra gammelt av «Alexanders bånd».

 

Symbolikk

Regnbuen er et symbolladet naturfenomen. I den jødiske mytologi står regnbuen som Herrens bekreftelse på at han ikke flere ganger skal forstyrre naturens orden. Dette kan sees i sammenheng med at regnbuen representerer en geometrisk-romlig orden i et beveget kaos. I den norrøne mytologi skildres regnbuen som en bro mellom menneskenes og æsenes verden.

   Romantikkens ledende tyske maler C. D. Friedrich malte regnbuen som en bro mellom forskjellige naturriker og mellom menneske og natur.

   Slike symbolske bilder får mening når man tar i betraktning at regnbuen er et naturbetinget, men ikke lokaliserbart fenomen, bare synlig for et seende øye. De utbredte folkelige forestillinger om en skjult gullskatt under regnbuens fot peker i samme retning.

 

rødt, felles kjennetegn for fargetoner som omfatter gulrødt, høyrødt og blårødt – høyrødt representerer omslaget fra gulrødt til blårødt. Den langbølgede delen av sollysets spektrum, fra ca. 600 nm, blir av de fleste oppfattet som gulrødt, og nærmer seg høyrødt ved ca. 700 nm. I tillegg refererer rødlige farger til utenomspektrale fargetoner som kan frembringes gjennom additiv blanding av spektralrødt og spektralfiolett (jfr. ▶purpur). Vanlige betegnelser for de utenomspektrale fargetonene er skarlagen, høyrødt, karmosin og karmin, hvor skarlagen ligger på den gule siden, karmin på den blå. 

   Hvitaktige nyanser av rødt har betegnelser som rosa og ferskenblomst, mens svartaktige nyanser har betegnelser som rustrød og brunrød.

   Røde fargestoffer. Organiske blårøde fargestoffer for farging av tekstiler ble i antikken produsert i Fønikia (se purpursnegler). Etter hvert lærte man å fremstille billigere, skarlagenrødt fargestoff på basis av skjoldlus (kermes, cochenille) og karminfarget krapp på basis av rotstokken til krapplanten. Fargene var til dels strålende, men ikke særlig lysekte. I 1868 fremstilte W. H. Perkin alizaron-krapplakk, på basis av antracen. Den er mer stabil og anvendes som tekstil- og kunstnerfarge, hvor den egner seg godt for lasurteknikk. Naturlig forekommende jernoksidholdig oker har siden oldtiden vært benyttet som basis for røde farger – både som naturlig forvitringsprodukt og ved passende grader av brenning leverer den et bredt spektrum av røde fargetoner. Sinober er opprinnelig en naturlig forekommende, ugiftig forbindelse av kvikksølv. Blymønje (blyoksider) er så giftig at den er forbudt som malerfarge. Også som korrosjonshindrende middel er den i dag erstattet av andre stoffer. Kadmiumrødt er et nyere fargestoff som består av kadmiumsulfid og kadmiumselenid. Det er stabilt og fargekraftig, men kostbart. Brukes bare i kunstnerfarger og lakkemalje og må omgås med forsiktighet pga. helsefare.

   Assosiasjoner, symbolikk. Neppe noen annen farge er så ladet med følelsesmessige og symbolske assosiasjoner som rødt. Dette har nok sammenheng med spenningen mellom den aktive, varme gulrøde karakter og den passive, kalde blårøde. Rødt står for kjærlighet og liv, men også for ubehersket lidenskap. I uttrykkene «rød av raseri» og «å se rødt» har dagligspråket fanget opp det temperament som ofte er assosiert med rødfargen. Siden midten av 1800-tallet har rødt stått for politisk radikalisme (jfr. Røde Khmer og Røde hær). Rødt er en innarbeidet signalfarge for fare.

   Blårøde fargetoner mot fiolett kan stå for ensomhet og selvdestruktiv fortvilelse, men også for indre ro.

   I sine fargeestetiske studier karakteriserer den russiske maleren V. V. Kandinsky høyrødt som hvilende, i betydningen utligning av motsetninger. Av samme grunn setter J. W. Goethe høyrødt som herskerens farge.

   I liturgien har rødt dobbeltbetydningen «blod og ild», som henholdsvis står for Martyrenes blod og Den hellige ånd. I kirkeåret er rødt tilordnet 2. juledag (martyren Stefan), Olsok (Hellig Olav) og pinsen (Pinsehendelsen).

 

S

samlelinse, konveks (positiv) linse, se ▶linse.

 

seladon (fr. céladon), sjøgrønn farge, etter fargen på kappen til Céladon, helten i hyrderomanen l'Astrée av Honoré d'Urfé.

 

selektiv absorpsjon, det at elektromagnetisk stråling absorberes sterkere av bestemte deler av spekteret enn av spekteret for øvrig. Når lys reflekteres av eller går gjennom stoff med selektiv absorpsjon, vil den spektrale sammensetning (fargen) av lyset endre seg, og stoffet får farge. Se absorpsjon (3).

 

sentralstråler, lysstråler som passerer en linse i og nær linsens midtpunkt.

 

sfærisk speil, speil formet som en del av en kuleflate, konvekst eller konkavt. Se ▶speil.

 

skygge, betegner dels det lysfattige, i seg selv usynlige rommet bak et ugjennomsiktig legeme som belyses av et mer eller mindre utstrakt lysende legeme, dels den mørke figuren, slagskyggen, som projiseres inn på en ugjennomsiktig overflate som skjærer skyggerommet. I dagligspråket heter det derfor at ugjennomsiktige legemer «kaster skygge», svarende til at lysende legemer «kaster lys».

