Licht

Dag Ella,

Ik ben bang dat dat een héél verhaal gaat worden. Als het je ergens onderweg boven de pet gaat zeg het dan maar, dan probeer ik dat wel anders uit te leggen.

Onze hersenen, met als sensoren onze ogen, zijn natuurkundig bekeken hele slechte waarnemers. Van alle elektromagnetische straling die er is om ons heen vangen ze om te beginnen maar een heel klein deel op, alleen die straling met golflengtes tussen ongeveer 400 en 700 nanometer. Als je dan weet dat elektromagnetische straling kan bestaan in golflengtes van meer dan 1 000 000 000 000 nanometer (radiogolven) tot minder dan 0,000 001 nanometer (gammastraling) dan gebruiken onze ogen inderdaad maar een héél klein stukje van deze rijkdom aan signalen. Zie de tweede bijlage voor een overzicht.

Op zich is dat een logisch gevolg van de evolutie denk ik: Het is de energierijkste straling die nog nét niet genoeg energie heeft om schade te doen aan levende cellen. En als je straling wil omzetten in signalen naar je hersens dan is een beetje energie wel handig. Verder is het de zon die, toevallig of niet, juist in dat golflengtegebied veel straling uitzendt. Je hebt natuurlijk niet veel aan radargevoelige sensoren als er niet veel radarstraling rondom je is.

Dat minigebiedje van straling dat wij met onze ogen waarnemen hebben wij heel menselijk \"zichtbaar licht\" genoemd. Eigenlijk dubbelop, want als het onzichtbaar is noemen we het ook geen licht meer, maar gewoon \"elektromagnetische straling\". Afhankelijk van de golflengtes delen we dat héle elektromagnetische spectrum dan in in radio, microgolven, infrarood, (zichtbaar licht) , ultraviolet, röntgen en gamma.

Op je netvlies liggen drie soorten kegelcelletjes: een soort is gevoelig voor straling tussen ongeveer 400 en 500 nm, een soort voor ongeveer 450-600 nm en de laatste voor ongeveer 500 tot 700 nm.

Van een signaal middenin dat eerste gebied maken je hersens \"blauw\". Van een signaal middenin dat tweede gebeid maken je hersens \"groen\". Van een signaal in dat laatste gebied maken je hersens \"rood\". Maar als er meer dan één signaal tegelijk binnenkomt dan worden de hersens ineens slechte waarnemers. Er is een heleboel \"rekencapaciteit\" nodig om dat allemaal natuurkundig correct te verwerken en om een \"system overload\" te voorkomen gaan je hersens daar maar hun eigen ding van maken. Komt er bijvoorbeeld van alle golflengten tussen 400 en 700 nm ongeveer evenveel binnen (en dat is het geval als je naar zonlicht kijkt) dan geven je hersens niet al die signalen apart weer, maar dan vertellen ze je voor het rekengemak maar dat je naar \"wit\" licht zit te kijken. Kleuren bestaan dus niet echt, dat is een manier van je hersens om (combinaties van) golflengtes straling te \"vertalen\".  

Nou, dat was een héél verhaal om \"wit\" licht te verklaren. Wat wij waarnemen als \"wit\" bestaat dus niet eens. Paars ook niet trouwens. Voordelen heeft dat trouwens ook. Pak maar eens een goeie loep en kijk naar een heel klein stukje wit van je beeldscherm; als je goed kijkt zie je daar vlekjes van steeds drie kleuren. Ineens is dat stukje scherm niet wit meer, maar zie je dat dat bestaat uit hele kleine rode, groene en blauwe lampjes, en niet meer dan dat. Door die heel slim in allerlei mogelijke combinaties harder en/of zachter te laten branden kunnen we onze hersens foppen en met maar 3 verschillende golflengtes álle mogelijke (en natuurkundig onmogelijke) \"kleuren\" laten zien. Dankzij onze beperkte hersencapaciteit kunnen we dus op vrij eenvoudige wijze kleurentelevisie maken.

Enfin, wat wij dus wit licht noemen bestaat simpelweg niet. Dat is eenvoudigweg een mengsel van allerlei golflengtes elektromagntische straling, zoals je in een zakje M&M's ook allerlei kleuren snoepjes door elkaar vindt. En die kun je als je wil gaan sorteren.

En nou komt het:

Hopelijk weet je dat als je licht schuin op een glasoppervlak laat vallen dat de richting van dat licht dan verandert, de lichtstralen \"breken\". Wel, hoe korter de golflengte, hoe sterker het breekt. Heel erg groot is dat verschil niet, maar het is groot genoeg om een eindje van dat brekingsoppervlak vandaan de verschillende golflengtes \"gesorteerd\" te zien langskomen. Zie de bijlage KLEURSCHIFTING. Zo heb je dat binnenkomende lichtmengsel  dus gesplitst in ál zijn verschillende componenten. Zet er een scherm achter, en op dat scherm wordt een zogenaamd spectrum afgebeeld. Alles wat er doorelkaar gemengd binnenkwam netjes gesorteerd op een rijtje van grotere golflengte naar kleinere golflengte.

Alvast duidelijk zo, of heb ik het nou juist te ingewikkeld gemaakt?  

Groet, Jan