Wat is Licht ?

Introductie 

De titel van dit hoofdstuk doet vermoeden dat ik u kan uitleggen wat licht is. Ik moet u echter teleurstellen; dat kan ik niet. 
Voordat u meteen uw laptop kwaad terzijde schuift; ik verkeer in goed gezelschap; geen enkele van de grote natuurkundigen zal het (complete en correcte) antwoord kunnen geven. 
Nu is het niet zo dat we ons de afgelopen eeuwen niet hebben verdiept in het fenomeen “Licht”. In tegenstelling; er is zelfs een hele tak binnen de natuurkunde die zich al eeuwenlang bezighoudt met de studie naar licht; optica. De moderne optica vindt haar oorsprong rond 1000AD, toen de middeleeuwse moslim wetenschapper Ibn al-Haytham (in het westen bekend als Alhazen) zijn boek “Kitāb al-Manāẓir‎” publiceerde, oftewel: Het boek der Optica. Maar hoe meer we in de eeuwen na Ibn al-Haytham over licht kwamen te weten, hoe meer we met een wonderlijk fenomeen te maken bleken te hebben. Zo’n mysterieus verschijnsel, dat het zelfs voor verhitte discussie heeft gezorgd in de natuurkunde, niet in de laatste plaats aangezwengeld door een briljante Nederlander; Christiaan Huygens.  
Huygens was rond zijn dertigste al aardig befaamd vanwege zijn ontdekking van de maan Titan en de ringen van Saturnus, maar zou pas echt het wereldtoneel bestijgen als een der grootste wetenschappers, toen hij met zijn Traité de la Lumière (1690) een wiskundige basis gaf voor de theorie dat licht een golfverschijnsel moet zijn.  
Een golf is een verstoring die zich voortplant. Denk hierbij aan een golf in de zee; een verstoring van het wateroppervlak die zich verplaatst. Deze vergelijking komt overigens niet van mezelf, maar van Robert Hooke die reeds in 1665 (in zijn werk Micrographia) de verspreiding van licht vergeleek met een golfbeweging in water. Met andere woorden: in de tijd van Huygens was de theorie van licht als golfverschijnsel niet nieuw. Maar tot Huygens was niemand erin geslaagd deze theorie een wiskundige basis te geven.  
 
Nu is het zo dat er een aardige zwakte in bovenstaande theorie zit. Golven hebben medium nodig om zich te kunnen voortplanten. Een watergolf brengt bijvoorbeeld watermoleculen in beweging, geluidstrillingen doen hetzelfde met luchtmoleculen (bijvoorbeeld). Licht zou, net als geluid, dus niet in een vacuüm kunnen bestaan of zich door een vacuüm kunnen voortplanten. 
Maar als dat zo zou zijn, zouden we geen sterren kunnen waarnemen… (Of in Huygens’ geval: geen ringen rondom Saturnus!) 
Huygens had een simpele oplossing voor dit pijnpunt; Een leegte, een vacuüm bestond niet.  
In zijn theorie ging hij uit van een nog niet bewezen medium “Ether”.  Dit “Ether” vulde de ruimte tussen de atomen en was het medium waar licht zich door kon voortplanten. 
Zijn jongere tijdsgenoot Isaac Newton vond dat te ongeloofwaardig en ging tegen Huygens theorie in met zijn publicatie “Opticks” (1704). Er was volgens hem geen aanleiding om aan te nemen dat er überhaupt zoiets bestond zoals Ether. (Pas veel later zou het etherbegrip verdwijnen uit de natuurkunde, onder meer door de relativiteitstheorie van Albert Einstein.) 

En Newton ging verder: als er geen medium (Ether) is waarin licht zich kan voortplanten, kan licht geen golfverschijnsel zijn. Licht moest volgens Newton bestaan uit kleine deeltjes, corpusculen. Volgens Newton zou dit niet enkel een antwoord bieden voor het vacuüm-vraagstuk, maar beter verklaren hoe en waarom licht reflecteert en breekt. 