   Kjerneskygge og halvskygge. Skyggerommets form er bestemt av et romgeometrisk samspill av det lysende og det skyggekastende legemets form, og slagskyggens form er bestemt av skyggerommets skjæring med en skyggebærende overflate. Vanligvis har det lysende legemet en viss utstrekning, og strålefeltet har derfor en viss vinkelspredning som varierer med avstanden fra det lysende legemet. Strålefeltet fra Solen har for eksempel ca. en halv grads vinkelspredning på jordoverflaten. På grunn av lysets vinkelspredning består skyggen av en kjerneskygge (umbra) og en halvskygge (penumbra). I kjerneskyggen er det lysende legemet fullstendig avskjermet, i halvskyggen bare delvis. Halvskyggen danner en gradvis overgang fra mørke til lys og kunne like gjerne kalles halvlys, men denne betegnelsen brukes også om den reduserte belysningen på flater som er skråstilt i forhold til lysets retning.

   På et legeme, som er begrenset av konvekse og konkave partier, vil de flatene som vender mot lyset oppfattes som halvt belyste, mens de bortvendte flatene oppfattes som halvt avskygget. Dette har betydning for vår fornemmelse av romlig form og blir utnyttet i skulptur og arkitektur. Et eksempel er den doriske søylen, som er avbildet under ▶belysning.

   Skygge som naturfenomen. Samspillet av kjerneskygge og halvskygge ligger også til grunn for erfaringen av noen velkjente himmelfenomener, som måneformørkelse og solformørkelse.

   Fordi skygger i sollyset alltid peker bort fra Solen, kan skyggen fra en oppreist stav brukes som en urviser. Prinsippet ligger til grunn for konstruksjon av solur og har vært utnyttet fra de tidligste, prehistoriske tider.

   Månens faser oppstår ettersom vi fra Jorden observerer mer og mindre av Månens skyggeside. Her er imidlertid ikke overgangen mellom halvskygge og kjerneskygge særlig fremtredende.

   Skyggens kulturhistorie. Erfaringen av skygge og slagskygge er en forutsetning for helhetlig opplevelse av en visuell omgivelse. Som sådan er den et karakteristisk naturfenomen, men skyggen er uhåndgripelig og flyktig og går sporløst forbi. Når vi om natten går på en opplyst gate, skifter vår egen skygge form, størrelse og retning alt etter vår øyeblikkelige posisjon i forhold til gatelyktene. På en sollys dag er det annerledes. Da ledsages vi av en konstant skygge, fordi vår posisjon i forhold til Solen er konstant.

   Platon berører problemet om skyggens virkelighet i sin berømte hulelignelse som finnes i dialogen Staten. Her sammenligner han det naive mennesket med fanger som sitter lenket i en hule og bare ser skyggebilder av det liv som utfolder seg utenfor hulen. Fra vår egen tid kan nevnes A. von Chamissos fortelling om den uheldige Peter Schlemihl som lar seg overtale til å selge sin skygge til djevelen, med den ubehagelige følge at han ikke lenger blir tatt alvorlig av sine omgivelser.

   I billedkunsten har skyggen spilt en sentral og skiftende rolle. Antikkens maleri og tegning utnyttet virkningen av streifende lys på krumme overflater, og i noen grad slagskygger. I middelaldermaleriet spiller skyggen bare en underordnet rolle, og slagskygger forekommer nesten ikke. I løpet av 1400-tallet våknet imidlertid interessen for skyggen som billedelement (clair-obscur), og ikke minst er Leonardo da Vinci kjent for sine grundige studier av graderte lys/skyggeoverganger, f.eks. på draperier. Også Leonardo understreket at slagskyggen bare kan forstyrre bildets komposisjon og derfor ikke hører hjemme i maleriet.

   I løpet av 1500-tallet tok clair-obscur-maleriet en radikal vending, ikke minst gjennom en maler som Caravaggio, som innførte slagskyggen som et førsterangs malerisk-dramatisk virkemiddel. Denne utviklingen kulminerte med Rembrandt og hans samtidige. For billedeksempler, se J. Vermeer van Delft, Rembrandt, og clair-obscurog De Chirico, Giorgio .

   Skyggesilhuetten, som ble meget utbredt som portretteringsmetode på 1700-tallet kan betraktes som en forløper for fotografiet. I moderne fotografi er skyggen også et tilbakevendende motiv. 

   Her må også nevnes skyggespill, som hører hjemme både i tradisjonelt og eksperimentelt teater.

   I talemåter som «å være i skyggen av», «følge etter som en skygge» blir naturlige optiske fenomener brukt som bilder på mellommenneskelige relasjoner.

 

speil (mnty., fra lat. speculum), materiell overflate som kaster tilbake (reflekterer) lys, eller i utvidet betydning, annen stråling på en regelmessig måte. 

   Speilende overflater kan være plane eller krumme. Krumme speil er vanligvis enten sfærisk konvekse (kulespeil) eller sfærisk konkave (hulspeil), men til spesielle formål anvendes også paraboliske, elliptiske og sylindriske speil. For visse optiske instrumenter konstrueres prismer med innvendig totalrefleksjon som forandrer strålegangens retning (f.eks. prismekikkert og periskop).

