F. von Becker: Om ljuset, dess källor och egenskaper.

Öfversigt af Finska Vetenskaps-Societens Förhandlingar
XII.
1869-1870.

Helsingfors.
Tryckt hos J. Simelii arfvingar, 1870.


(Föredrag vid årsdagen den 29 April 1870.)

Bland de föremal hvarpå vetenskapsmännen under sednaste årtionden med särdeles förkärlek och äfven med största framgång riktat sina undersökningar intager ljuset med dess mångfaldiga och märkvärdiga egenskaper, likasom ock det organ hvarmed vi uppfatta detsamma, ett af de förnämsta rummen. De under långa tider hopade minutiösa detaljerne, hvilkas samlade till stor del först i sednaste tider blifvit möjligt genom de till en för icke lång tid tillbaka oanad höjd af mekanisk fulländning bragta optiska apparaterne, tillåta redan småningom forskaren dels att draga allmänna, det hela sammanbindade och förklarande slutsatser, dels att uppställa nyä frågor, egnade att genom fortsatta undersökningar ytterligare öppna nya banor för upplysandet af områden, hittils ansedda som oåtkomliga för det menskliga vetandet. De vigtiga, med förvåning slående upptäckterna som af allmänheten emottagas och beundras såsom något i högsta grad oväntadt, äro nästan alltid redan långt förut anade och förutsedda just af specialisterne, hvilkas mödodsamma och skarpsinniga detaljundersökningar ännu vanligen af samma allmänhet betraktae som onyttiga och ensidiga.

Så längt den knappt tillmätta tiden tillåter, utbeder jag mig att i afton få göra försök till en populät framställning om ljuset, äfvensom af sättet hvarpå vi blifva medvetna af detsamma.

För att genom synen kunna få ett begrepp om ett på afstånd varande föremål äro tvänne vilkor nödvändiga. Först och främst måste något medium finnas, som sträcker sig från de yttreföremålen till oss, hvarigenom vi sålunda sättas i samband med dem; och för det andra måste vi äga ett organ hvilket tillåter oss att uppfatta de olikheter och förändringar, som de yttre föremålen åstadkomma i det förmedlande mediet. Vi se derföre ej heller direkte de oss omgifvande föremålen, utan fatta dem endast medelbart.

Angående beskaffenheten af ifrågavarande medium hafva olika åsigter uppställts, och knappast inom något gebit af vetenskapen hafva så häftiga strider utkämpats som de ur hvilka den nyare optikens lagar framgått.

Den först af Huyghens uppställda och förnämligast genom den fransyska forskaren Fresnel's, i början af detta århundrade, snillrika experiment bevisade s. k. vibrationstheorin är numera den af fysikerne allmänt antagas. Enligt denna åsigt är hela verldsrymden fylld af en ytters elastisk, ovägbar materie, som man benämner æther. Den finnes icke allenast i tomrummet, utan genomtränger alla kroppar, fyllande mellanrummen mellan deras vägbara atomer. Genom svängningar, vågor, vibrationer af den ovägbara ætherns minsta delar uppkommer ljus, likasom ljudet genom svängningar af de vägbara kropparnes minsta delar. När æthera är stilla, herrskar fullkomligt mörker, men då densamma på någon punkt sättes i rörelse utgå derifrån åt alla håll vägor, hvilka, då de reta synnerven, uppfattas so ljus. Hvarje nerv uti kroppen tjenar nemligen endast till ett visst för densamma specifikt ändamål, och kan icke ersättas af andra olika skapade. Olika nerver finnas för uppfattning af känsel, för framkallande af rörelse m. m., äfvensom egna specilfika nerver för syn, för hörsel, för lukt och smak. Emopt olika retmedel reagerar nerven likväl alltid på sitt egendomliga sätt. En retning af synnerven framkallar t.ex. alltid känsla af ljus, retemedlet (irritamentet) å sedan utgöras af æhervågor, eller härröra af en mekanisk, kemisk eller elektrisk orsak. En stöt mot ögat, hvarigenom synnerven skakas, åstadkommer en blixt, likaväl som en synnerven träffande elektrisk ström. Synnerven är eh i stånd att reagera på annat sätt; derföre kännes ej heller någon smärta då densamma afklippes (såsom vid operationer stundom blifver nödvändigt), utan gifver sig äfven detta blott tillkänna genom ett häftig flammande sken. I sammanhang härmed står äfven det fenomen, att personer, som varit nog olycklige att förlora sina ögons bruk, likväl ofta ännu en lång tis derefter skoftals se syntältet upplyst, eller deri märka hvarandra brokigt aflösande färger och derigenom lockas att fortfarande nära ett bedrägligt hopp om återfåendet af sin för alltid förlorade syn. Detta, likasom äfven de mångskiftande syner och fantasibilder, som under feberyrsel föresväfva patienterne, finner sin förklaring i retning af synnerven och dess centrala delar genom blodkongestioner till dessa partier.

Men låtom oss återvända till vårt egentliga ämne.

Ljuset indelas efter de källor hvarifrån det utströmmar i tvänne stora klasser. Till den första hör det från solen, stjernorne och de öfriga himplakropparne, äfvensom norrskenet, zodiakalljuset och den vid stark storm på masttopparne stundom synliga S:t Elms elden. Det till denna klass hörande ljus benämnes meteoriskt.

Till dem andra klassen åter föres det ljus som beror på mekaniska, fysiska och kemiska processer, således det som uppstår genom hnidning, stötar, ghetta, elektricitet, liksom och det som flere organiska kroppar, såväl i lefvande som fött tillstånd, utsråla.