“Ah..” denkt u; “het was een lange zoektocht, maar we zijn eruit: licht bestaat uit kleine deeltjes…”  
Het zou inderdaad eenvoudig zijn om het verhaal hier te eindigen, maar wetenschap is nu eenmaal niet eenvoudig en ik moet u dan ook teleurstellen… 

Hoewel Newton’s visie op licht inderdaad een eeuw lang als de meest waarschijnlijke verklaring voor het verschijnsel licht werd aangenomen, kwam alles door het zogenaamde double slit interference experiment van Thomas Young in 1805 weer op losse schroeven te staan…  
Het fenomeen Young, zoals hij in zijn tijd werd genoemd, hield zich, naast het ontcijferen van hiërogliefen, met optica bezig en kwam op het idee een coherente lichtbundel op een plaat met twee spleten te schijnen, in de hoop een duidelijk antwoord in het golf-versus-materie-vraagstuk te bieden. 
Je zou verwachten twee heldere strepen op de projectiewand te zien, wanneer je ervan uitgaat dat licht materie is. Er ontstond echter een patroon van meerdere streepjes, variërend in helderheid. We noemen dat een interferentiepatroon, dat juist typisch is voor golfverschijnselen.  

 
Als men, bijvoorbeeld, water door twee gleuven zou laten golven (zie de afbeelding hieronder), zou er achter de gleuven nieuwe golfbewegingen ontstaan, die elkaar op sommige plaatsen versterken (een golfpiek plus een golfpiek levert immers een twee keer zo’n hoge golf) en op sommige plaatsen elkaar zelfs opheffen (een golfpiek plus een golfdal heffen elkaar op; stilstaand water). Wanneer golven elkaar versterken noemen we dat constructieve interferentie en wanneer ze elkaar opheffen of verminderen; destructieve interferentie. En dat zie je in de foto van een double slit experiment hierboven ook terug; sommige streepjes zijn lichter (constructieve interferentie) en tussen de streepjes is het donker (destructieve interferentie). Met andere woorden: licht plus licht kan duisternis opleveren !  

Aangezien Young met zijn tweespleten-interferentie experiment aantoonde dat licht ook constructieve en destructieve interferentie kende, was er eindelijk een bewijs voor de golf-theorie geleverd en werd licht, zeker na de mathematische bevestiging van Augustin Fresnel in 1815, vanaf dat moment definitief als golfverschijnsel beschouwd.  

Ik lieg. 
Het werd inderdaad lange tijd als golfverschijnsel beschouwd. “Niet weer !!!” Denkt u… 
Als u enigszins goed heeft gelezen, begrijpt u dat het principiële probleem niet was opgelost na het experiment van Young.  
Inderdaad; het vacuüm ! Hoe kon het zijn dat er nu bewijs was voor de golfverschijnsel-theorie maar dat licht zich tegelijkertijd toch door een vacuüm kon voortplanten ? 

Niet alleen u verwondert zich daarover, weer een eeuw na Young (rond 1905) hield een zekere Albert Einstein het net zo bezig. 
U kent Einstein wellicht als de man met buitengewoon weelderige haardracht, maar naast pionier op het gebied van punk haarstyling, hield hij zich –overigens niet geheel onverdienstelijk- bezig met de “grote vragen” die de natuur ons te bieden heeft.  
Hij ging verder met de theorie van Max Planck uit 1900 dat licht bestond uit pakketjes van energie, licht-kwantums. De kwantum was een nieuw concept; de kleinste, ondeelbare hoeveelheid in de natuurkunde. 
Einstein concludeerde dat licht inderdaad uit kwantums bestond, die hij fotonen noemde.  
Met onder andere Planck en Einstein ontstond zo -rond 1920- een compleet nieuwe tak aan de natuurkunde; de kwantum-fysica, waarbij de gedragingen van kwantums wordt bestudeert. Gedragingen die, zo bleek, anders kunnen zijn dan de gedragingen van macroscopische deeltjes. Zo ontstond bij Einstein het idee dat fotonen wel energie konden hebben, maar geen massa.  
Voor nu volstaat deze vereenvoudigde geschiedenisles, zonder ons te diep in het gebied van de kwantum-optica te begeven, als uitleg waarom licht zowel een golfverschijnsel kan zijn als materie. Het gaat dus om bijzondere deeltjes, fotonen, die zich anders gedragen dan de deeltjes waar Huygens en Newton weet van hadden. Er is dus geen sprake van contradictie, zoals eeuwen werd gedacht, maar van een duale eigenschap. Licht is een golf en licht is materie.  
Lang leve de kwantum-fysica ! 