   Plane og konvekse speil frembringer virtuelle bilder som er speilvendte, dvs. at en høyrehånd avbildes som en venstrehånd. I plane speil er objekt og bilde størrelseslike, i konvekse speil er bildet forminsket. I sfærisk konkave speil er bildet virtuelt og forstørret når avstanden mellom speil og objekt er mindre enn speilflatens halve radius (f.eks. i barberspeil). Ved større objektavstand er bildet reelt og kan fanges opp på en skjerm. Det er snudd opp ned, og alt etter objektavstanden er det forstørret eller forminsket. Ettersom det betraktes med eller mot lysretningen, er det rettvendt eller speilvendt (se ▶bilde).

   Paraboliske speil har den egenskap at en strålebunt som faller inn parallelt med aksen, reflekteres og samles i ett punkt, brennpunktet. Stråler som sendes ut fra en lyskilde i brennpunktet, reflekteres og forlater speilet som en parallellbunt. Prinsippet anvendes i teleskoper for å samle stråling fra fjerne lyskilder (stjerner) i et punkt, og i lyskastere for å frembringe en mest mulig parallell stråle.

   En speilende overflate må være optisk glatt, dvs. at alle uregelmessigheter er små i forhold til strålingens bølgelengde. Det speilende stoff er vanligvis et metall med stor refleksjonsevne, gjerne aluminium som er pådampet en flate i vakuum, eller eventuelt kjemisk utfelt sølv. Vanligvis belegges baksiden av en glassplate. På presisjonsspeil blir frontsiden belagt.

   For enveisspeil, se ▶enveisglass.

   Kulturhistorie. Speil har vært brukt på en rekke måter gjennom tidene, både som en bruksgjenstand, som et dekorativt møbelstykke eller som et arkitektonisk poeng.

   Allerede i oldtiden kunne man lage små speil ved å forsyne gjennomsiktig glass med en blank metallfolie på baksiden, men metoden ble lite brukt, bl.a. fordi man ikke kunne fremstille plant glass i større format. I stedet laget man håndspeil av polert metall, gjerne med skulpturalt utformet bakside og håndtak.

   På 1400–1500-tallet blomstret speilmakeriet i Venezia, der man nå kunne lage klart og plant glass ved å blåse glasset i sylindere som ble splittet og brettet ut. Betingelsene for å lage veggspeil var til stede, men glassets størrelse var sterkt begrenset og det folierte speilglasset så kostbart at ekstra meget arbeid ble lagt på rammene, som gjerne var langt større enn speilglasset.

   Senere på 1600-tallet kom store speil i bruk i innredningskunsten. Det berømte speilgalleriet i Versailles-slottet ble bygd 1678–84. Fremdeles var speilproduksjonen dominert av Venezia, men sist på 1600-tallet begynte man i Frankrike å fremstille støpt speilglass i store plater.

   Inntil midten av 1800-tallet var metallfolie til speil lenge blitt hamret ut for hånd til løvtynne blad, og festet til glasset med kvikksølv. Nå gikk man over til å dekke glasset med ferdig amalgam, og mest med sølv, mens tinn tidligere hadde vært vanlig.

   Symbolikk. I myter og sagn representerer speilet grensen mellom virkelighet og illusjon. Et eksempel er det greske sagnet om den skjønne ynglingen Narkissos, som ble paralysert av sitt eget speilbilde. Men speilet kan også formidle den nakne sannhet, som i eventyret om Snehvit og de 7 dvergene, hvor speilet forteller dronningen at hun slett ikke er den vakreste i landet. I det gammelhollandske maleri (1400-tallet) var det i en periode ikke uvanlig at bildets motiver omfattet et kulespeil som avbilder bildets øvrige gjenstander i et annet perspektiv enn malerens eget. Det ligger nær å oppfatte kulespeilet som et uttrykk for at malerens fremstilling er objektiv.

 

spektralfarger, serien av farger i spektret for lys fra et hvitglødende, fast legeme, se ▶spektrum.

 

spektrum (av lat. 'noe som viser seg, tar form'), spekter. Fargespektrum, rekken av farger som fremkommer når en avgrenset lysstråle fra et hvitglødende fast legeme blir brutt i et prisme eller bøyet i et gitter og derpå fanges opp på en hvit skjerm. Fargespektret ble først systematisk undersøkt av I. Newton og av ham inndelt i sju hovedfargetoner: rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fiolett. Denne noe tilfeldige inndelingen er influert av en tradisjonell oppfatning av fargenes skala analog med intervallene i en oktav. 

   I motsetning til toneskalaen går spektrets farger gradvis over i hverandre, og fargenes karakter er meget avhengig av spektrets bølgelengdeoppløsning og av observasjonsforholdene. Et forholdsvis godt oppløst spektrum, for eksempel spektret av en stjerne betraktet gjennom et prisme av glass eller klar plast, er dominert av tre fargetoner: rødt, grønt og fiolett, mens gult og cyan er skyggeaktige. Ved minkende grad av oppløsning (bredere lyskilde) øker gult og cyan i fargestyrke på bekostning av grønt og rødt. Grunnen ligger i øyets følsomhetsfunksjoner.

   Antallet fargetoner som et normalt øye kan skjelne i et spektrum, avhenger av observasjonsforholdene, men er av størrelsesorden 150. Det er en utbredt oppfatning at hver fargetone svarer til en bestemt bølgelengde av lyset, men så enkelt er det ikke. For at øyet skal merke en fargetoneforskjell, må forskjellen i bølgelengde overstige en viss statistisk terskelverdi. Se også ▶farge.

