ELEKTROMAGNETISKA VÅGOR

Ljusets hastighet är det snabbaste vi vet – 300 000 km per sekund. I normala fall är detta alldeles för snabbt för att vi skall kunna uppfatta det.

Ljusenheter
Ljusstyrkan visar hur mycket ljus som strålar ut i en viss riktning från ljuskällan. SI-enheten för ljusstyrka är candela och har symbolen cd. En stearinljuslåga med en diameter på 25 mm har en ljusstyrka på ungefär 1 cd. Det var så man först definierade candela, men idag är enheten noggrannare bestämd.
Om en lampa strålar ut ljus av konstant ljusstyrka över en viss rymdvinkel, är det totala ljusflödet lika med ljusstyrkan multiplicerat med rymdvinkeln. Totalflödet mäts i lumen och har symbolen lm.
Detta flöde ger upphov till en belysning (illuminans), som mäts i lux (lumen per kvadratmeter, lx) och som beror på den orientering och det avstånd den yta har som träffas av flödet. Lux-värdet blir alltså lägre ju längre från ljuskällan man befinner sig.
Idag används lumen som jämförande mått för lampor, men det finns ingen enhetlig standard och siffrorna som tillverkarna visar är inte sällan i överkant. När du väljer lampa för dykning är det därför inte bara ljusflödet du behöver titta på (se vidare i texten).

Om färgtemperatur
Färgtemperatur mäts i Kelvin – ju högre siffra desto vitare (kallare) ljus. LED-lampor ger normalt ett vitare ljus jämfört med glödtrådslampor. Detta kan vara både fördel och nackdel vid dykning. Ett varmare ljus ger även varmare färger för det man belyser, medan ett kallare ljus når längre under vattnet eftersom det har högre energi.

Färglära
RGB/CMYK/Färghjulet

Skuggor

Oavsett om det är naturligt ljus från solen eller en lampa, träffar ljuset från ljuskällan föremål på olika sätt. Den sida som är vänd från ljuset får skugga och vi ser därför färgerna där sämre. 

Om du skall fotografera är det därför bäst att ljuskällan bakom dig så att ditt motiv blir bra upplyst.

Speglar

Ljuset som reflekteras i en blank yta ger en spegelbild av det som finns framför. Det är svårt att tänka sig ett modert samhälle utan speglar och då inte för att vi skall hur vi själva ser ut på morgonen när vi kammar eller sminkar oss – backspegeln i bilen klarar vi oss inte utan och det finns speglar i många optiska intrument.

Plana speglar

Den spegelbild du ser av dig själv i en lan spegel ser att befinna sig bekom spegel på samma avstånd som du har till spegeln. Den är dessutom vänd då vänster och höger sida har bytt plats. Bilden nedan visar hur ljuset bryts och ger denna effekt.

Konvex spegel

En konvex spegel sprider ljuset så att det lyser upp en större yta.

Konkav spegel

En konkav spegel samlar istället ljuset så att det blir starkare, men på en mindre yta, till exempel en ficklampa.

Ljusets brytning

Hastigheten för ljuset – 300 000 km/s – gäller luft. I glas eller i vatten är hastigheten lägre. generellt gäller att ju högre densitet materielet som ljuset rör sig i har, desto lägre blir hastigheten. I vatten är ljusets hastighet cirka 225 000 km/s, vilket är snabbt det också, men betydligt långsammare än i luft. När ljuset går från ett material till ett annat bryts det därför (det ändrar riktning).
 

Luft och vatten

När ljuset faller snett mot en vattenyta, får det en mindre vinkel. Detta gör att det är svårt att exakt se var föremål finns under vattenytan.

Konvex lins

En konvex lins samlar ljuset i en punkt, kallad brännpunkt eller fokus. Ett vanligt förstoringsglas är ett bra exempel på detta. Det kan inte bara användas för att vi skall kunna se små föremåk bättre, utan också för att tänka eld med hjälp av solen. Genom att samla solens stråla i en enda punkt kan vi så hög temperatur att trä eller papper börjar brinna.

Konkav lins

En konkav lins sprider istället ljuset. Fokus i detta fall är en tänkt punkt framför linsen.

Konkava och konvexa linser betecknas med avståndet till brännpunkten. En konvex lins med fokus 10 cm från linses anges som +10. Står det istället -5 är det en konkav lins med fokus 5 cm från linsen.

Kikaren

Vi har många olika instrument för att förstora verkligheten – kikare, teleskop och mikroskop. De bygger alla på samma grundprincip där en konvex lins samlar ljuset i en viss punkt och en konkav lins sprider ljuset så att vi kan se bilden. 

Avståndet mellan linsen och fokus kallas för brännvidd. Du kan få en uppfattning om förstoringen genom att dela brännvidden genom 50. Brännvidden 1000 mm ger alltså förstoringen 20 gånger.

Kameran

Kameran är också en sorts kikare, där objektivet ger stor eller liten förstoring. Bländaren och slutaren bestämmr hur mycket ljus som skall släppas in och sensorn registrerar bilden.

Det finns många olika typer av kameror, men alla fungerar enligt denna grundprincip. I mer avancerade kameror (spegelreflex) ser man bilden genom sökaren och man kan byta ut objektivet för att passar motivet. I enklare kameror, som den i smartphones, kan man inte byta objektiv och bilden ser man på skärmen.

Ögat

Ögat är betydligt bättre än den finaste och dyraste kamera, men det fungerar ungefär på samma sätt. Ljuset kommer in via en lins och bilden som hamnar på närhinnan bak i ögat tolkas av hjärnan. Det är tyvärr inte alltid som linsen i ögat klarar av att ge en skarp bild på närhinnan, men detta kan ofta korrigeras med hjälp av glasögon.

Närsynta personer ser dåligt på längt håll. Fokus ligger ramför näthinnan och detta korrigeras med en konkav lins. Långsynta (översynta) personer ser dåligt på nära håll och detta korrigeras med en konvex lins för att flytta fram fokus.
 

Färger

Det vita ljus vi ser är egentligen en blandning av olika färger. Man kallar dett för ljusets spektrum. Detta kan lätt ses om vi bryter ljuset genom att prisma av glas. Ljuset delas då upp i sina olika våglängder.

Det är vi kallar för ljus är det vi ser, men dessa vågrörelser finns bara inom ett mycket smalt område. Vågrörelser med lägre frekvens kallar vi för infraröd strålning (värme), mikrovågor eller radiovågor. Högre frekvenser är utraviolett strålning, röntgen eller radioaktiv strålning.