Het is dan ook daarom dat geen wetenschapper zal zeggen dat hij de vraag “wat is licht?”  kan beantwoorden: er is namelijk niet een eenduidig antwoord. 
Overigens is het lastig een wetenschapper serieus te nemen wanneer hij met eenduidige antwoorden komt op dit soort vragen. Hij neemt daarmee de onzekerheid, die de kern vormt van alle wetenschap, niet in acht; alles is immers “waarheid” tot het tegendeel zal worden bewezen. 
De dualiteits-theorie is echter wel de meest toepasselijke theorie die we momenteel hebben en zal dan ook de basis vormen voor de rest van dit hoofdstuk (en andere) van deze kennisbank:  
 
Licht gedraagt zich in sommige situaties als een golf en in andere situaties als een stroom afzonderlijke energiepakketjes: fotonen.
 
U kunt nu dus alles wat ik hierna behandel over licht, plaatsen en begrijpen, zolang u begrijpt dat, wanneer ik het over een golf of over een regen aan fotonen heb, ik spreek over èèn en hetzelfde fenomeen: licht.  

Golven 

Laten we dan eerst verder ingaan op het golf-principe. 
Een golf ontstaat wanneer er sprake van een storing (perturbatie), die een oscillatie (trilling) oplevert die zich voortplant. En dat kan op twee manieren geschieden. 
Als u, bijvoorbeeld, uw hand van voor naar achteren door water beweegt, verstoort u het watervlak (perturbatie) en ontstaat er een golf (oscillatie), die van uw hand af beweegt. De voortplanting van de golf is dan in dezelfde richting als de trilling.  Dat noemen we een longitudinale golf. Geluid is daar ook een goed voorbeeld van; als ik spreek, trek en duw ik de luchtmoleculen naar achteren en naar voren, waardoor er een trilling ontstaat die zich in dezelfde richting voortplant en uiteindelijk uw trommelvlies bereikt.  

Een hand die op het watervlak slaat, creëert ook een storing in het water, waardoor er een beweging van hoog naar laag en andersom ontstaat die zich, ook van de hand af, voortplant over het watervlak. Als de voortplantingsrichting haaks staat op de oscillatie, zoals in dit voorbeeld, noemen we dat een transversale golf.  Waar er bij water sprake kan zijn van beide type golven, bij geluid van een longitudinale golf, is licht een typisch transversale golf. 
 

Elektromagnetisme 

Gefeliciteerd ! Na dit alles weet u nu dat licht anders is dan geluid…  Dat besef had u misschien reeds, maar nu weet u dat een lichtgolf op twee belangrijke punten anders is dan een geluidsgolf: het is een transversale golf en kan zich in een vacuüm voortplanten. 
Maar wat trilt er dan precies bij licht ? Wat wordt er bijvoorbeeld in een vacuüm verstoord? 
We hebben de neiging te veronderstellen dat ruimte uit niets bestaat, maar niets is minder waar. 
Om dit te kunnen begrijpen, dient u eerst te weten waaruit u -en alles om u heen- bestaat. 
De bouwstenen van alle materie noemen we atomen, die op hun beurt weer uit elektronen en protonen bestaan (en neutronen, maar die spelen in onderstaand verhaal geen rol omdat ze geen lading hebben).   
Een elektron heeft een negatieve lading en een proton een positieve. 
Een negatieve lading stoot een negatieve lading af, een positieve stoot een positieve af. En dat is maar goed ook ! Anders zou een boek door uw handen vallen! Atomen bestaan namelijk overwegend uit lege ruimte. Het enige dat ervoor zorgt dat de boek-atomen niet door de hand-atomen heen gaan is de afstotende werking van de negatieve elektronen. 
Een andere kant aan dit verhaal is de aantrekkingskracht…  
Net zoals in de liefde vaak geldt, trekken tegengestelden elkaar aan. Positieve protonen trekken dus negatieve elektronen aan en vormen koppeltjes die moeilijk uit elkaar te krijgen zijn. Het maakt dat een atoom niet uit elkaar valt en dat materie, zoals een boek, kan bestaan in een vaste vorm. 
Het van elkaar los maken van de twee geliefden is echter wel mogelijk. Er zijn namelijk “vrije elektronen” die geen deel uitmaken van een atoom en dus geen koppeltje vormen met een proton. (U zou ze ook vrijgezelle elektronen kunnen noemen, als u de liefdesbeeldspraak blijft volgen…)  
Maar het losmaken van een positief geladen deeltje van een negatief geladen deeltje kost veel energie. En aangezien energie nooit verloren gaat in de natuur (iets wat in de natuurkunde wordt omschreven in de Wet van behoud van energie), gebeurt dat hierbij ook niet; het wordt rond de lading in een zogenaamd elektrisch veld opgeslagen. Dit elektrisch veld strekt uit naar alle richtingen en gaat oneindig ver door, langs zogenaamde veldlijnen. 

     een positieve lading, met de elektrische veld lijnen. 

