Wat is zichtbaar licht?

Zichtbaar licht is, net zoals radiogolven, infrarode straling, ultraviolette straling, röntgenstraling en microgolfstraling, een vorm van elektromagnetische straling. In het algemeen wordt zichtbaar licht gedefinieerd als de golflengtes die zichtbaar zijn voor de meeste menselijke ogen.

Elektromagnetische straling wordt uitgezonden in golven of deeltjes op verschillende golflengtes en frequenties. Dit brede gebied aan golflengtes is bekend als het elektromagnetische spectrum. Dat spectrum wordt meestal opgedeeld in zeven gebieden in afnemende golflengte en toenemende energie en frequentie. De algemene aanduidingen zijn radiogolven, microgolven, infrarode golven, zichtbaar licht, ultraviolet licht, röntgenlicht en gammastraling.

Zichtbaar licht bevindt zich in het elektromagnetische spectrum tussen infrarood licht en ultraviolet licht in. Het heeft frequenties van ± 4 * 10¹⁴ tot 8 * 10¹⁴ Hertz (Hz) en golflengtes van ongeveer 740 nm tot 380 nm.

Kleur

Vermoedelijk wel het belangrijkste kenmerk van zichtbaar licht is kleur. Kleur is zowel een eigenschap van licht als een tekortkoming van het menselijk oog. Voorwerpen hebben geen kleur maar ze geven licht af dat een kleur lijkt te hebben. Met andere woorden, kleur bestaat alleen in de gedachten van de toeschouwer.

Onze ogen bevatten gespecialiseerde cellen, kegeltjes genoemd, die fungeren als ontvangers die zijn afgestemd op de golflengtes van deze smalle band van het elektromagnetische spectrum. Licht aan de onderkant van het zichtbare spectrum, met een langere golflengte van ongeveer 740 nm wordt als rood gezien. Licht in het midden van het spectrum wordt als groen gezien en licht aan de bovenkant van het spectrum, met een golflengte van ongeveer 380 nm, wordt als violet gezien. Alle andere kleuren die we waarnemen zijn mengsels van deze kleuren.

Gel bevat bijvoorbeeld zowel rood als groen, cyaan is een mix van groen en blauw en magenta is een mix van rood en blauw. Wit licht is een combinatie van alle kleuren. Zwart is de totale afwezigheid van licht. De eerste persoon die zich realiseerde dat wit licht bestond uit de kleuren van de regenboog was Isaac Newton. In 1666 liet hij zonlicht door een nauwe spleet en vervolgens door een prisma vallen en hij projecteerde het gekleurde spectrum op een muur.

Kleur en temperatuur

Naarmate objecten heter worden stralen ze meer energie uit die wordt gedomineerd door kortere golflengtes die we waarnemen als veranderende kleuren. De vlam van een brander verandert bijvoorbeeld van roodachtig in blauw naarmate deze wordt aangepast om heter te branden. Dit proces van het omzetten van warmte-energie in lichtenergie wordt gloeien genoemd.

Gloeiend licht wordt veroorzaakt als heet materiaal veel van zijn thermische vibratie energie als fotonen laat ontsnappen. Bij een temperatuur van ongeveer 800 °C bereikt de energie die door een object wordt uitgestraald het infrarode deel van het spectrum. Als de temperatuur daalt dan zal de energie naar het zichtbare deel van het spectrum bewegen en zal het object een rode gloed vertonen. Als het object heter wordt dan verandert de kleur naar wit heet en uiteindelijk naar blauw.

Zichtbaar licht sterrenkunde

De kleur van hete objecten zoals sterren kan gebruikt worden om hun temperatuur te schatten. De oppervlaktetemperatuur van bijvoorbeeld de Zon is ongeveer 5800 Kelvin (5527 °C). het uitgezonden licht heeft een piekgolflengte van ongeveer 550 nm en dat nemen we waar als zichtbaar wit licht (of licht geelachtig).

Als het oppervlak van de Zon kouder zou zijn, ongeveer 3000 °C, dan zou de Zon er roodachtig uit zien zoals de ster Betelgeuze. Als de Zon veel heter zou zijn, ongeveer 12.000 °C, dan zou de ster er blauw uitzien zoals de ster Rigel.

Astronomen kunnen ook de samenstelling van objecten bepalen want ieder element absorbeert licht op specifieke golflengtes. Wetenschappers noemen dit een absorptiespectrum. Door de absorptiespectra van elementen te kennen kunnen astronomen spectroscopen gebruiken om de chemische samenstelling van sterren, stofwolken en andere verre objecten te bepalen.

Eerste publicatie: 3 juli 2020