Det ojemförligt starkaste ljuset afgifver solen. För att få ett begrepp om dess intensitet behöfver man blott mellan ögonen och solen hålla en med liflig låga brinnande eller starkt glödande kropp för att den skall synas som en mörk fläck. Flere försök hafva blifvit gjorda för att bestämma solljusets intensitet genom jemförelse med någon bekant ljuskälla. Såsom sådan har man vanligen begagnat lågan af ett s. k. normalljus, d. v. s. ett vaxljus af bestämd tjocklek och vigt: i förbigående sagdt samma måttstock som äfven hos oss ursprungligen föreskefs till kontroll af gaslågorna på våra gator. För beqvämlighetens skull har normalljuset likväl sednare blifvit utbytt mot ett vanligt stearinljus, som ger ett i det närmaste lika starkt sken. En gaslåga bör u motsvara tolf stearinljust. I anseende till svårigheten att jemföra ljuskällor af så enorm olikhet som sol- och normalljuset, hafva försöken likväl eh utfallit fullt lika. Enligt Buguers och Wollastons, med hvarandra i det närmaste öfverensstämmande undersökningar är solljuset omkring 180,000 gånger starkare än normalljuset. Närmast till solljuset i intensitet står det elektriska ljuset.

Det till den andra klassen räknade ljuset är mer eller mindre färgadt, och i allmänhet liknande det som fosfors sprider i luften, hvarför det äfven ofta betecknas med namnet fosforescens.

Redan i de mest aflägsna tider kände man att ruttnarde vegetabiliska ämnen, likasom ock döda djurkroppar atsatta för fukt och värme, kunna lysa i mörker. Framför annat gifva skämda hafsfiskar (sill, hvitling) upphof till ljusfenomen. Engelsmannen Hulme, som bland andra anställt undersökningar häröfver, lemnade t. o. m. redan år 1800 en föreskritft för beredningen af en lysande massa. Enligt denna lägger man 8 delar vatten, 2 delar fiskkött (bättre fiskmjölke) och en del svafvelsyrad magnesia (engelsk salt) i en glasflaska, som hålles vid 12° C. temperatur. Redan efter 24 timmar blifver hela massan lysande, då flaskan omskakas.

Bland lefvande växter känner man redan mer än ett dusin danerogamer och 8 à 9 kryptogamer, som äga förmågan att lysa. De fleasta af dessa äro af resande funna inom de heta zonerne. Så hände det t. ex. under den bekanta farmakologen Martii resa genom Brasilien, att hans bärare under en het sommardag (temperaturen gick till 25° C. i skugan) vid genomträngandet af ett busksnär afbröto några qvistar. Hvar gång detta skedde, lyste den utflytande saften. Växten befanns vara en Euphorbia-art, och fick af Marius tillnamnes phosphorea. Den äst undersökta lysande växten är en liten på olivträden i mellersta Frankrike och södra Europa förekommande svampart. På den lysande förmågan utöfvar dock den omgifvande temperaturen stort inflytande; nyssnämnde Euphorbia's saft lyste t. ex. ej mera då temperaturen sjönk under 20°, den lilla olivsvampen åter bäst mellan 8 och 10° C.

Antalet lysande djur är mycket stort och utgöres förnämligast af hafsdjur af alla klasser, från de små mikroskopiska infusorierne, som genom sin tallösa mängd göra stora sträckor af de tropiska hafven lysande, medusor, mollusker, krustacéer ända till t. o. m. fiskar. I Genua räknade Viviani redan 14 olika slag af lysande sjödjur, och Quatrefages uppgifver de kändas antal till omkring sextio.

Ad lysande landtgjur känner man deremot endast ganska få och nästan endast insekter. Öfver beskaffenheten af lysorganet hos den bäst kända, vår inhemska lysmask, har undertecknad för några år sedan i Societens Öfversigt lemnat ett referat.

Hos de äldsta författarne, ända från Aristoteles Lärjunge Theophrastus (onkring 300 år f. Chr.) omtalas redan under namn af karbunkler, pyroforer, anthrax, i mörkret lysande stenar. Konungen i Pegu skulle t. ex. äga en af sådan storlek och glans, att han medelst denna i mörkret lyste som solen. Då man likväl känner att de gamla med ofvananförda benämningar betecknade granater, rubiner samt i allmänhet rödfärgade stenar, äfvensom att dessa ej kunna afgifva ljus, är det väl tommeligen påtagligt att de förblandade reflekteradt med sjelfständigt frambragt ljus.

År 1602 eller 1603 skedde likväl tillfälligtvis en upptäckt, som visade att man verkeligen, och det ganska lätt, kan bereda en substans med de underbara egenskaper, som de gamla tillskrefvo karbankeln.

En skomakare i Bologna, Vincenzo Casciorolo, som sysslade med alchemi, hade funnit en tung sten, som han i förmodan att den innehöll silfver, försökte att smälta. Detta lyckades väl ej, men i stället fann han till sin förvåning att stenen erhållit förmågan att lysa i mörkret, efter att först hafva utsatts för solljuset. Stenen bestod af tungspath, och hade genom hettan och de omgifvance kolen i sina ytliga lager reducerats till svafvelbarium, hvilket ännu, likasom och de närastående svafvelstrontium och svafvelcalcium, utgörs ett af våra starkast forforescerande ämenen. Väl beredda, kunna dessa, sedan de någon tid insupit solljust, fortfara att lysa i mörkret under flere timmars tid.

