Om vad ljus är
Vad är ljus egentligen?
Några enkla exempel på ljus och de vanligaste uttrycken Lux, Kelvin, CRI och förhållandet mellan ljusstyrka och färgtemperatur.
En djupdykning i ljusfakta
Ljus är fotoner av olika energi som bildar elektromagnetiska vågor.
Det synliga ljuset är den enda delen av den elektromagnetiska strålningen som vi kan se. Andra delar av denna strålning är röntgenstrålning, ultraviolett strålning (UV), infraröd strålning, mikrovågor och andra radiovågor.
Vi kan känna en del av den infraröda strålningen som värmestrålning genom den värme som olika saker släpper ut.
Den ultravioletta strålningen kan delas in i tre delar. UV-A används på disco eller för att kolla om sedlar är äkta t ex. UV-B används i solarier och är den del av solljuset som ger oss solbränna. UV-C är den farligaste delen av UV-ljuset och filtreras bort av ozonlagret runt jorden. UV-C används som insekts och bakteriedödande ljus på t ex slakterier.
Det som går i vågor i strålningen är elektriciteten och magnetismen själv. Det är därför man säger att ljus och strålning av andra våglängder är elektromagnetism eller elektromagnetisk strålning. Vågorna har en våglängd. Mikrovågor till exempel har en våglängd på några centimeter. Det är i själva verket bara våglängden som skiljer alla de olika vågorna åt.
Våglängd och energi
Ljus har våglängder som är mikroskopiskt små. Skillnader i våglängd uppfattar vi som skillnader i färg. Rött ljus har den längsta våglängden. Sedan har orange, gult, grönt och blått ljus allt kortare vågor. Kortast våglängd i det synliga ljuset har violett. Sedan börjar UV-strålningen, som har ännu kortare vågor.
Vitt ljus, solljus mitt på dagen till exempel, är en blandning av alla våglängder eller färger. Men den mesta delen av solljuset består av grönt ljus. Blandningen av ljus med varierande intensitet vid de olika våglängderna, eller helt enkelt antalet fotoner vid de olika våglängderna, i solljuset är precis sådan att solljuset blir vitt. De olika färgerna i solljuset kan man separera med hjälp av ett prisma som bildar ett spektrum. Våglängden har också att göra med energin. Ljus med korta våglängder bär med sig mer energi än ljus med långa våglängder. Violett ljus är nästan dubbelt så energirikt som rött ljus.
Ljus kan även ses som en ström av partiklar. Dessa partiklar kallas fotoner. Det är fotonernas energi som bestämmer våglängden. Fotoner bildas i olika processer i universum och i naturen. Det är bildningssättet som avgör vilken energi de får. En laser kan skapa ljus med en väldigt välbestämt våglängd.
Ljuset kan ändra riktning
Ljuset kan ändra riktning
Fotonerna kan ändra sin energimängd och sin rörelseriktning genom att krocka med andra partiklar, fångas upp (absorberas), sändas ut igen (emitteras) eller återkastas (speglas eller reflekteras).
Ljus kan återkastas på olika sätt. När vi ser ett vitt stycke papper beror detta på att allt inkommande ljus återkastas från det. Men de flesta föremål återkastar bara vissa delar av ljuset. Om ett papper bara återkastar rött ljus ser vi det som ett rött papper. Ett matt papper återkastar ljus i alla riktningar. Men blanka ytor speglar ljuset. Det innebär att allt ljus återkastas i en enda riktning. Det är därför vi kan se en bild i spegeln.
Ljus kan också ändra sin riktning genom att brytas. Linser och prismor bryter ljuset och kan därför samla det till en och samma punkt. Det gör det möjligt att konstruera förstoringsglas, kikare, mikroskop och många andra optiska instrument.
Ljuset rör sig med en hastighet av strax under 300 000 kilometer per sekund i tomrum. Det är den högsta hastighet som är möjlig i universum. När ljuset går genom tätare ämnen som luft, vatten eller glas rör det sig lite långsammare. När ljuset ändrar sin hastighet så bryts det, det ändrar sin riktning lite grann. Det är denna egenskap man utnyttjar i linser och prismor.
Ljustekniska enheter
De grundläggande storheterna är ljusstyrka, ljusflöde, belysningsstyrka och luminans. Man talar även om färgåtergivning, reflektans och lumen per watt. Här följer en förklaring till en del av enheterna och uttrycken.
Ljustyrka (I)
Ljusstyrkan anger vilken intensitet en ljuskälla eller armatur har i en viss riktning. Ljusstyrkan redovisas ofta i ljusfördelningskurvor för armaturer och ljuskällor. Enheten för ljusstyrka är candela (cd).
Ljusflöde (f = fi)
Ljusflödet anger hur mycket ljus t ex en ljuskälla totalt avger. Strålnings- flödet från ljuskällan (som kan mätas i t. ex. watt) ”värderas” efter det mänskliga ögats känslighet i olika våglängden. Enheten för ljusflöde är
Belysningsstyrka (E)
Belysningsstyrkan är ett mått på hur mycket ljus som träffar en yta. Enheten för belysningsstyrka är lux = lumen/m2. Alltså ljusflöde per ytenhet.
Luminans (L)
Luminansen är ett mått på hur mycket ljus en yta utsänder per ytenhet. Enheten candela/m2 (cd/m2) anger ljusstyrkan i förhållande till ytans skenbara storlek. Luminansen är det mått som närmast anger hur ljus vi uppfattar att en yta är. Vår absoluta uppfattning om ljusheten beror dock på ögats adaptationsförmåga.
Reflektans (UGR)
Man mäter hur mycket av ljuset som reflekteras i UGR (Unified Glare Rating). Ju lägre UGR dess då mindre reflektans och färre reflexer.
Ljusmängd (Q)
Ljusmängden är produkten av ljusflödet (lumen) och den tid
(timmar) under vilken ljuset utsänds, dvs. Q = ft. Enheten är lumensekund, men i praktiken används den större enheten lumentimme.
Ljusutbyte (U)
Ljusutbytet (hos en ljuskälla) är förhållandet mellan avgivet ljusflöde och förbrukad effekt. Ljusutbytet anges i lm/W. Värdena kan variera med ljusets infallsriktning och i vilken riktning man mäter.
Färgåtergivning (Ra) (CRI)
Man kan mäta hur bra färgåtergivning en ljuskälla har. Detta gör man bland annat med Ra eller CRI. Ju högre värde, dess då bättre färgåtergivning. Dagsljus har värdet Ra100 t ex.
Färgtemperatur (K)
Färgen på ljuset kan även mätas i Kelvin. Ju högre Kelvin, dess då kallare ljusfärg. Vanligt ”glödlampsljus” brukar ligga på 2700K -3000K, halogenljus på 3000K-3200K och dagsljus på ca 5000K.
Källor: Nationalencyklopedin / Monica Säters doktorsavhandling: ”User centred lighting design” / ljuskultur.se
Kontakta oss
Ad lumen