Heel de ruimte bestaat dan ook uit een onzichtbaar lijnenspel van vrijgekomen energie van elektrische lading; een elektrische veld. 
 
Maar stelt u zich nu eens voor, dat de elektron in beweging komt, omhoog en omlaag, dan zal het elektrisch veld deze beweging meevolgen en uiteindelijk gaan golven, zoals het watervlak, toen u er met uw hand op sloeg.  
Bij dat golven ontstaat er een tweede veld; een magnetisch veld. 
Het magnetisch veld vertoont altijd dezelfde golfbeweging als het elektrisch veld, maar dan in een hoek van 90 graden ten opzichte van het elektrisch veld. Dus wanneer het elektrisch veld omhoog en omlaag beweegt, pulseert het magnetisch veld naar links en rechts. 
Deze twee velden zijn zo nauw met elkaar verbonden dat we ze tezamen het elektromagnetisch veld noemen, waar alles door wordt omgeven. 
Zo genereert de aarde zelf een sterk magnetisch veld, met een noord en een zuidpool (waarbij, overigens, de magnetische zuidpool bij de geografische noordpool ligt en de magnetische noordpool bij de geografische zuidpool) omdat onze aarde een kern heeft van voornamelijk ijzer, die ronddraait en daardoor, zoals een dynamo, een (elektro)magnetisch veld veroorzaakt. Dit veld beschermt ons tegen de schadelijke deeltjes van de zon, die anders onze ozonlaag zouden vernielen.  
Trekvogels maken hier gebruik van. Ze hebben een stofje in hun lichaam, magnetiet, zodat ze altijd weten/voelen wat noord en zuid is, zoals een kompas. Ze worden dus letterlijk aangetrokken door het zuiden (het magnetisch noorden)! 
Elektromagnetisme heeft twee eigenschappen: kracht en straling.  
Hoewel elektromagnetische kracht een van de vier fundamentele natuurkrachten is, naast sterke kernkracht, zwakke kernkracht en zwaartekracht, concentreren we ons hierna op de elektromagnetische straling, die als verstoring van het elektromagnetisch veld, de golfbeweging zelf, mag worden gezien. 
 

Elektromagnetische straling 

We hebben het bij deze straling dus over twee trillingscomponenten; een elektrisch veld en een magnetisch veld, die haaks op de voortplantingsrichting oscilleren en samen een transversale golf vormen.  
 
 
 
In bovenstaande afbeelding is dit goed te zien. Het elektrische veld (oranje) en het  magnetisch veld (blauw), staan loodrecht op elkaar en haaks op de voortplantingsrichting (naar rechts). 
  

Golven bevatten drie belangrijke eigenschappen: een amplitude (hoogte van de golf, die de intensiteit van de straling bepaalt), een golflengte (uitgedrukt met λ, lambda, in meters) en een frequentie; hoe vaak een golf voorkomt per seconde (uitgedrukt in Hz, Hertz).  
Uiteraard hangen golflengte en frequentie met elkaar samen, immers als de golven langer worden, zal men minder golven per seconde meten en andersom. 
We zouden bij elektromagnetische straling dan ook over frequentie kunnen spreken, maar, omdat de frequenties bijzonder hoog liggen, refereren we eerder aan de golflengte, in nanometers (een miljardste van een meter). 

Dat geeft ons het spectrum van elektromagnetische straling; 

Van links naar rechts zien we gamma-straling, röntgen-straling, ultraviolet, licht, infrarood en radiostraling. 

Zoals u ziet, is licht slechts een klein deel van het volledige spectrum van elektromagnetische straling; van 400nm (nanometer) tot 700nm. Enkel voor dit deel zijn onze ogen gevoelig en enkel dit deel mag u Licht noemen. Ook valt u op, dat de kleur van het licht wordt bepaald door de golflengte; een korte golflengte is blauw licht, een lange golflengte is rood licht. Kleur is dus een eigenschap van licht. 
Daarnaast bepaalt de golflengte ook de energie van het licht; een kortere golflengte heeft een hogere energie. 