Föröfrigt är antalet fosforescerande ämnen mycket stort dit höra en mängd fluor-, chlor-, cyan m. fl. föreningar mest med alkalier och alkaliska jordarter. Alla skilja de sig likväl från vanlig fosfor, deri att de ej likt denna behöfva luft för att lysa, utan kunna göra det lika väl i lufttomt rum och under vatten, sedan de förut blifvit utsatta för solstrålarne eller ock uppvärmda eller guidna. Att en del dismanter under samma inflytanden äfven erhålla förmågan att lysa i mörker fann Boyle redan år 1663.

Genom såjälkning eller sönderstötning af en mängd innen t. ex. sältspath, socker, kan likaledes ljusfenomen framkallas. Skakar man i en flaska torra krystaller af salpetersyrad uranoxyd, så att de stöta mot hvarandra, ser det i mörkret ut som vore hela flaskan fylld af gnistor. Uti en del saltlösningar uppstår likaledes en gnista hvar gång en krystall bildar sig. Berzelius kände det redam om fluorcalcium och svafvelsyradt natron. Praktfullast kan man observera fenomenet, om man, enlight Henrik Roses föreskrift genom kokning löser glasig arseniksyrlighet i utspädd saltsyra och derefter låter lösningen mycket långsamt afsvalna i mörker. Hvar gång en krystall bildas, visar sig en liflig gnista. fenomenet forfar tills all arseniksyrligjet utkristalliserat och kan ofta räcka hela dygnet om.

En mycket vigtig ljuskälla afgifver sluteligen äfven elektriciteten, på hvars närmare beskrifning utrymmet likväl förbjuder oss att hän ingå.

Från ljusets källor vilja vi nu vända oss till dess egenskaper, hufvudsakligast sådana de framträda hos solljuset.

Släppes genom en sspringa en knippe solstrålar in i ett mörkt rum, så visar sig på en skärm, som uppfängar dessa strålar, en upplyst och ofärgad fläck. Håller man nu mellan springan och skärmen ett prisma så att solsstrålarne måste passera igenom detsamma, så framträder i stället för den upplysta, ofärgade fläacken en aflång af olika regnbågsartade färger sammansatt bild, som man benämnt spektrum. Närmast mot spektrums kant finnes rödt, sedan orange, gult, grönt, blått och sluteligen violett. Tillika märkes att spektrum ej börjar der, hvarest, före prismets mellankomst, den solbelysta fläcken låg, utan att detsamma är skjutet år den sida hvartät prismets bas ligger. Försöket lärer således icke allenast att ljuset brytes åt prismets bas, utan äfven att det ofärgade hvita ljuset är sammansatt af en mängd olika färgade strålar, hvilka dessutom hvar för sig brytas olika starkt, det röda minst, det violetta starkast.

Redan 1802 have Wollaston funnit att färgerne i spektrum ej oafbrutet aflösa hvarandra utan att de ställvis afbrytas af mörka linier. Numera känner man öfver sextusen dylika linier.*) Utan kännedom äraf gjorde Frauenhofer 1814 samma upptäckt och bestämde tillika redan noga läget af åtta grupper dylika linier, hvilka han betecknade med bokstäfverne A till H.* Dessa s. k. Frauenhofer'ska linier gäfvo första anledningen till spektralanalysen som under sednaste år, förnämligast genom Kirchhoffs och Bunsen's verldsbekanta undersökningar, tagit så stora dimensioner och lemnat så viktiga upptäckter.
De artificiella ljuskällorna gifva allt efter sin olika beskaffenhet än ett jemnt, än åter ett afbrutet spektrum. Fasta eller flytande glödande kroppar gifva ett jemnt spektrum; glödande gaser gifva lysande band eller linier omvexlande med mörka fält. Från ljuskällor, bestående af en fast lysande kärna omgifven af gasmassor, får man åter ett spectrum afbrutet af mörka eller svarta linier.

Snar fann man att en del af de i solspektrum observerade mörka linierne oflränderligt återfinnas i spektra från alla de ljuskällor, som låna sitt ljus af solen, t. ex. planetarnes ljus, ljuset från molnen o. s. v., hvarför man äfven benämnde dessa linier solarlinier. Deremot förändras åter andra allt efter atmosferens tllstånd, om solstrålarne t. ex. måste passera en längre väg genom jordens dunskrets, såsom fallet är då solen går upp eller ned. De sålunda uppkommande spektrallinierne benämnas till skillnad från de förra atmosferiska linier.

Hvarje som ljuskälla begagnad lysande kropp gifver ett för densamma karakteriskist färgadt spektrum, så äfven glödande kroppar som förflyttigas i brinnande gaser. Låter man t. ex. i ett mörkt rum strålarne från en spritlampa, hvars veke blifvit bestruken med koksalt, gå genom ett prisma, så finner man spektrum alldeles mörkt, endast afbrutet af en bred gul linie. Innehåller veken kali, uppkommer en röd linie i början af spektrum och en violett mot dess slut. Dessa färgade linier ligga altid på samma genom de Frauenhoferska linierne noga bestämbara ställen. Låter man deremot ett annat intensivare ljus t. ex. solljus (Drummond's kalkljus, elektriskt ljus) sända sina strålar genom den brinnande gasen, så uppträder det för solljuset karakteristiska spektrum med mörka linier på de ställen der de brinnande gasernas färgade linier borde ligga.

Detta fenomen förklaras bäst genom den af Kirchhoff uppställda hypothesen att hvarje kropp blott genomsläpper de färgstrålar, som ejförekomma i det ljus den sjelf afgifver. Koksaltets ljus är t. ex. gult; derföre absorberar det äfven motsvarande gula strålar i solljuset, i hvars spektrum de följakteligen saknas, så att der de bordt finnas en mörk linie uppstår.