   I utvidet betydning brukes spektrum som betegnelse på en billedlig fremstilling av en egenskap, hvor denne er ordnet systematisk etter størrelse, spesielt når den hyppighet som egenskapen forekommer med, er fremstilt som funksjon av størrelsen. I et kontinuerlig spektrum kan størrelsen anta alle mulige verdier innen et bestemt område. I et diskontinuerlig spektrum forekommer bare bestemte verdier av størrelsen. 

   Elektromagnetisk stråling deles inn i spektralområder karakterisert ved visse felles trekk når det gjelder strålingens opprinnelse eller detektering (radiobølge-, mikrobølge-, infrarødt, synlig, ultrafiolett, røntgen- og gammaspektrum).

   Spektra som har sin opprinnelse i stråling fra atomer eller molekyler, inndeles dessuten, etter den mekanisme som har vært i virksomhet, i emisjonsspektra og absorpsjonsspektra og i linje-, bånd- og kontinuerlige spektra. Emisjonsspektra oppstår ved stråling fra atomer eller molekyler som først er eksitert enten termisk, ved støt mot andre atomer, ioner eller elektroner eller ved absorpsjon av fotoner. Absorpsjonsspektrum oppstår når stråling som gir kontinuerlig spektrum, f.eks. stråling fra fast stoff ved høy temperatur, går gjennom stoff som absorberer bestemte bølgelengder eller bølgelengdeområder (selektiv absorpsjon). Den stråling som absorberes, har samme frekvens som man finner i emisjonsspektret fra samme stoff. Absorpsjonsspektrum tatt opp fotografisk har derfor mørke striper der et tilsvarende emisjonsspektrum har lyse og omvendt. Linje- og båndspektra er diskontinuerlige. Linjespektra skyldes stråling som oppstår ved kvantesprang av elektroner i atomene. Fra hvert grunnstoff kan det bare sendes ut stråling med bestemte frekvenser svarende til bestemte linjer i spektret. Linjer fra samme grunnstoff kan ordnes i serier, hvor frekvensene står i bestemte forhold til hverandre. Se ▶spektrallinjer. Båndspektra skyldes forandringer i molekylenes energitilstand. I molekylene har man i tillegg til elektronbevegelsen også kollektiv bevegelse (vibrasjoner og rotasjoner) av molekylene. Bevegelsene overlagrer hverandre, og man får derfor mange flere mulige overganger og mye mer kompliserte spektra enn fra enkle atomer. Men linjene som representerer en bestemt type overganger, grupperer seg innen et bestemt område, et bånd: rene rotasjonsbånd i mikrobølgeområdet og det fjerne infrarøde område, vibrasjons-rotasjonsbånd i det nære infrarøde og elektronvibrasjons-rotasjonsbånd vesentlig i det synlige og ultrafiolette området.

 

spredelinse, konkav linse, linse som sprer en bunt av innfallende, parallelle stråler, se ▶linse.

 

stråle, linje som viser retningen for energitransport ved en bølge- eller partikkelbevegelse. I et ubegrenset isotropt medium er stråler rette linjer.  I dagligtale betegner stråle en strøm av partikler eller energi (lyd, lys) som er sterkt begrenset på tvers av forplantningsretningen.  

   Betingelse for at energitransporten kan beskrives ved hjelp av stråler er at de strålebegrensende åpninger er store sammenlignet med bølgelengden. Hvis dette ikke er tilfelle blir energitransporten å betrakte som ▶diffraksjon.

 

subtraktiv fargeblanding (til subtrahere), fargeblanding som primært bygger på lysets absorpsjon og refleksjon i materien, f.eks. ved blanding av malerfarger. Se ▶farge (fargeblanding)

 

svart, sort, fargefornemmelse knyttet til lokale, ikke-lysende synsobjekter som absorberer alt innfallende lys, eller som reflekterer innfallende lys vesentlig svakere enn omgivelsene. Fullstendig lysabsorberende synsobjekter er for eksempel de svarte vindusåpningene i en belyst husfasade. Et svakt reflekterende synsobjekt kan være svart fotokartong: Den viser seg svart i en normal belysningssituasjon, men om den belyses separat i et ellers fullstendig mørkt rom fremtrer den hvit eller hvitgrå. 

   Til tross for at fornemmelsen av rent svart representerer fravær eller sterk reduksjon av fysisk lys, oppleves svart som en sterk farge og kan med en viss rett karakteriseres som den



 mest mettede av alle farger. Svart danner den ene pol i gråtonerekken som omfatter de akromatiske fargene fra hvitt til svart. Grensen mellom svart og mørkegrått er flytende.

   Fornemmelsen av svart er karakteristisk forskjellig fra den mer ubestemte fornemmelsen av fullstendig, ubegrenset mørke. At dagligspråket ikke alltid tar hensyn til denne karakterforskjellen viser seg i uttrykk som «svarte natten».

Svarte fargestoffer, for anvendelse i kunst og håndverk, som trykkfarge og farge for innfarging av forskjellige materialer, fremstilles for største delen gjennom ufullstendig forbrenning (forkulling) av egnede vegetabilske og animalske organiske stoffer. Elfenbensvart fremstilles av ben, horn osv. Frankfurtersvart fremstilles av bl.a. drueavfall fra vinproduksjonen. Lampesvart, som er avfettet sot fra ufullstendig forbrenning av mineralolje, anvendes i tusj . 

   Av mineralske svarte fargestoffer kan nevnes grafitt, som er krystallinsk karbon og anvendes i blyanter. For gråtoning av glass anvendes bl.a. nikkeloksid.

