Leitin að fjólubláum

Margir læra sem börn að blanda litum til að fá út aðra liti. Þannig má til dæmis blanda blárri málningu við gula og fá út grænan lit eða blárri við rauða og fá út fjólubláan.

Sumir læra svo síðar um ljósið. Þá er okkur sagt að hvítt ljós sé blanda af öllum litum! Falli ljós sólarinnar (sem er nokkurn veginn hvítt, ekki gult þótt sólin virðist oft gul) gegnum glerstrending eða regndropa sem falla skiptist ljósið í mismunandi þætti sína og birtist okkur sem litróf -- regnbogi. Sé rýnt í regnbogann má sjá rautt innst, sem svo líður yfir í appelsínugult, gult, grænt, grænblátt og að lokum... blátt.

Nú, sumir kalla ysta litinn fjólubláan en réttara væri að segja dimmblár (í enskri tungu er talað um violet, sem er ekki alveg það sama og purple. Það þarf víst ekki að leita til fjarlægra menningarheima til að greina að fólk ber misjöfn kennsl á liti eftir orðaforða tungumálsins.) Í myndinni hér að ofan er hringurinn heill og tengir saman bláan og rauðan með ýmsum litbrigðum fjólublás en regnboginn býður ekki upp á þann munað. Það er ekki hægt að neita þeirri staðreynd: Regnboganum er lita vant.

Svo hvar er fjólublár?

Ljósið sem við sjáum er ein gerð svokallaðra rafsegulbylgna. Að skilja bylgjur er meira en að segja það -- hvað þá að skilja rafsegulbylgjur með sitt tvíeðli. (Bæði bylgjur og agnir, segirðu? Já, ég skil, agnir sem ferðast í bylgjuhreyfingu. Nei, raunveruleikinn er miklu undarlegri. Hugsaðu þér bókhaldara sem skilar framtalinu þínu og svarar tölvupóstum með vitrænum hætti en reynist vera blómapottur þegar hann er heimsóttur á skrifstofuna.)

Hins vegar er nóg hérna að átta sig á því að rafsegulbylgjur einkennast jafnan af tíðni (slögum á sekúndu) eða bylgjulengd (lengd milli slaganna). Ef tíðnin er hærri (fleiri slög eru á sekúndu) er bilið milli slaganna (bylgjulengdin) minna og öfugt.

Rafsegulbylgjur birtast á ýmsan hátt. Á spítalanum eru rafsegulbylgjur með bylgjulengd milli 0,01 og 10 nanómetra (í einum metra eru 1.000.000.000 nanómetrar) sendar gegnum líkama fólks á ljósnæma filmu svo skoða megi beinbrot og þeir Íslendingar sem hafa tæki stillt til að nema rafsegulbylgjur með bylgjulengd kringum 313 sentímetra gætu heyrt í Auðunni Blöndal rausa á FM957.

Í augum fólks, hins vegar, er augnbotninn þakinn frumum sem búa yfir ákveðnum efnum. Þau efni bregðast við rafsegulbylgjum sem hafa bylgjulengd sem fellur nærri bilinu 380-740 nanómetrum. Bylgjur af því tagi eru sagðar vera á sýnilega rafsegulrófinu og eru yfirleitt kallaðar ljós. Mismunandi bylgjulengdir örva mismunandi frumur.

Sýnilegt ljós sem hluti af rafsegulrófinu. Minni bylgjulengd (hærri tíðni) vinstra megin.

Svo gott sem komið er.

Ferns konar sjónfrumur eru í augnbotni manna (nema hjá litblindum eða í því sárasjaldgæfa tilfelli að fleiri tegundir eru til staðar): Ein tegund svokallaðra stafa, sem eru bæði flestar og næmastar og nema best ljós kringum blágrænt, og þrjár tegundir keila. Stafirnir eru fyrst og fremst gagnlegir þegar ljós er dauft og kemur lítið við þegar greint er milli lita.

Keilurnar eru það sem skiptir meira máli og gera mönnum kleift að sjá í lit.

Ókei, keilurnar eru sem sagt það sem skiptir máli og eru þrenns konar, S (fyrir short), M (fyrir medium) og L (fyrir long) en við skulum kalla þær hér bláar, grænar og rauðar (sem mun eflaust vekja pirring vísindamanna).

Næmni mismunandi keilufrumna fyrir mismunandi ljósi

En það er ekki alveg svo einfalt. Bláu frumurnar nema ekki bara eina bylgjulengd, heldur gefa mismikla svörun eftir því hvert ljósið er. Djúpblátt ljós gefur sterkasta svörun, sumt grænleitt ljós gefur svolitla svörun og hárautt ljós alls ekki neina. Það má líka fara lengra til vinstri á myndinni hér að ofan í átt frá bæði grænum og rauðum og sjá að slíkt ljós gefur heldur ekki svörun. Það kallast útfjólublátt.

Svipaða sögu má segja um rauðu og grænu keilurnar. (Rafsegulbylgjur sem kæmu rétt hægra megin við grafið kallast að sjálfsögðu innrautt ljós).

Þannig að: Ef við horfum á blöndu af ljósi með bylgjulengd 650 nm (rautt) og 550 nm (grænt) og nemum gult þýðir það ekki að ljósið „blandist saman“ og verði að gulu ljósi með bylgjulengd um 600 nm. Hið rétta er að bæði grænu og rauðu keilurnar eru örvaðar með svipuðum hætti og ef einlitt ljós af bylgjulengd (til dæmis) 600 nm félli á augnbotninn.

Þannig geta tölvuskjáir og sjónvörp sýnt nær alla liti sem eru á færi manneskju að skynja (alla regnbogans liti -- en bara miklu fleiri) með aðeins þrenns konar litablettum -- rauðum, grænum og bláum.

En hvað með fjólubláan?

Við vitum að sé blandað saman rauðum lit og bláum má ná þeim lit og líkum litbrigðum fram. En á grafinu hér að ofan sést að hvergi á litrófinu rísa rauðu og bláu ferlarnir saman nema græni ferillinn geri það líka -- t.d. rétt við 500 nm. En það gæfi ekki fjólubláan -- heldur eitthvað í átt að heiðbláum. Svo við förum bara beint í takkana: Skrúfum alla leið upp í bláu frumunum og alla leið upp í rauðu frumunum. Hvernig? Með bláu ljósi og rauðu ljósi.

Jæja, aftur á byrjunarreit. En nú veistu þetta: Það er ekki bara til ljós sem enginn getur séð (innrautt, útfjólublátt og -- með að teygja aðeins hugtakið -- allar aðrar rafsegulbylgjur en sýnilegt ljós) heldur geturðu líka séð ljós sem er ekki til (strangt til tekið: liti sem ekki eru á rófi hins sýnilega ljóss). Njóttu þess (Nema þú sért litblindur. Sorrí litblindir.):

75% rauður, 0% grænn, 100% blár

100% rauður, 0% grænn, 100% blár

(Allar myndir nema efsta teknar af Wikipediu.)

Vel á minnst: Greining hvíts ljóss í frumliti sína, staðfesting á agnaeðli ljóss og fjölmargt annað í þessum efnum kom upphaflega frá -- hverjum öðrum -- Isaac Newton. Til að skoða eðli ljóss og sjónar framkvæmdi hann meðal annars tilraun sem fólst í að stinga saumnál inn í eigin augntóft undir augað (ekki inn í augað) og sjá hvað mundi gerast.