Farver og Newtons forsøg – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Farver og Newtons forsøg

24. juni 2008

Farver og Newtons forsøg

Kære Malte - tak for denne mulighed :-)

Helt kort: Opstillingen er:

1) Et prisme der bryder solens lys.

2) En linse der samler solens spektrum igen.

3) En hvid flade som lyset falder på.

Jeg går ud fra at farverne samles på den hvide flade til hvidt lys igen. Men hvis jeg ved hjælp af to spejle leder en farve (f.eks.den røde farve) uden om linsen og ned på papiret, vil resten af solens lys danne farvens komplementærfarve på papiret ved siden af (i dette tilfælde en grøn farve ved siden af den røde farve)?

Med venlig hilsen
EG 

Solens lys indeholder hele farvespekteret i det område vores øje kan se. Vi opfatter lyset som hvidt. Solen giver mest lys i området gul-grønt, det har en bølgelængde omkring 500 nm (det er 0,000 000 5 m).

Øjets anatomi - kilde: Synoptiks leksikon

Vores øje ser fra ca. 400 nm til 700 nm. Solens spektrum er et resultat af, at solen kan opfattes, som en glødende kugle med overfladetemperaturen  5 800 K (5 500 ⁰C). Dette er overfladetemperaturen der betyder noget, den indre temperatur, hvor fusionen sker er, mange millioner grader, men har ingen betydning for dette forhold.

Vi har i øjet 3 farvefølsomme celletyper, stavene, som stort set er samlet i et lille område af øjet, man kalder den gule plet. Den ene type stave ser farver med maksimal følsomhed i blå, den anden type har maksimum i grøn og den tredje type har maksimum nær rødt. Vi har desuden en anden lysfølsom celletype tappene, som ser sort-hvidt, som har maksimum følsomhed i grønblå, som er meget hurtige og mere følsomme end stavene. Det er dem vi anvender under dårlige lysforhold f.eks. om natten. Det, at vi faktisk kun har en farvesans med 3 farver, er forudsætningen for den måde, vi laver farvefjernsyn på. Går man nær skærmen, kan man se, at der er tale om små farveprikker i 3 rene farver, farver der ligger nær vores staves farvefølsomhedsmaksimum.

Der kan desuden frembringes en række opfattelser af farver, som ikke findes i spektret f.eks. prøjsisk blå, purpur, brunt osv. De fremkommer ved, at de nærtliggende farveprikker får forskellige farver. Da vi ikke kan se den enkelte prik på de afstande, vi ser på, får nærtliggende stave forskellige lysstyrker og resultatet lægges sammen i nerverne fra øjet og giver så jordfarver, og andre fraver der ikke er i solspektret. Ved at give disse farveprikket forskellige lysstyrker, kan man så få alle farver frem. Tilsvarende teknik anvendes ved trykning af rasterbilleder i f.eks. aviser med farvebilleder, hvilket man kan se med en lup.

En hvid flade er en flade, der kaster alle farver (i det synlige område) tilbage. Tilsvarende er en sort farve en flade der ikke kaster lys tilbage. En farvet flade f.eks. grøn, er en falde der kun kaster lys tilbage som opfattes som grøn, de øvrige farver opsuges (det betyder ikke, at der kommer en grøn farve ud ved undersøgelse af lyset med en prisme, det kan være blanding af flere andre farver). Hvis solens lys ses som hvidt på en sådan flade, vil det også ses som hvidt, efter at have været igennem en prisme og samlet igen med en linse.  

Komplementærfarver er to farver, der tilsammen giver hvid

Hvis de samles i samme område. Det anvendes meget i design og arkitektur til farvevalg til genstande, mm., idet komplementærfarverne opfattes som harmoniske sat op imod hinanden (de opstilles som regel som e farvecirkel hvor komplementærfarver ligger overfor hinanden). Hvis man altså tager den røde farve ud af spektret med et spejl eller en prisme mere, får man altså en grøn farve. Sendes den røde tilbage f.eks. over en del af det grønne billede, får man hvid, hvor de ligger over hinanden ellers grøn og rød. Tilsvarende resultat fås fra alle sæt af komplementærfarver. Man kan også opdele i tre farver og få hvid, tre rene farver og tre blandingsfarver sammensat af de tre farver to og to.

Svækker man den røde farve, ved at sætte et stykke gråt glas ind, så den røde bliver svagere, vil man ikke få hvid igen, hvis når man igen sætter farverne sammen med en linse. Der skal være ballance imellem de tre farver der tages ud for at få hvid.

Man kan ikke på den måde lave jordfarverne, brun purpur etc., det kræver rasterbilleder (har man set en brun eller purpur projektør? heller ikke med lys fra to projektører).

Fænomenet med rasterbilleder anvendes også i oliemalerier i den såkaldte pointillisme, hvor maleriet består af en masse små forskellige farvepletter af rene farver nært ved hinanden, og hvor de af maleren ønskede farver kommer frem, når man betragter maleriet på en passende afstand, hvor man ikke opfatter de enkelte farvepletter. Jeg mener at huske, at Glyptoteket har sådanne malerier, og det har statens museum for kunst og andre større kunstsamlinger sikkert også.  

Isaac Newton (1642 - 1727) demonstrerede omkring 1671 dette forsøg med at opdele sollys i et spektrum og igen få hvid ved at forene strålerne. Han opdagede desuden, at tog man f.eks. den røde lysstråle og sendte den igennem et prisme mere, kom der ikke nye farver frem. Forsøget kaldes derfor Newtons forsøg.

Med venlig hilsen
Malte Olsen