På samma sätt uppkomma nu ocksp de oföränderliga solar-linierne genom i solens egen atmosfer förekommande flygtiga ämnen, under det de föränderliga atmosferiska linierne åter framkallas genom i jordens atmosfer befintliga vattenångor och gaser.

Till följe af den utomordentligt ringa mängd, i hvilken ett ämne behöfver vara närvarande för att redan framkalla för detsamma karakteristiska linier, utgör numera spektralanalysen det säkraste ochkänsligaste reagenset för uppvisande af ytterst små spår af metaller och andra ämnen; 1/3000000 af natrium, 1/1000000 gran lithium, 1/1000 gran kalium eller barium gifva t. ex. redan sin närvaro tillkänna.

Men icke allenast öfver beskaffenheten af ämnen, som vi kunna beröra och handtera, kunna vi medelst spektralanalysen förskaffa oss kännedom, utan kunna t. o. m. med densamma undersöka på oändliga afstånd från oss belägna, annars alldeles oåtkomliga kroppar. Så har Kirchhoff med största sannolikhet visat att i solens atmosfer förekomma jern, magnesia, natron, kali, kalk, chrom, nickel; kanske äfven kobolt, lerjord, barium, koppar, mangan och zink; deremot saknas deri guld, silfver, bly, tenn, antimon, cadmium, arsenik, qviksilfver, lithium, strontium, kisel och thallium.

Ehuru redan Frauenhofer anställt undersökningar öfver stjernornas spektra, hafva dessa intressanta forskningar likväl först under sednaste fem à sex år blifvit närmare bearbetade, hudvudsakligast af Donati, Huggins, Miller och Pater Secchi. Genom deras bemödanden känna vi t. ex. att månan ej har någon atmosfer. Hvad fixstjernorna angå, likna de i afseende på sin beskaffenhet i allmänhet solen och bestå liksom denna af en glödande massa omgifven af absorberande gaser, hvilkas sammansättning dock visar stor olikhet. De på jorden vanligaste elementerna, isynnerhet väte, natron, magnesia och jern, förekomma äfven vidt utbredda på de öfriga himlakropparne. Några stjernors atmosfer tyckes deremot alldeles sakna vattenångor.

Bland egendomliga gitgörande observationer förtjenar ännu omtalas följande af Huggins gjorda. Man kände redan sedan gammalt flere exempel på stjernor, som hastigt begynt lysa med mycket klart sken och derpå småningom aftagit i glans, tills de stundom t. o. m. alldeles upphört att synas. I Maj 1866 uppflammade plötsligt en stjerna i stjernbilden Corona borealis, hvarefter densamma inom några dagar sjönk ända till 10:de storleken d. v. s. blef osynlig för blotta ögat. Vid undersökning visade nu spektralanalysen ett spektrum, tydande på att fenomenet härrörde af brinnande vätgas. En explosion med utveckling af vätgas hade väl inträffat på stjernnan, och gasen derefter fattat eld.

Häraf framgår redan tydligt det intresse och den vigt spektralanalysen erbjuder för de astronomista studierna. Men äfven i andra hänseenden äger den sin praktiska nytta. På denna väg ledde sig t. ex. Bunsen och Kirchhoff till upptäckten af tvenne nya metaller: Cæsium och Rubidium, och sedan dess är ännu en tredje, thallium, funnen medelst samma metod. Vid medico-legala undersökningar afgifver spektralanalysen ett säkert tecken till igenkännande af blod. Upptäckaren af denna reaktion, Hoppe, har visat att ännu en del blod, blandad med 2 à 3 tusen delar vatten, säkert gifver sig tillkänna genom absorbtion af vissa strålar i spektrum. Ytterst små spår af giftiga metaller kunna härigenom upptäckas i texturerne. För ögonläkaren tjenar åter spektralanalysen till bestämmande af de färgade glasens lämplighet att från ett retligt öga utestänga för detsamma skadliga strålar, äfvensom till bestämmande af förmågan att urskilja färgnyancer.

Men huru uppkommer då färg? Detta kan ske på flera sätt. Man skiljer derföre äfven mellan två hudvudgrupper: objektiva färger, som hafva sin orsak utom oss sjelfva, och subjectiva, som visa sig vid retning af synnerven, oberoende af utom oss varande föremål. Till denna sednare afdelning, som vi nu ej närmare kunna beröra, höra de ljusa molnbilder, som äfven i fullkomligt mörker föresväfva ögat, känslas af ljus vid tryck och elekrisk retning, äfvensom efterbilder och kontrast färger.

Det hvita, ofärgade ljuset kan på tre olika sätt gifva uppkomsten åt färg: antingen genom brytning, genom interferens eller genom absorbtion. De objektiva eller fysiska färgerne indelas i öfverenstämmelse härmed äfven i tre klasser.

Till den första höra alla spektral och prismatiska färger. Se uppstå derigenom att de färgade strålar, som tillsammans bilda det hvita ljuset, till följe af sin olika brytning skilja sig från hvarandra. Förenas de samteligen åter (t. ex. genom ett convexglas) bilda de ånyo hvitt ljus.

Den andra klassen eller interferensfärgerne uppkomma på så sätt att det hvita ljusets olika beståndsdelar skiljas från hvarandra derigenom att några strålar nödgas tillryggalägga en längre väg än de andra; eller ock sålunda att npgon stråleshastighet, i det medium den måste genomlöpa, minskas. I hvardera fallet uppstå störingar, hvarigenom färger framträda. Hit höra de färger som synas på tunna blad, på af fukt och sol angripna fönserrator, på såpbubblor, perlemor etc.