   Symboler, assosiasjoner. Som psykologisk kvalitet blir svart knyttet til livets grensesituasjoner. Svart er et utbredt symbol for død og sorg. Uttrykk som «svart humør», «det ser svart ut» og «en helsvart dag» gir også uttrykk for menneskelige grensesituasjoner. På det politiske plan har anarkistene fylket seg under den svarte fane. Svart arbeid står for skjult og illegalt arbeid, svart magi for besvergelse av amoralske krefter. Maleren V. Kandinskij tolker svart som noe utsloknet, ubevegelig, klangløst, å ligne med et utbrent kjetterbål.

   Svart hører også hjemme ved høytidelige anledninger, men da som uttrykk for korrekt, nøytral stil som ikke avleder oppmerksomheten fra hovedsaken. Prestens svarte samarie, og dommerens svarte kappe, stammer fra borgerstandens fremvekst på 1400-tallet, hvor den svarte borgerdrakt var tegn på at alle var like for loven.

 

syn, synssans, organismers evne til å oppfatte og reagere på lys – elektromagnetisk stråling i bølgelengdeområdet ca. 300–760 nm. Mer eller mindre utviklede former for syn og typer av øyne er utbredt i det meste av dyreriket. Enkelte arter har øyne spesielt tilpasset et liv i mørke, andre til et liv i dagslys eller et liv under vann. Hos visse arter av insekter er øyets følsomhetsområde forskjøvet mot kortere bølgelengder (ultrafiolett). Det finnes arter av bløtdyr og leddyr som orienterer seg ved hjelp av lysets polarisasjon. De fleste flimmerormer og fåbørstemark orienterer seg i forhold til lyset uten et egentlig øye, bare ved hjelp av lokale pigmentansamlinger som absorberer lysenergi. Synssansens grense mot fototropisme slik man finner hos planter og encellede mikroorganismer kan i en del tilfeller være uklar.

 

 

Syn hos mennesket

Menneskeøyet er følsomt i bølgelengdeområdet ca. 380–760 nm. Ved normal belysningsstyrke kan vi skjelne tydelig mellom to arter av fargefornemmelser: sort/grått/hvitt (akromatiske farger) og fargesirkelens fargetoner (kromatiske farger). Dette kalles «dagsyn» eller «fargesyn» (fotopisk syn). Når belysningsstyrken synker under en viss grense begynner fargene å forsvinne, og under en viss nedre belysningsstyrke mangler de helt, samtidig som sort/hvitt er redusert til mer ubestemte fornemmelser av lysere og mørkere kvaliteter. Dette kalles «nattsyn» (skotopisk syn).

   Men øyets funksjoner formidler også andre egenskaper enn de rent kromatiske, f.eks. romdybde, form, posisjon, relativ størrelse og bevegelse.

 

Syn og bevissthet

Syn er tradisjonelt blitt oppfattet som en av menneskets fem sanser (jfr. ▶sanseorganer) som formidler hver sine kvalitative opplevelser av en ytre virkelighet. Betegnelsen «syn» brukes imidlertid også om erfaringer som ikke representerer en ytre omgivelse. Vanlige betegnelser for dette er «forestillinger», «indre bilder», «visjoner» osv. Erindrings- og drømmebilder hører også hjemme her. Mellom de to typene av forestillinger går det ingen skarp grense, og det finnes forskjellige språklige uttrykk for et vekselforhold mellom dem. Man taler f.eks. om å «innse» noe, eller man sier: «jeg ser det ikke slik». Det normale er at både ytre og indre forestillinger har en logisk struktur og står under bevisst kontroll. Men de kan også være uordnet og utenfor kontroll. Dette kan være fysiologisk betinget (hallusinogener).

   Allerede i antikken kjente man til at fargefornemmelsen kan være assosiert med andre sansekvaliteter. For eksempel kan fornemmelsen av farge fremkalle en fornemmelse av klang. Derav uttrykk som «fargeklang», «søt farge» osv. (jfr. ▶synestesi).

 

Synsfunksjon og synsapparat

Synsprestasjonen varierer noe fra individ til individ. Således vil det alltid være visse, om enn relativt små, avvik i bedømmelsen av fargelikhet og av tingenes farger i sin alminnelighet. Betegnelsen «normalt syn» (normalobservatør) er en konvensjon som bygger på statistisk sammenligning av slike bedømmelser (jfr. ▶fargemåling). Synet kan imidlertid også være svekket ved at deler av synsfunksjonen faller bort. Vanligvis kan slike variasjoner i synsprestasjonen føres tilbake til bestemte funksjoner i synsapparatet.

   Hos mennesket består synsapparatet normalt av to øyne og deres tilhørende synsbaner, bestående av de optiske nerver (nervus opticus), kneledd (corpus genikulatum laterale) og hjernens primære synsbark (cortex visualis) samt et større antall andre lokale hjerneområder. Hornhinne, fremre øyekammer med kammerveske, pupill, linse og glasslegeme utgjør et optisk system som avbilder synsobjektet på netthinnen. Ved hjelp av øyemusklene som forankrer øyet i øyehulen, kan øyet normalt styres slik at synsobjektet blir avbildet på «den gule flekken» (fovea), også kalt «synsgropen». I dette området har man skarpest syn, og det har en utstrekning om lag dobbel så stort som bildet av fullmånen. Linsen er forankret i en krans av muskeltråder som regulerer linsens krumning og derved tjener til å skarpstille bildet (akkommodasjon). Pupillåpningen, som kan reguleres ved hjelp av en ringmuskel, regulerer intensiteten av det lyset som faller på netthinnen. Avbildningen på netthinnen utgjør en todimensjonal og spektral fordeling av innstrålt elektromagnetisk energi på netthinnen. Normalt varierer denne fordelingen uavbrutt, som følge av objektets og øyets bevegelser. Denne variable energifordelingen inneholder informasjon som behandles i netthinnen, synsbanen og de høyere synssentra i hjernen.

