Waar komen schitterende kleuren in de natuur vandaan?
Door het wisselvallige weer stond de regenboog de afgelopen weken regelmatig aan het zwerk. Waar komen die kleuren in de lucht vandaan? En hoe werkt kleur überhaupt?
Het is niet zo makkelijk om te bepalen hoeveel verschillende kleuren licht het menselijk oog kan waarnemen, maar wetenschappers denken dat het er zo’n 10 miljoen zijn.
Over het fenomeen licht is trouwens sowieso nog veel onbekend. In de 17e eeuw waren de natuurkundigen Christiaan Huygens en Isaac Newton het al niet met elkaar eens over de vraag of licht een trillende golf of een bewegend deeltje is, en eigenlijk is op die vraag nooit een afdoend antwoord gekomen.
Ook de beroemde natuurkundige Albert Einstein heeft zich hier het hoofd over gebroken. Hij toonde aan het begin van de 20e eeuw aan dat licht eigenschappen van golven én van deeltjes heeft. Dit ”dualiteitsprincipe” wierp wel een helderder licht op de zaak, maar nog steeds blijft het geheim van „er zij licht” in nevelen gehuld. Voor het gemak wordt licht in dit artikel beschouwd als een golfbeweging.
De regenboog verklapt dat zonlicht uit allerlei kleuren bestaat. Het witte licht van de zon spat in een regendruppel uit elkaar in het hele kleurenspectrum: rood, oranje, geel, groen, blauw en violet. Waarom zie je deze kleuren altijd netjes in die volgorde? Dat komt omdat in de regendruppels elke kleur zijn eigen snelheid heeft – violette lichtgolfjes gaan bijvoorbeeld langzamer dan rode. Het kost een lichtstraal namelijk energie om zich door een stof als water heen te worstelen, want hij botst steeds weer tegen de watermoleculen aan en dat levert vertraging op. Lichtstralen die sneller trillen (zoals violet) hebben hier meer last van dan lichtstralen met een langzamere golfbeweging (zoals rood). Op deze manier gaat elke kleur zijn eigen weg door de regendruppel en verlaat een witte lichtstraal de regendruppel als een waaier, een boog, van kleuren.
In de natuur komen soms voorwerpen voor die meer schitteren, fonkelen en glanzen dan bijvoorbeeld de pigmenten in de verf van een schilderij. Neem bijvoorbeeld de veren van een mannetjespauw. Met de opvallende oogvlekken op de staartveren is iets bijzonders aan de hand. Daar is niet het pigment in de veer verantwoordelijk voor de kleur; een andere natuurwet doet hier zijn werk. Of liever, met de woorden van de Britse theoloog E. W. Bullinger, „hier is God op een andere manier te werk gegaan.” Chinese natuurkundigen ontdekten dat de structuur in een pauwenveer uit bijzonder ingewikkelde, uiterst gedetailleerde patronen bestaat. Als lichtgolven op deze structuur vallen, veranderen ze door het patroon van golflengte en krijgen daarmee dus een andere kleur. Dat geeft aan de veren een bijzondere glans en kleurdiepte. Ook de kolibrie en sommige vlinders hebben deze structuren op hun vleugels zitten.
Dat mensenogen 10 miljoen kleuren via het netvlies in elektrische signalen naar de hersenen omzetten is trouwens een wonder op zich. En het duizelt je helemaal als je bedenkt dat al die beelden in je hoofd opgeslagen worden.