Als u goed kijkt naar bovenstaande afbeelding, zou u kunnen opmerken dat “wit” licht niet bestaat. 
Terwijl zo’n beetje alle lichtbronnen, de zon inclusief, wel wit licht geven.  
U bent dan zeer scherpzinnig!  
Om dit beter te kunnen begrijpen, kijken we naar de volgende eigenschap van licht; polarisatie. 

Polarisatie 

Met polarisatie doelen we op de wijze (en richting) waarop de elektrische veldcomponent trilt ten opzichte van de voortplantingsas. 
Tot nu toe heb ik namelijk de suggestie gewekt dat elektromagnetische straling een twee dimensionale golf betreft, waarbij de elektrische veldcomponent netjes in twee dimensies (in de eerdere afbeelding; omhoog en omlaag) haaks op de voortplantingsrichting trilt. 
Dat is in veel gevallen echter niet zo. 
De elektrische component kan ook een circulaire of elliptische schroefbeweging beschrijven rondom de voortplantingsas (waarbij de magnetische component, overigens, steeds haaks op de voortplantingsas blijft; vandaar dat we deze bij het principe polarisatie buiten beschouwing laten). 

We kennen dus drie varianten van polarisatie: 
-Lineaire polarisatie: waarbij de elektrische component wel een twee dimensionale, constante trillingsrichting heeft;  
-Circulaire polarisatie: waarbij de elektrische component een circulaire beweging beschrijft 
-Elliptische polarisatie: waarbij de elektrische component een ellips beweging beschrijft. 

Dan nu weer terug naar “wit” licht: Het licht van de meeste lichtbronnen (bijvoorbeeld de zon) is een mengeling van de drie polarisaties en noemen we daarom ongepolariseerd (wit) licht; het bestaat uit alle kleuren (alle golflengtes door elkaar) dat door bepaalde maatregelen (dubbele breking, reflectie en verstrooiing) gepolariseerd kan worden, waardoor specifieke kleuren zichtbaar worden. 

Polarisatie verschaft ons, bijvoorbeeld, een van de meest adembenemende verschijnselen in de natuur: de regenboog.  
 

U heeft meer dan eens een regenboog mogen aanschouwen. 
Er zijn, overigens, meer lichtbogen te aanschouwen; zoals, onder andere, de rode boog, de mistboog, een maanboog, een witte boog, of -hieronder afgebeeld- een dubbele regenboog.  
Prachtig, nietwaar ?! 
 

Maar heeft u zich wel eens afgevraagd, waarom een regenboog altijd aan de buitenrand rood is en aan de binnenkant violet ? En waarom u enkel bij laagstaande zon (in uw rug) een regenboog ziet ?  
U hoeft zich niet te schamen als u het antwoord (nog) niet weet; het heeft geleerden zeker 1000 jaar beziggehouden, totdat sir Isaac Newton, in het eerder genoemde werk Opticks, met de beste verklaring kwam voor dit verschijnsel; Polarisatie. 
Een regenboog ontstaat door weerkaatsing (reflectie) en breking (refractie) van zonlicht in –fijne- waterdruppels. 
Een waterdruppel die zweeft in de lucht, heeft een bolle vorm, waar het zonlicht bij binnenkomst  breekt, aan de achterkant van de druppel wordt weerkaatst en bij het verlaten aan de voorzijde weer breekt. Omdat het licht in de druppel lineair gepolariseerd wordt, breken de kleuren aan de voorzijde van de druppel onder een andere hoek, afhankelijk van de golflengte (iets wat we dispersie noemen). 
Het rode licht buigt minder af (langere golflengte) dan blauw/violet licht (kortere golflengte). Afhankelijk van positie van de kijker, ziet hij dus verschillende kleuren op verschillende hoogten. 

Omdat het ongepolariseerd, wit, licht gebroken wordt door het contact met materiaal, valt het uiteen in het spectrum van verschillende kleuren die, door een tweede breking, elk in een specifieke hoek het materiaal zullen verlaten. 