   Cellefunksjoner i netthinne og synsbane. Netthinnen regnes som en del av det sentrale nervesystem. Den består av ca. 200 millioner nerveceller (nevroner), som er fordelt på fem hovedklasser og ordnet i et lagdelt nettverk. Det ytre cellelaget, som ligger lengst vekk fra linsen, består av lysfølsomme nerveceller (fotoreseptorer). Det innerste cellelaget består av ganglieceller, og det midtre laget av horisontal-, bipolar-, og amakrinceller. Bipolarcellene danner forbindelser mellom fotoreseptorene og gangliecellene, mens horisontal- og amakrincellene danner et «horisontalt» (lateralt) nettverk. Gangliecellene er via en optisk nerve, bestående av ca. 1 million nervetråder forbundet med de to kneleddene, ett i hver hjernehalvdel. Kneleddene er videre forbundet med synsbarken.

   Fotoreseptorene inneholder et antall ▶synspigmenter (fotopigmenter). Lysenergiens absorpsjon i fotoreseptoren utløser en serie raske biokjemiske reaksjoner i fotopigmentet. Dette fører til at det over celleveggen oppstår en spenningsvariasjon, et såkalt aksjonspotensial, som forplanter seg til cellenettverket. Samtidig blir det modifisert gjennom et system av vekselvirkninger – f. eks. et nettverk strukturert slik at hver gangliecelle er forbundet med en gruppe av reseptorceller som utgjør et reseptivt felt. Det er organisert slik at virkningene fra feltets perifere celler kan modifisere virkningene fra de sentrale. Dette medfører at visse egenskaper i synsbildet (som kontrast og kontur) blir forsterket, mens andre blir undertrykket. I den gule flekken har de reseptive feltene en utstrekning på fra én til noen få bueminutter, mens de i periferien kan dekke opp til flere buegrader (1° tilsvarer ca. 0,250 mm på netthinnen).

   I gangliecellene oppstår kortvarige nerveimpulser som via den optiske nerven ledes til de to kneleddene. Hvert kneledd består av fire sjikt, hvorav hvert sjikt kun mottar signaler fra ett øye. Informasjonen fra de to øynene er fortsatt separert på veien fra kneleddet til den primære synsbark. I synsbarken er derfor hver netthinne representert punkt for punkt som et nevralt «kart».

   På et senere nivå forenes «kartene» fra de to øynene. Dette muliggjør stereoskopisk syn (dybdesyn). Fra den primære synsbark ledes signalene til mer spesialiserte områder i hjernen. Et område antas å behandle bevegelse og bevegelsesretning, et annet farge, et tredje dybdesyn. En antar at mer enn 30 områder behandler forskjellige egenskaper ved synsobjektene.

   Dag- og nattsyn. Fotoreseptorene kan deles i to hovedklasser: tapper og staver, som er knyttet til henholdsvis dag- og nattsyn. Tappene kan igjen deles i tre klasser etter sitt innhold av tre typer synspigment (opsiner). Disse er meget flyktige, men man mener å kjenne deres absorpsjonsspektra og at de har sin høyeste absorpsjon av lysenergi henholdsvis i den langbølgede (røde), den midtre (grønne) og den kortbølgede (blå) del av lysets spektrum. De antas å være en forutsetning for dagsynets fargefølsomhet. De har for liten lysfølsomhet til at de kan fungere i mørke. Tappene har størst tetthet i fovea, som er området for skarpest dagsyn.

   Stavene inneholder fargestoffet «synspurpur» (rhodopsin) som er beslektet med vitamin A. Dets absorpsjonsspektrum svarer til nattsynets følsomhetsspektrum. Fovea inneholder ingen staver; om man derfor titter på en svak stjerne mot en mørk nattehimmel vil man ikke se noenting om man fokuserer direkte på stjernen  - man må se litt til siden.

   Fargesynsdefekter. Typiske fargesynsdefekter er delvis fargeblindhet (dikromasi) og fullstendig fargeblindhet (akromasi). Det finnes tre hovedtyper av delvis fargeblindhet, som alle skyldes at en av de tre tappetypene er ute av funksjon. To av dem går i dagligspråket under fellesbetegnelsen «rødgrønnblindhet» fordi de begge medfører en tendens til å forveksle visse rød- og grønnaktige nyanser. Den ene typen (protanopi) medfører at visse nyanser av oransjerødt og blått blir forvekslet med grått. Den andre typen (deuteranopi) medfører at visse nyanser av rosa og blågrønt blir forvekslet med grått. Disse typene finnes særlig blant menn (ca. 8 % hos menn og ca. 0,5 % hos kvinner). Den tredje typen av delvis fargeblindhet (tritanopi) omfatter de gulblåblinde som forveksler visse nyanser av gult og blått med grått. Denne typen forekommer svært sjelden.

   For å påvise dikromasi er det utviklet forskjellige fargesynstester. De mest brukte består av kort med forskjellig fargete flekker. I dette mønsteret finnes det en lett gjenkjennelig figur av flekker i en av dikromatens forvekslingsfarger, se ▶fargeblindhet.