Studiet af dessa färgers uppkomst hafva lemnat de allra vigtigaste bidrag till läran om ljuset. Medelst dem lyckades det Fresnel år 1822 att bevisa det ljuset beror på vågor i æthern, och ej, såsom man dittills på Newtons autoritet antagit, af små från de lysande kropparne utflygande partiklar. Med tillhjelp af interferensen har det t. o. m. varit möjligt att med fullkomlig noggrannhet mäta våglängden hos de olika färgade strålarne, äfvensom medelbart äfven antalet vågor i sekunden.

Ehuru ämnet är något svårt att i korthet framställa, vill jag dock, i anseende till sakens vigt, försöka att med några ord lemna en antydning om, huru detta är mögligt.

Kastar man på en lugn vattenyta tvenne stenar ett litet stycke från hvarandra, så utgå frän de punkt der de nedfallit vågor ringformigt åt alla håll. Mötas dessa vågor, så stiger vattenytan der två vågberg träffa tillsammans, likasom den åter sjunker der två vågdalar falla ihop. Kommer deremot den ena vågen en half våglängd efter den andra så att högsta punkten af ett vågberg sammanträffar med djupaste punkten af en vågdal, så upphäfva de hvarandras verkan (förutsatt att de äro lika starka) ocj vattenytan blir stillastående. Alldeles så förhåller det sig ock med æthervågorne, endast med den skillnad att der æthern är i rörelse synes ljus, der den är stilla herrskar deremot mörker. Om man derföre, t. ex. medelst en interlerens-spegel, låter två ljusstrålar med olika gångart falla på samma ställe af en skärm, så synas der ljusa ringar omvexlande med mörka. Begagnar man rödt öjus, äro afstånden mellan ringarne bredast, smalare åter vid violett ljus; hvilket åter bevisar att de röda æthervågorne äro längst och de violetta kortast.

Genom mikroskopisk mätning kan afståndet mellan ringarne mätas och sålunda de enskilda färgernes våglängd beräknas. Vågornes längd i luft variera mellan 645 och 406 milliondedels millimeter, under det deras antal i sekunden utgör mellan 476 och 757 billioner. De första talen tillhörs de i spektrum förekommande yttersta röda, de sednare de yttersta violetta strålarne.

Den tredje klassen utgöres sluteligen af de genom absorption uppkomna färgerne. Hit räknas så väl de färger, som genomskinliga färgade glas, vätskor och gaser visa, som ock kropparnes naturliga färger, äfvensom färgstofternes.

Härvid uppkommer färgen derigenom att kropparne uppsuga, absorbers, en del af det hvita ljusets beståndsdelar, under det de återstråla, reflektera de öfriga. Röda färgämnen absorbera t. ex. alla andra strålar utom de röda, som de reflektera.

Brokigt färgade föremål kunna derföre ej heller visa samma färger som vid hvitt ljus, om de belysas af en ljuskälla, som ej innehåller alla spektrums färger. Om man t. ex. vid skenet af en tran-lampa betraktar en af olika färgade blommor sammansatt bukett, så synes det hela blott smutsigt rödgult. De herrliga färgerne på en Azalé eller Camellia skilja sig ej från smörblommans. Som genom ett trollslag förvandlas likväl allt, så snar hvitt ljus får belysa det hela. Huru svårt är det ej redan att vid vanligt ljussken skilja mellan grönt och blått?

Artisten rör sig endast inom reflexfärgerne, fysikern inom alla tre klasserne. Då menniskoögat ej med den skärpa, som vi genom instrumenter kunna uppnå, är i stånd att skilja sammansatta färger från enkla, kallar vanligen målaren samma färg för ren och enkel, som fysikern finner sammansatt af en hel mängd olika färger. Målaren bestämmer äfven färgerne hufvudsakligast genom jemförelse med bredvidstående. Den han i ett fall kallar hvit, finner han ofta i en annan sammanställning vara gul eller blå, o. s. v.

Men låtom oss gå vidare. År 1800 fann Herschell vid undersökning med en känslig termometer olika temperatur inom de olika delarne af spektrum. De violetta strålarne voro kallast, de röda varmare men först utom dessa, der ingen ljusstråle mera fanns, inträffade största temperaturstegringen. Värmestrålarne brytas således mycket mindre än färgstrålarne.

Likasom det finnes kroppar som genomsläppa ljus, och andra som ej göra det, likaså genomsläppa en del äfven värmestrålar, andra åter ej. Vi känna t. o. m. redan sådane som ej genomsläppa ljus, men väl värme, och hvarigenom dessa begge slag af strålar sålunda kunna skiljas från hvarandra. Ett af de märkligaste exemplen härpå erbjuder en lösning af jod i kolsvafla. Uti Philos. Transact. har Tyndall, som jemte Magnus förnämligast sysselsatt sig med hithörande frågor, beskrifvit ett instrument bestående af ett slutet rum innehållande två kolspetsar, från hvilka elektriskt ljus utströmmar. Uti rummets vägg är inpassadt ett rör som tilltäppes af en glaskula, fylld med en lösning af jod i kolsvafla. Af det elektriska ljuset, som faller på kulan, kunna endast värmestrålarne tränga igenom, och då glaskulan genom sin sphæriska form tillika verkar som sammellins, förenas dessa strålar utanför apparaten i en brännpunkt. Föres nu ett stycke papper, trä eller annat brännbart ämne in uti denna brännpunkt, tänder det sig genast; och likväl herrskar utom apparaten fullkomligt mörker, emedan inga ljusstrålar kunna tränga igenom kulans innehåll.

