Färger och ljus

Ljuset från solen eller en vanlig glödlampa ser vitt ut, men det är egentligen en blandning av flera färger samtidigt. Det kan du se med ett prisma, en trekantig glasbit med plana sidor som böjer varje färg olika mycket. Skickar du vitt ljus genom ett prisma sprids färgerna isär i samma ordning som i en regnbåge: rött, orange, gult, grönt, blått och violett. En regnbåge på himlen bildas på liknande sätt: små regndroppar bryter ljuset som prismor och speglar det tillbaka mot dig.

Föremål omkring dig har ingen färg inbyggd i sig på samma sätt som en behållare har ett innehåll. Ett grönt löv ser grönt ut för att det reflekterar det gröna ljuset i solljuset tillbaka till ditt öga, samtidigt som det suger upp (absorberar) nästan allt rött och blått ljus. Ett svart tyg absorberar nästan allt ljus som träffar det, medan ett vitt tyg reflekterar nästan allt tillbaka. Färgen du uppfattar är alltså bestämd av vilket ljus som studsar vidare in i ögat.

Det märks tydligt om du byter ut ljuset. Lyser du med rent rött ljus på det gröna lövet finns det inget grönt ljus kvar att reflektera, så lövet ser nästan svart ut i stället för grönt. Samma löv under vanligt dagsljus, som innehåller alla färger, ser grönt ut igen. Föremålets färg är alltså inte fast, utan beror på samspelet mellan vad föremålet kan reflektera och vilka färger som faktiskt lyser på det.

På en skärm skapas färg på ett tredje sätt, genom att blanda ljus direkt i stället för att reflektera det. Varje bildpunkt består av tre små lampor: en röd, en grön och en blå. Genom att låta dem lysa med olika styrka tillsammans kan skärmen skapa nästan vilken färg som helst. Rött och grönt ljus tillsammans ger gult, rött och blått ger lila, och alla tre på full styrka ger vitt. Det kallas additiv färgblandning, eftersom färgerna läggs till varandra som ljus, till skillnad från att blanda målarfärg, där resultatet i stället blir mörkare för varje färg du lägger till.

Det här lär du dig

Förklara att vitt ljus är en blandning av flera färger
Beskriva hur ett prisma eller regndroppar delar upp vitt ljus i en regnbåge
Förklara hur ett föremåls färg bestäms av vilket ljus det reflekterar och absorberar
Förklara varför ett föremåls färg kan ändras under färgat ljus
Förklara additiv färgblandning och hur en skärm skapar färger med röda, gröna och blå bildpunkter

Begrepp att kunna

Vitt ljus: Ljus som egentligen är en blandning av flera färger samtidigt, till exempel solljus eller ljuset från en vanlig glödlampa.
Prisma: En trekantig glasbit med plana sidor som bryter olika färger olika mycket, så att vitt ljus som går igenom sprids ut i en rad av färger.
Reflektion av färg: När ett föremål skickar tillbaka ljus av vissa färger medan det tar upp andra. Den färg du ser är den som reflekteras till ditt öga.
Absorption: När ett föremål tar upp ljus i stället för att skicka det vidare. Absorberat ljus reflekteras inte och bidrar inte till den färg du ser.
Additiv färgblandning: Att skapa nya färger genom att blanda färgat ljus, som på en skärm. Rött, grönt och blått ljus tillsammans på full styrka ger vitt.

Vanliga svårigheter

Tror att ett föremål har en egen färg inbyggd i sig

Det känns naturligt att ett grönt äpple är grönt rakt igenom, som om färgen var en egen beståndsdel. I verkligheten handlar det om vilket ljus äpplets yta skickar tillbaka till ögat. Tas allt ljus bort, i ett helt mörkt rum, syns ingen färg alls, eftersom det inte finns något ljus att reflektera.

Blandar ihop att mixa ljus med att mixa målarfärg

På en skärm ger rött och grönt ljus tillsammans gult, men blandar du röd och grön målarfärg på ett papper blir resultatet i stället brunaktigt eller grått. Ljus läggs till varandra och blir ljusare, medan färgämnen tillsammans absorberar mer och mer av ljuset, så att blandningen blir mörkare ju fler du blandar.