   Ved fullstendig fargeblindhet er alle tre tappesystemer ute av funksjon og synet er redusert til nattsyn.

   Nattblindhet.  kan skyldes redusert antall staver. Det kan også skyldes mangel på vitamin A, som er nødvendig for produksjon av rhodopsin i årehinnen.

   Adaptasjon. Når rhodopsin absorberer lys, gjennomgår det en kjemisk forandring som kalles «bleking», og som innebærer at absorpsjonsevnen blir redusert. Dette medfører at reseptorens lysfølsomhet synker. Under dagslysbetingelser er rhodopsinet fullstendig bleket og stavene derfor ufølsomme for lys. I mørke regenereres rhodopsinet, og stavene blir da vesentlig mer lysfølsomme enn tappene. Etter ca. 45 minutter i fullstendig mørke har stavene nådd sin høyeste følsomhet. Når man kommer fra et opplyst til et mørkt rom, kan man først ikke skjelne detaljer, men de dukker frem etter hvert.

   Øyet har også en betydelig evne til å tilpasse seg belysningens styrke, fra tussmørke til strålende sollys. Denne adaptasjonen strekker seg over et intensitetsområde som er større enn 1 : 10¹⁰, mens pupillen alene bare kan regulere belysningsstyrken på netthinnen med en faktor på ca. 1 : 10.

   Synsapparatet består også av hurtige, nevrale adaptasjonsmekanismer som tilpasser øyets fargefølsomhet til belysningens skiftende farge (f.eks. fra dagslys til lampelys) uten at gjenstandenes utseende endrer seg vesentlig.

   Purkinjes fenomen. Nattsynets maksimale følsomhet er forskjøvet noe mot kortere bølgelengder i forhold til dagsynet. Sammenlignet med røde blomster synes derfor de blå relativt lysere om kvelden enn om dagen (men samtidig fargeløst bleke).

   Akkommodasjon. Som nevnt ovenfor har øyet normalt en viss evne til å regulere linsens krumning og derved skarpstille bildet på netthinnen. Nære objekter krever sterkere krumning av linsen, fjernere objekter krever flatere linse. Hvis avstanden fra linsen til netthinnen er for kort til at linsen kan avbilde nære objektet på netthinnen, er øyet langsynt. Det kan da vanligvis korrigeres med en konveks (positiv) brille (jfr. ▶langsynthet). I det omvendte tilfellet er øyet for langt til at linsen kan skarpstille bildet på netthinnen. Øyet er da nærsynt, og dette kan vanligvis korrigeres med en konkav (negativ) brille (jfr. ▶nærsynthet).

   Synsskarphet og kontrastfølsomhet. Syns-skarphet er en betegnelse for øyets evne til å skille fine detaljer. Måleenheten, som kalles visus, er definert som 1/v, hvor v er den minste observerbare vinkelutstrekning målt i bueminutter ved maksimal kontrast. Visus måles bl.a. ved hjelp av bokstavtavler eller enkle geometriske former. Synsskarpheten varierer med alderen. Med normalt god visus kan man skjelne 0,1 mm på 25 cm avstand.

   Mens synsskarphet ytrer seg som evnen til å oppfatte små detaljer (fin skrift), er orienteringsevnen mer avhengig av kontrastfølsomheten. Tåke og tett snøvær setter større krav til kontrastfølsomhet enn til synsskarphet. Kontrastfølsomheten bestemmes gjerne ved hjelp av strekgitter med variabel svertningsgrad.

   Synsfelt. Fikserer man et punkt med ett øye, vil man oppdage at det fokuserte feltet er omgitt av et stort uskarpt område, synsfelt. Dette området har stor betydning for orienteringsevnen.

 

Synets kultur- og naturhistorie

Teorien for syn har røtter tilbake til den greske vitenskap. Selv om de første synsteorier nødvendigvis er gjenstand for fortolkning, og selv om våre dagers innsikter er langt mer detaljerte og eksperimentelt underbygget, gjenspeiler de våre egne grunnproblemer og ideer.

   Demokrit (400 f.Kr.) utledet fargefornemmelsene av synsatomer i form av visse stereometriske grunnformer som treffer øyet. Hans samtidige Empedokles la vekt på at synsorganet er utstyrt med porer som er spesifikt tilpasset de forskjellige synssubstanser som treffer øyet. Platon la vekt på øyets egenaktivitet.

   Et vendepunkt i utviklingen av teorien for syn kom med Keplers forståelse av øyet som avbildningsapparat (ca. 1600).

   Ved å betrakte fargetonefordelingen i lysets spektrum kom Thomas Young omkring år 1800 frem til at fargesynet må bygge på tre typer av lysfølsomme sanseceller i netthinnen. Dette ble innledningen til omfattende eksperimentelle studier av synets fysiologiske grunnlag på 1800-tallet. På 1900-tallet har studiet av nevral informasjonsoverføring stått sentralt i synsforskningen.