Ett begrepp om den ofantliga värmeqvantitet som solen utstrålar mot jorden lemnar oss en beräkning af Pouillet, som visat att den vore tillräcklig att på ett år smälta en 50 aln tjock isskorpa, som jemnt omgåfve jorden. Emellertid absorberas i medeltal ungefär hälften af denna värme af den jorden omgifvande atmosferen. Det är denna värme som Öfverste Eriksson genom sina äfven i våra tidningar ofta nämda caloric-maskiner vill tilligodogöra.

Att värmet, likasom ljuset genom convexglas och coscavspeglar låter concetnrera sig kände redan de gamla. Så omtalar Plinius att lärkarne på hans tid begagnade, medelst en kristalkula concentreradt solljus i stället för bränajern. Putarehus beskriver en slags concavspegeö, sammansatt af plana kopparskifvor, hvarmed prestinnorna i templen i Athen och Deplhi hemtade ny eld från solen, då den heliga elden tillfälligtvis slocknat. Engvar känner ju dessutom berättelsen om huru Archimedes vid belägringen af Syracuss (212 f. Chr.) med brännspeglar berättas hafva antändt romarnes fartyg.

Denna uppgift betraktades emellertid länge i stöd af theoretiska skäl såsom en fabel, bland andra äfven af Cartesius, till dess Buffon företog sig att genom experiment afgöra sakens möjlighet. Han konstruerade sig en concavspegel sammansatt af 168 små plana glasspeglar, så att hvarje af dessa kastade sin solbild på en och samma fläck. Vid det första försöket (d. 23 Mars 1747) antände han redan med ¼:del af sin spegel en tjärad vedhög på 66 fots afstånd; och vid ett sednare, då en större del af spegeln begagnades, t. o. m. på 150 fots distans. På Conservatoire des arts et métiers r Paris finnes en efter denna metod konstrucrad brännaspegel, som med lätthet smälter de svårsmältaste metalles, t. ex. platina. Enligt samma princip äro för öfrigt äfven Fresnels utmärkta lysapparater för fyrar konstruerade.

Uppeggade af Herschells upptäckt af de utom spektrum liggande värmestrålarne, begunte i början af detta århundrade en mängd fysici, deribland Ritter, Inglefield och Wollaston, att undersöka strålarne vid och utöfver spektrums violetta ända. De pröfvade de starkast brytbara strålarne på deras förmåga att frambringa fosforexcens äfvensom att framkalla kemiska förändringar hos olika ämnen. Hufvudsakligast begagnade de likväl till detta sednare ändamål chlorsilfver, som Scheele redan 1777 hade visat att svärtar sig företrädesvis under inverkan af violett ljus. Snart fann man äfven härvid att de starkast kemiskt verkande strålarne ligga ytterom de synliga violetta. Från denna tild mångdubblades undersökningarne och togo isynnerhet stark fart efter Daguerres lysande upptäckt att fixera ljusbilderne i camera obscuran.

Den första som berättas hafva begagnat sig af ljusets kemiska strålar i artistiskt ändamål är Charles, som använde ett i en silfversalt-lösning doppadt papper för att derpå frambrunga silhouetter. På samma sätt försökte äfven Wedgewood år 1802 att förskaffa sig af bildningar af målade glasfönster i kyrkorna. De erhållna bilderne försvunng dock snart åter när de utsattes för sagsljuset. År 1814 begynte Nicephorus Niepce en serie försök att fixera bilderna i camera obscuran. Såsom känslig substans använde han asfalt. Han hade nemligen funnit att detsamma utsatt för ljusets incerkan blir nästan olösligt i petroleum, hvari det innan ljuset får verka derpå löser sig. Han öfverdrog derföre i mörker en metallskifva med asfalt, insatte den i cam. obscuran, upplöste efter behörig inverkan af ljuset de icke förändrade ställena, och etsade derpå de blottade ställena af plåten med en syra. På detta sätt frambringades en af ljuset oföränderlig bild. Öfver dessa sina arbeten presenterade han år 1812 en memoire för Royal Society i London. När han sedermera erfor att Daguerre sysslade med samma ämne associerade han sig med honom år 1829. Denne sednare fullföljde först Niepce's upptäckt, men kom sedan sjelfständigt år 1835 efter många försök uppå, att jodsilfver utsatt för solljus, redan förr än ögat på detsamma kan upptäcka någon förändring, erhåller förmågan att på sig fästa qvicksilfver. Härpå grundade han en ny metod, känd under namn af Daguerrotypi. Enligt denna utsattes den med jodsilfver öfverdragna plåten, sedan den behörigen blifvit påverkad af ljuset, för qvicksilfverångor. Det oförändrade jodsilfret borttvättades med undersvafvelsyrligt natron. Dagrarne i bilden syntes genom sitt qvicksilfveröfverdrag hvita, under det skuggorne som bestodo af rent silfver deremot syntes mörka. Härigenom var således det efterlängtade målet uppnådt. Först fyra år sednare, 1839 publicerade Daguerre sin vackra upptäckt, för hvilken han erhöll en national belöning.

Sedan den tiden hafva likväl forskningarne och upptäckterne gått så raskt framåt, att i de nuvarande sätten för framställningen af fotografierne knappast något mera af Daguerres ursprungliga metod qvarstår.