Förstår inte varför en grön tröja kan se svart ut i vissa ljus

Tröjan reflekterar bara grönt ljus, men om ljuskällan i rummet bara skickar ut rött ljus finns inget grönt att reflektera över huvud taget. Tröjan absorberar det röda ljuset nästan helt, och resultatet blir att den ser nästan svart ut, trots att den är precis samma tröja som i vanligt dagsljus.

I verkligheten

En regnbåge syns på himlen efter en regnskur, med solen bakom din rygg

Solljuset träffar miljoner små regndroppar som var och en böjer av färgerna olika mycket, precis som ett prisma, och speglar ljuset tillbaka mot dig från droppens baksida. Rött ljus böjs minst och hamnar högst upp i bågen, violett böjs mest och hamnar längst ner, och mellanfärgerna fördelar sig däremellan.

Håller du ett förstoringsglas nära en vit yta på en tv- eller datorskärm ser du inte en enda vit yta utan tydliga röda, gröna och blå prickar

Det du ser är de små lamporna i skärmens bildpunkter, som var och en bara kan lysa i en av de tre grundfärgerna. På vanligt läsavstånd blandar ögat ihop de tätt sittande prickarna till en enda upplevd färg genom additiv färgblandning.

Tips

Håll en gammal cd-skiva med den glänsande sidan mot solljus och vinkla den sakta mot en ljus vägg. Ytans fina spår delar upp ljuset i färger, som ett prisma fast på ett annat sätt, och färgerna kommer i samma ordning som i en regnbåge.
Ta tre ficklampor och tejpa fast rött, grönt och blått genomskinligt papper eller cellofan över var sin lampa. Rikta två och två mot samma fläck på en vit vägg i ett mörkt rum och se vilken ny färg som uppstår varje gång.
Lägg en röd och en grön filtpenna bredvid varandra och gissa vilken färg de ger blandade på papper, innan du provar. Jämför sedan med vad du vet händer när rött och grönt ljus blandas på en skärm, och fundera på varför svaren skiljer sig.

Testa dig själv

1. Varför ser en grön tröja nästan svart ut om rummet bara lyses upp av rent rött ljus?

Tröjan kan bara reflektera grönt ljus, men det röda ljuset i rummet innehåller inget grönt att skicka tillbaka. I stället absorberas nästan allt det röda ljuset av tröjans yta, så väldigt lite ljus når ditt öga, och tröjan upplevs därför som nästan svart.

2. Du riktar en röd och en blå lampa mot samma punkt på en vit vägg. Vilken färg ser du där ljusen överlappar, och varför?

Du ser lila (magenta). När rött och blått ljus läggs ihop på samma yta blandas de additivt, och ögat tolkar den kombinationen av våglängder som lila, på samma sätt som en skärm skapar lila genom att tända sina röda och blå bildpunkter samtidigt.

3. Vad händer om du jämför att blanda röd och grön målarfärg på ett papper med att blanda rött och grönt ljus på en skärm?

På skärmen läggs ljusen ihop och resultatet blir gult, en ljusare upplevelse än varje färg för sig. På papperet blandas i stället pigment som absorberar olika delar av ljuset var för sig, så tillsammans absorberar de mer ljus än någon av färgerna gjorde ensam, och resultatet blir mörkare, åt det brungrå hållet.

Ur kursplanen

Fysik åk 4–6 · Fysiken i naturen och samhället
Hur ljus och ljud breder ut sig och kan reflekteras.
Fysik åk 7–9 · Fysiken i naturen och samhället
Hur ljus breder ut sig, reflekteras och bryts.

Källa: Skolverket, centralt innehåll.

Leder vidare till

Det elektromagnetiska spektrumet

Träna vidare – gratis

Det här ämnet har inga egna träningsuppgifter än. De här närliggande ämnena har lösta exempel och uppgifter som anpassar sig efter dig: