Godt lys på bilen er påbudt, akkurat som gode bremser. Og da er spørsmålet: Hva ER godt lys? Og hva er egentlig lys? Vi ser jo ikke noe uten …

Bildet øverst: En bil som tidlig fikk «moderne» frontlys var Chevrolet Classic 1913. (Foto: Sloan Museum)

Av Stein Bekkevold

Lys utvikles når noe blir hett og gløder, energi slippes løs. I en glødelampe kan det være 1500 grader C eller mer. I andre gløder en gass – og nå får noen laser i frontlysene.

Tidlige biler hadde olje- og karbidlamper før elektrisk lys kom. Ford T hadde karbidlamper foran og oljelamper bak, og fikk først helelektrisk lys flere år senere.

Dynamoer (i dag kalt generatorer) kom rundt 1908, og ble mer vanlige på 1920-tallet. I dag har vi avanserte lamper med intenst lys, de lyser lengre i høye hastigheter – vi må jo se veien klart opplyst på mye større avstand i 90 km/t enn i 1910 da farten var 15 km/t … Det nyeste lyset er laser. En laserstråle er svært kraftig, hardt retningsstyrt og ensfarget.

De første Ford T – fra 1910 – hadde frontlys fyrt opp med kalsiumkarbid, mens baklysene brant olje – senere modeller fikk elektrisk lys – bilen på bildet øverst er fra 1925 …Karbidlampene ga lys da stoffet ble løst i vann og ga branngassen acetylen (C₂H₂) – den brant mer eller mindre kontrollert …  (Foto: Harry Shipler og ModelTMitch og Wolf Meusel)

Karbid

En karbid- eller acetylenlampe lager og brenner acetylen (C₂H₂), ved å mikse kalsiumkarbid (CaC₂) med vann. Acetylenlamper ble også brukt til å lyse opp bygninger, og som fyrlykter – og frontlys på biler og sykler. Bærbare var vanlige i gruver på tidlig 1900-tall.

Baklys og bremselys kom først rundt 1915, fra 1919 var kjørelys blitt mer vanlige. I USA kom egne glødelamper (sealed beam) i frontlys alt i 1936, og ble eneste type fra 1940. Blinklys kom i 1940. I 1945 ble frontlykter og signallys bygget inn i karosseriet. Halogenlys kom i Europa i 1960. Høyintensitets utladningslykter (HID) kom 1991. I 1993 kom de første LED-baklys på seriebygde biler, de kom i hovedlys på 2000-tallet da kraftigere LED-lamper var klare.

Men altså: Hva ER lys?

Fenomenet forklares fysisk med TRE teorier, det skal ikke være lett: Stråleteori, elektromagnetisk bølgeteori og kvanteteori.

Stråleteorien er enkel, der går lys i rette linjer. De endrer retning ved brytning og refleksjon, i linser og speil. Kalles også geometrisk optikk. Elektromagnetiske lysbølger har et elektrisk felt vinkelrett mot stråleretningen – det varierer med tiden; teorien sier at lys er en bølge av elektriske og magnetiske felt og går i lysets hastighet, 300 km/sek. Kvanteteorien omfatter de to andre, og er nå den generelle. Her snakker de om partikler kalt fotoner –  lyset er kvantisert. Teorien forklarer hvordan lys oppstår eller kan ses som energipakker (fotoner), som lyset fra LED eller i laser, og når lys oppfattes i øyet eller i en detektor. Ja, da så.

Siste nytt er en smal, ytterst intens og godt rettet høyeffekt-laserstråle, dette skal være fremtidens billys. Da gjelder det å ha korrekt blending … (Foto: Ars Technica)

LYSMÅLING

Måling av synlig strålingsenergi heter radiometri – med fysiske størrelser (energi, effekt o.a.). Teorien for måling av synlig lys kalles fotometri og har de samme størrelsene, men er tilpasset øyets følsomhet. Her måles lysutbyttet. Lysmengden pr. tidsenhet er lysfluks (lysstrøm) i lumen (lm). Forholdet mellom lysfluks og energibruk er lysutbyttet, lumen per watt (lm/W).

For en lyskilde med bølgelengde 555 nm, der øyets følsomhet er størst, er lysutbyttet 680 lm/W. Ingen lyskilde kan ha et større lysutbytte, og det er ofte langt mindre. For sollys er utbyttet 90 lm/W, for lysrør 50–80 lm/W og for glødelamper 12–15 lm/W. Og alt starter med enheten candela (cd) – latin for stearinlys. Dette er lysstyrken i en gitt retning fra en kilde med enfarget stråling på 540 · 10¹² hertz – med styrke i den gitte retningen på ¹/₆₈₃ watt per steradian. Grunnenhet i SI-systemet. I alle dager …

Og der har du koblingen mellom strøm i watt og reell lysmengde. En steradian er en SI-enhet for romvinkel, et (belyst) område inne i en sfære. Resten av lysenhetene er avledet av Cd ved at lysstrømmen måles i lumen (cd/steradian) mens lysmengden måles i lumen/sekund og illuminans (lysstyrke) i lux – lumen per kvadratmeter. Det samlede lysutbyttet du får fra en kilde som måles i lumen per watt. Hvis lysfluks er jevnt fordelt i alle retninger, er belysningsstyrken i avstand r fra lyskilden lik lysfluksen dividert med 4πr². Der har du det. Man får migrene av mindre …

Les også: Populære Austin Seven