Maar dan zijn we er nog niet ! 
De hoek van de bewuste breking hangt namelijk samen met de massa, samenstelling en vorm van het materiaal. 
Zo polariseert een gewoon raam licht ook, maar zien we daar weinig van, omdat de tweede breking (bij het verlaten van het raam door het licht) parallel aan de eerste breking plaatsvindt.  
Anders is het bij een prisma: daar lopen de glasvlakken niet parallel aan elkaar en zullen rood, groen en blauw in een totaal andere richting het glaswerk verlaten.  
Rook, bestaande uit zeer fijne stofdeeltjes, polariseert het licht nauwelijks, zodat het er gewoon wit uit ziet. Totdat u de rook over uw longen inademt en vervolgens uitblaast; dan hangen er kleine druppeltjes aan de stofdeeltjes, waardoor het licht sterker gepolariseerd wordt en de uitgeblazen rookwolk een blauwtint zal krijgen. Dit experiment werd, met gevaar voor eigen gezondheid, regelmatig uitgevoerd door een hedendaagse collega van Huygens, de zeer respectabele natuurkundige (en landgenoot) professor Walter Lewin en door mij evenzeer veelvuldig gereproduceerd, maar dan vanuit minder nobele doelstelling. (Ik rook.) 

Naast waterdruppels en glas zijn er meer materialen met een duidelijk eigen brekingskarakter. 
Een goed voorbeeld hiervan is diamant. 
Diamant heeft de bijzondere eigenschap (naast vele andere) om een vrouwenhart sneller te doen kloppen door de schittering en kleurspel die ontstaan wanneer licht erdoor gepolariseerd wordt. 
Diamant heeft dan ook, wat we noemen, een zeer grote brekingsindex. 
Met de brekingsindex van een materiaal geven we aan hoe zeer het licht door het materiaal wordt gebroken. Bij een vacuüm is er sprake van de brekingsindex 1, bij lucht van 1,00029, bij water 1,333 bij glas 1,5 tot 1,9 maar bij diamant…. Een brekingsindex van maar liefst 2,419 !! 
De conclusie: vrouwen houden ervan als iets goed breekt (en dan met name licht). 

Overigens valt u waarschijnlijk op dat hierboven de brekingsindex altijd positief is. 
Voor natuurlijke materialen geldt dat inderdaad. 
Maar voor synthetische metamaterialen hoeft dat niet zo te zijn. Deze kunnen het licht negatief breken (en hebben dus een negatieve brekingsindex). Een fenomenaal concept, waarbij licht om een onderwerp heen gebogen zou kunnen worden en het onderwerp daardoor feitelijk “onzichtbaar” wordt. Door de verdere ontwikkeling van deze metamaterialen is het zeer waarschijnlijk dat onzichtbaarheid over een tijd een alledaags verschijnsel zal zijn, vergeef me de woordspeling. 
 
De vorm van polarisatie tot dusver beschreven noemen we weinig poëtisch: Dubbele Breking, om inmiddels begrijpelijke redenen. Dubbele breking ontstaat in bovenstaande voorbeelden vooral door de zogenaamde kritieke hoek, die samenhangt met de brekingsindex van de golflengtes van het licht en het materiaal.  Het maakt dat zaken die in principe kleurloos zijn, 1 of meerdere specifieke kleur of kleuren schijnen te hebben. 

Andere vormen van polarisatie zijn absorptie, reflectie en verstrooiing. 

Polarisatie door Absorptie en Reflectie 

Ik heb een zwarte trui. Het is een lievelingstrui, waar mijn tweede vrouw een hartstochtelijke hekel aan had. Ze vond hem slordig en somber en zou hem het liefste weg hebben gedaan. Ik draag hem nog steeds, vind hem lekker warm. 
Het materiaal van mijn trui absorbeert al het licht en reflecteert niets. 
Door de energie van het licht dat wordt opgenomen door mijn trui, is de trui daadwerkelijk warmer dan een witte zou zijn. Omdat zwart niets reflecteert dient u het als afwezigheid van licht –en dus niet als kleur- te beschouwen. 
 
Een witte trui staat inderdaad minder somber, het reflecteert alle golflengtes; absorbeert niets. Vandaar dat u zich zomers het beste in witte kleding kunt hullen, als u koel wilt blijven. En dat de meeste huizen in tropische landen wit zijn.  
Behalve in Curaçao, waar ik onlangs het genoegen had mijn vakantie door te brengen. 
Huizen daar hebben vrolijke kleuren. Er doen verschillende verhalen de ronde over waarom deze huizen niet gewoon wit zijn gebleven (zoals het oorspronkelijk wel degelijk het geval was). En de leukste anekdote vind ik wel die over vice-admiraal Albert Kikkert, die in 1817 stelde, dat huizen op Curaçao verplicht in een kleur geschilderd moesten worden omdat hij anders last kreeg van zijn ogen… Maar waarbij het feit dat hij aandelen had in een lokale verffabriek toch ook een zekere rol speelde…  Als u nu op de handelskade in Willemstad loopt, ziet u dan ook een prachtig schakering van gele, rose, groene en blauwe panden. Een blauw pand reflecteert enkel de korte golflengtes en absorbeert alle andere. En dat principe (reflectie en absorptie) zorgt voor alle kleuren van materialen om ons heen. Het verklaart niet alleen waarom Curaçao zo kleurrijk is, maar ook waarom gras groen is en een Ferrari (meestal) rood. 