Två år sednare, 1841, lärde redan Talbot en metod, som ännu utgör basen för fotografiering på papper. Håller man ett med jodsilfver-lösning dränkt papper endast några ögonblick i camera obscuran, och derpå lägger det, innan ännu någon bild synes på detsamma, i en lösning af garfsyra, som derpå uppvärmes, så framträder bilden småningom. Härvid äro likväl dagrar och skuggor omkastade, de förra mörka de sednare ljusa; det är hvad man kallar en negatif bild. Från denna kan likväl sedan andra positiva tagas. I stället för papper kan man äfven begagna en glasskifva öfverdragen med gelatine, collodium eller albumin betäckt med ett tunnt lager af ett känsligt silfversalt, som sedan behandlas med en reducerande vätska: garfsyra, jernoxidul eller tennchlorur, hvilka alla verka detsamma, endast gifvande litet olika ton åt bilden.

År 1856 stiftade Hertigen af Luynes som sjelf ifrigt sysselsatte med fotografiska studier, ett pris, som sedermera likväl delades i tvenne, nemligen ett à 8,000 francs för upptäckten af ett sätt att utan manuel tillhjelp medelst litografi eller gravyr direkte reproducera fotografiska bilder; och ett annat à 2,000 francs att hvartannat år utdelas åt den eller dem som under denna period gjort största framsteg i framställningen och conserveringen af positiva bilder. Till prisdomare sattes la Societé française de photographie. Utan tvifvel har väl äfven detta pris mycket bidragit till de inom Frankrike under sednaste tider gjorda framstegen.

Vi kunna ej här uppehålla oss vid de förbättringar, som införts utaf Poitevin, Fargier, Garnier och Salmon m. fl., utan begagna hellre den återstående tiden till en skizzerad framställning af sättet att medelst ljusets inverkan åstadkomma gravyr och lithografi.

Härvid måste genast anmärkas att ehuru en mängd sinnrika försök blifvit gjorda, det likväl ännu ej lyckats att bringa den fotografiska gravyren till den fulländing att mellantonerne skulle utfalla väl. Den egnar sig derföre tillsvidare blott till reproduktion af streckade ritningar.

En hithörande metod af Garnier och Salmon består t. ex. uti att utsätta en joderad messingslåt, betäckt af en glaskifva med positiv bild, för ljusets inverkan. Härvid inträffar plåten med qvicksilfver, detta icke fäster på de ställen der ljuset inverkat, men väl på de ställen som legat under ogenomskinliga af glasskifvan. Öfvervalsas den sålunda preparerade plåten med tycksvärta, så fäster denna åter blott på de ställen, som äro fria qvicksilfver, d. v. s. på den ursprungliga bildens dagrar. Underkastas plåten sluteligen härefter etsning med syra, så skyddar trycksvärtan åter de ställen den betäcker, hvaremot den ursprungliga bildens skuggor, alldeles som vid vanlig gravyr, urgröpas af syran.

Intressant är äfven en annan metod, benämnd helioplastik. Denna är baserad på egenskapen hos med surt chromsyradt kali impregnerad och torkad gelatin att, utsatt för ljuset, förlora sin förmåga att svålla i vatten. För att begagna sig häraf, öfverstryker man en glasskifva med ofvannämnde gelatinblandning, låter den torka i mörker, och utsätter den sedan, betäckt af en på glas befintlig fotografi, för ljusets inverkan. Då härpå doppas vatten, svälla alla de ställen som varit i skugga, och det gradvis efter skuggans styrka. Det hela bildar sålunda en relief, hvaraf gipsaftryck tages. På galvanoplastik väg kan man sedan ytterligare skaffa sig ett metallaftryck af gipsen, hvilkas metallplåt derefter kan begagnas till tryck.

För foto-litografin lyckades det deremot redan år 1855 Poitevin att finna följande enkla och praktiska metod. Om man nemligen öfverdrager en vanlig litografisk sten med en blandning af gummi, eller gelatin, och chromsyra, och derpå under en på glas befintlig fotografisk bild utsätter des för ljus och derefter invalsar den med trycksvärta, so fäster denna blott på de ställen, som varit utsatta för ljuset, så att ett noggrant aftryck af den använda fotografin uppstår. Aftvättas nu den lösliga gummi-blandningen med vatten, så kan stenen efter vanlig behandling medelst etsning med syra o. s. v. begagnas till tryck. För denna upptäckt tillerkändes Hertigens af Luynes stora pris enhälligt åt Poitevin.

Sannolikt skall man väl äfven i en kanske ej så aflägsen framtid lyckas att fixera bildernes naturliga färger. Hittills känner man enligt undersökningar, hufvudsakligast af Becquerel och poitevin, blott en enda substans, halfchlorsilfver, som under vissa förhållanden är i stånd att antaga de på densamma fallande färgerne. De uppkomma färgerne likna de genom interferens frambragta, och förblifva oförändrade i mörker. Utsatta för dagsljus, öfvergå de i grått och försvinna snart. Förgäfves har man på flerfaldigt sätt försökt att fixera dem.

Likasom värmestrålarne, absorberas äfven en stor del af de kemiska strålarne under sin passage genom fordatmosferen. Enligt Bunsen's och Roscoe's undersökningar går härvid omkring 2/3 af deras intensitet förlosrad. Ju lägre solen står öfver horizonten, desto längre sträcka måste dem strålar naturligtvis passera genom jordens dunstkrets. Deraf kommer det att i länder nära polen, isynnerhet vintertid frambringade af en fotografisk bild erfordrar längre tid och dock ej vill blifva lika skarp som i bättre lottade klimat. Att solen vid sin upp- ch nednång ser röd ut, beror äfven deraf att dess violetta strålar starkare än de öfriga absorberas af atmosferen.