 

synspigmenter, lysabsorberende substanser som er utbredt i dyreriket og antas å ligge til grunn for organismens spesifikke evne til å reagere på lys. Hos dyr med øyne er de konsentrert i netthinnens fotoreseptorer. Hittil er det påvist over 100 synspigmenter, og man regner med å finne flere. I sin kjemiske struktur er de beslektet. De består av en proteindel (opsin) og en såkalt kromofor som består av retinen, som er et karotenoid, nærmere bestemt et derivat av vitamin A. Synspigmentets absorpsjonsspektrum samsvarer godt med organismens følsomhetsspektrum for lys og omtales ofte som pigmentets følsomhetsspektrum. Ulikhetene i dyreartenes følsomhetsspektra tilskrives ulikheter i synspigmentets opsindel. Den absorberte energi bevirker kjemisk forandring («bleking») og avspalting av retinendelen. Spaltningsprosessen, som er reverserbar og i hovedtrekk den samme for ulike synspigmenter, frembringer en elektrisk spenning, et såkalt aksjonspotensial, over fotoreseptorens cellevegg. Via netthinnens cellenettverk utløser det serier av aksjonspotensialer i synsnervene. 

   Best undersøkt er ▶rhodopsin (synspurpur), et dyprødt synspigment fra netthinnens staver hos landvirveldyr og mennesker. Det har sin sterkeste absorpsjon omkring 498 nm. Hos noen virveldyr, f.eks. ferskvannsfisker, inneholder stavene porfyropsin, som har sterkest absorpsjon ved 522 nm og som i farge går mer mot purpur. Fisker som kan leve både i ferskvann og saltvann, har både rhodopsin og porfyropsin i netthinnens staver, men mengdeforholdet varierer med dyrets utviklingsstadium, miljø og årstid. Hos vannlevende larver av frosk og salamander inneholder stavene porfyropsin, som skiftes ut med rhodopsin ved overgangen til liv på land. Hos dyphavsfisker inneholder stavene gullgule chrysopsiner som har sterkest absorpsjon i den kortbølgede (blå) delen av spekteret. Ål i ferskvann utvikler porfyropsin, men skifter til chrysopsin når den vandrer ut i havet.

   Rhodopsin, porfyropsin og chrysopsin er alle knyttet til stavene, som er virksomme ved relativt svak belysning (se ▶syn).

   Tappenes synspigmenter, de såkalte iodopsiner, er meget vanskeligere å isolere. Hos kylling har man isolert et fiolett iodopsin. Hos mennesket har man på grunnlag av indirekte metoder (refleksjons- og mikrospektrofotometri) sluttet seg til eksistensen av tre forskjellige iodopsiner, som henholdsvis har sine absorpsjonsmaksima i bølgelengdeområdene 445–450, 525–535 og 555–570 nm (henholdsvis blått, grønt og rødt). De antas å ligge til grunn for trikromatisk fargesyn. Hver av de tre hovedtypene av fargeblindhet faller sammen med fravær av et tilsvarende iodopsin i tappene.

 

T

transmisjonsfaktor, transmittans, forholdet mellom den energi som slipper gjennom en delvis absorberende eller reflekterende flate og den energi som faller inn mot flaten i form av lyd, lys eller annen spesifisert stråling.

 

transparent [-aŋ], (fra fr., av lat.), se ▶gjennomsiktig, klar.

 

trikromasi, (av tri- og gr. 'farge'), det prinsipp at i en gitt belysning kan enhver objektfarge bestemmes ved sammenligning med en additiv blanding av tre primærbelysninger på en hvit flate. Det forutsettes at de tre primærbelysningene er lineært uavhengige, dvs. at ingen av dem kan etterlignes med en additiv blanding av de to andre. Se også ▶farge.

 

troland (fys.), mål for belysningsstyrke på øyets netthinne, definert som produktet av lyskildens luminans (cd/m²) og pupillens areal (mm²). Oppkalt etter den amerikanske psykologen Leonard T. Troland (1889–1932).

 

U

ultramikroskop, (av ultra), mikroskop med mørkefeltbelysning. Oppfunnet av H. Siedentopf og R. Zsigmondy i 1903; brukes for å iaktta objekter hvis størrelse ligger under grensen for oppløsningsevnen i et vanlig mikroskop. Objektene, f.eks. røykpartikler i luft eller kolloidale partikler i en væske, betraktes gjennom et vanlig mikroskop, men belyses fra siden. Bare lys som blir spredt av partiklene, kommer da inn i mikroskopet. Partikler som er mindre enn lysets bølgelengde, blir ikke optisk avbildet, men sees som små, runde, lysende skiver. En sannere avbildning av så små objekter kan oppnås med elektronmikroskop.

 

V

virtuelt bilde, en egen type optisk avbildning, hvor billedpunktet kan konstrueres ved at lysstrålene fra objektpunktet forlenges bakover etter at de er blitt brukket eller reflektert i det avbildende system. Jfr. ▶bilde.

 

Vitelo, ca. 1230–ca. 1275, polsk fysiker og naturfilosof. Studerte først i Paris, senere i Padova. Vitelo er mest kjent for sin omfattende innføring i optikk, Perspectiva, som han gjorde ferdig helt på slutten av sitt liv. Boken ble senere trykt i flere opplag (1535, 1551, 1572). Den bygde på de av oldtidens verker som var kjent (Evklid, Ptolemaios, Heron m.fl.), samt Ibn al-Haitham og andre optikere fra middelalderen. Perspectiva behandler bl.a. både optiske og psykologisk-fysiologiske forutsetninger for synsbilder. I sin avvisning av læren om synsstråler stod Vitelo for Ibn al-Haithams linje. Ved enkelte universiteter kunne studentene velge mellom Vitelo, Evklid og Ibn al-Haitham ved prøven til graden baccalaureus. Boken var i bruk til ut på 1600-tallet, etter at den egentlig var blitt foreldet gjennom Keplers arbeider.  

   Et ringfjell på Månen er oppkalt etter ham.