Naast dubbele breking (op basis van enerzijds de kritieke hoek en anderzijds absorptie) en reflectie onderscheiden we overigens nog een derde variant van polarisatie: verstrooiing, waarbij licht niet door vaste materie wordt gepolariseerd, maar door de atmosfeer, waar het in aanraking komt met de moleculen en stof waaruit onze lucht bestaat en waarbij de blauwe kleur het meest verstrooid wordt. Onze lucht lijkt daardoor blauw te zijn, terwijl het in feite kleurloos is. 

Uw conclusie na dit alles zou dus kunnen zijn dat alles in feite kleurloos is, totdat licht erdoor gebroken wordt, voor een deel gereflecteerd en voor een deel geabsorbeerd. 
En dan nog zouden we deze kleuren niet zien, wanneer onze ogen voor deze golflengtes niet gevoelig gemaakt zouden zijn (Maar daarover meer in het volgende hoofdstuk)!  
 
Licht intensiteit; de amplitude van de golf. 

U kent nu twee belangrijke eigenschappen van licht; kleur (de golflengte) en polarisatie (de trillingsrichting). 
De derde (en laatste) eigenschap is; lichtsterkte. 
Bij elektromagnetische straling -en dus ook bij licht- bepaalt de amplitude van de golf de intensiteit oftewel; de helderheid.  
Het valt me op dat consumenten vaak over Watt spreken als ze het over lichtsterkte hebben. U weet bijvoorbeeld dat een gloeilamp (inmiddels niet meer te verkrijgen) van 100W twee keer meer licht levert dan een gloeilamp van 50W. Als men twee lampen met dezelfde vorm, materiaal en afmeting met elkaar vergelijkt, zou dat redelijk kunnen kloppen. Maar eigenlijk zegt Wattage enkel iets over het energieverbruik per tijdseenheid (in dit geval, want het kan ook verwijzen naar energielevering per tijdseenheid). En heeft in zoverre dus niets te maken met lichtsterkte.  
Daarvoor hebben we andere eenheden, zoals Candela (de sterkte van een kaars) met het symbool cd, als we het over de helderheid van een lichtbron zelf hebben. 

 
Een gloeilamp van 100W is te vergelijken met de helderheid van 120 kaarsen en heeft dus een lichtsterkte van 120cd.  
 
Maar zo’n gloeilamp is redelijk inefficiënt om een actrice mee te belichten. Immers; het meeste licht van de lamp valt dan niet op de actrice, maar gaat omhoog, omlaag, naar links, naar rechts en naar achteren.  
Bij armaturen plaatsen we daarom vaak een spiegel achter een lichtbron en een lens ervoor, zodat we zoveel mogelijk licht van de bron in een bundel krijgen. 
Als het licht van de lamp wordt gebundeld, spreekt men over een grotere waarneembare intensiteit, wat we uitdrukken met de eenheid Lumen (met het symbool lm).  
Eigenlijk zou u lumen als een efficiëntie eenheid kunnen zien. 

Het kan natuurlijk zijn dat er wel veel licht in een bundel zit, maar als deze bundel heel breed is (ge-flood, zoals we dat noemen), valt er toch nog maar weinig licht op de actrice. Als we dezelfde bundel kleiner maken en enkel op de actrice richten, is er, ook al is het aantal lumen hetzelfde gebleven, toch een grotere waarneembare intensiteit. Dit drukken we uit in lux, de eenheid voor verlichtingssterkte (met als symbool lx) waarbij 1 lux staat voor 1 lumen per vierkante meter.  
 
Voor belichters, cameramensen, editors en coloristen, zijn helderheid, kleur en polarisatie natuurlijk belangrijke aspecten. Het zijn de enige bestandsdelen, ingrediënten, van ons eindproduct. 
We zullen ze dan ook nog vaak tegenkomen !