Det från månen och öfriga planeter reflekterade ljuset innehåller likväl ännu tillräckligt kemiska strålar för att tillåta fotografering. Dylika afbildiningar begagnas äfven af astronomerne till lösandet af mångfaldiga vetenskapliga uppgifter. Framför andra berömmas engelska astronomen Warren de la Rues fotografier öfver Månen, Mars, Juno och Saturnus.

Bland artificiella ljuskällor innehåller magnesiumljuset en proportionsvis stor mängd kemiska strålar. Med tillhjelp af detta kan man derföre taga fotografier af orter dit solljus aldrig tränger, sålunda har man t. ex. förskaffat sig fotografier öfver katakomerne under Paris.

Vi komma nu till slutfrågan: på hvad sätt förmedlas seendet? eller med andra ord: huru och genom hvilka apparater förvandlas ljusvågorna till nervrörelse, så att de medels synnerven kunna ledas till hjernan, för att derstädas uppfattas af medvetandet?

Såsom bekant kan ögat förliknas vid en camera obscura. Fess främre hälft med sina genomskinliga och strålbrytande medier motsvara camerans optiska del; i dess bakre hälft åter sinnes, likt camerans bilden uppfattande skärm, synnervens känsliga apparat, näthinnan, utbredd. Endast denna ändapparat, men ej sjelfva synnerven, är i stånd att förmedla det objectiva seendet, hvarom man lätt kan öfvertyga sig. Der synnerven intränger i ögat felar nemligen ändapparaten och der uppstår derföre en blind fläck, som efter sin upptäckare kallas Mariottes fläck. Tager man en tvåa ur en kortlek och betraktar den med ett öga under det man långtsamt aflägenar kortet, hvars yta hålles parallelt med ansigtet, så finner man att ungeför på 8 à 9 tums afstånd från ögat den ena figuren försvinner. Härvid bör man med högra ögat fixera figuren till venster, och tvärtom. Då experimentet först upptäcktes för nära 200 år sedan (1668) väckte det en sådan förvåning att det flere gånger måste förnyas inför Englands dåvarande konung, Carl II. Fläcken är för öfrigt ej så alldeles liten. På ungefär fyra fots afstånd kan man redan låta hufvudet af en person försvinna, och på himlahvalfvet intager den ett rum, större än 100 månar.

I stöd af fysiologiska undersökningar har man anledning att antaga att förvandlingen af ljusvågor till nervrörelse åger rum uti näthinnans ytersta lager. Detta vigtiga lager är sammansatt af tätt vid hvarandra stående ytterst fina cylinder- och konformiga elementer, som efter sin form fått namn af stafvar och tappar, och hvilka medelst olika nervösa apparater i näthinnans öfriga lager sluteligen sammanhänga med synnervens fibrer. Dessa tappar och stafvar vestå enligt M- Schultzes nyaste undersökningar af tvenne s. k. leder. Ytterleden utgöres af på hvarandra liggande ytterst tunna men olika tjocka, starkt ljusbrytande skifvor, omgifna af i ett svart pigment inbäddade ytterst fina nervtrådar, hvilkas närmare förening med de nyssnämnda skifvorna tillsvidare dock i anseende till deras enorma finget varit omöjligt att utgrunda. Af hvad man känner är det likväl redan möjligt att bilds sig ett begrepp om huru seendet d. v. s. retningen af synnervens ändapparat förmedlas. Då en ljusstråle infaller i tapparnes eller stafvarnes ytterled, måste den, liksom i en stapel af på hvarandra liggande glasskifvor, brytas åt alla håll, och således en stark absorbtion af ljus äga rum i den omgifvande svarta beläggningen, deri nerverne ligga inbäddade. Vidare måste äfven ljusvågor af olika längd röna olika mptstånd under sin gång genom ytterlederna allt efter det förhållande i hvilket våglängden står till skifvorner tjocklek. På denna väg kunna vi således tänka oss uppkomsten af en olika verkan, eller retning af de finaste nervtrådarne, hvarigenom vi åter kunna blifva i stånd att urskilja æthervågor af olika längd, d. v. s. strålar af olika färg. En sinnrik theori öfver ifrågavarande förhållanden är icke längesedan uppställd af Zenker, och har jag öfver denna äfvensom öfver synnervens ändapparat i senast utkomna häfte af Societetens öfversigt lemnat en detaljerad beskrifning. Dessa apparater äro för öfrigt så fina att de endast med våra allra starkaste förstoringar d. v. s. 1500 à 2000 ggr kunna ses. Ett hårstrå sedt med dylik förstoring skulle redan visa en diameter öfver en aln.

På det ej ljusets värme och kemiska strålar måtte inverka förändrande på den känsliga näthinnan, har naturen fyllt ögats inre med vätskor som till största delen absorbera desamma.

Då jag dristat göra ett så rikt och intressant ämne som läran om ljuset till föremål för ett inom en trång ram inpassadt populärt föredrag, måste mycket blifva högst ytligt och ofullständigt, mycket knappast vidrört. Att så äfven är fallet känner ingen bättre än jag, och dock torde dessa spridda fakta redan tillräckligt visa den utomordentliga konserqvens och harmoni, som ända i de minsta detaljer gifva sig tillkänna i naturens lagar, den beundransvärda finhet och oändliga rikedom på medel hvarmed de mest förvånansvärda resultater ernås. Allt detta kan eh annat än sporra naturforskaren att efter förmåga söka uppdaga naturens dolda vägar, på samma gång det visar honom hans egen ringhet och sålunda hindrar honom från att falla i den krassa materialism som man ofta så öfvermodigt vill påstå vara följden af naturstudierna.