Waar komt de kleur paars vandaan?

Antwoord

Beste Roeka,

Leuke vraag. Kleuren hebben alles met licht te maken. De kleur van een object "zit" niet echt in het object. De kleur van een object wordt bepaald door het licht dat weerkaatst wordt of niet weerkaatst wordt. Paars is echter een buitenbeetje omwille van het verschil met violet.

Laten we je vraag even in stukken breken waarbij we starten met (wit) licht. 

Licht

Licht is een golf en bijzonder aan wit licht is dat het vele golven samen zijn met verschillende frequenties. Een frequentie geeft aan hoe "snel" deze golf op en neer beweegt. 

In bovenstaande figuur zie je een golf die op en neer beweegt. Over een lengte van 1 mm kan je 5 periodes onderscheiden van die golf waarin deze 5 keer op en neer bewoog. Men zegt dat de frequentie van deze golf 5 mm^–1 bedraagt of de golflengte 0.2 mm bedraagt. Je ziet dat frequentie en golflengte de omgekeerde breuk betekent. Een frequentie van 5 mm^–1  overeenkomt met een golflengte van 1/5 mm of 0.2 mm. Golflengte is de lengte van 1 stukje van de golf die zich dan herhaalt.

Een kleur is een interpretatie van onze hersenen van deze golflengte of frequentie. Elke kleur heeft immers een eigen golflengte of frequentie. Wanneer licht invalt op onze ogen, registreren de hersenen deze golflengte of frequentie wat visueel omgezet wordt tot een kleur.

In bovenstaande zie je het zichtbare kleurspectrum of de kleuren die onze ogen kunnen onderscheiden als functie van de golflengte wat ruwweg het interval van 400 nm tot 800 nm omvat. De eenheid "nm" staat voor nanometer of 10^-9 meter. Je ziet dat licht heel snel op en neer beweegt. Als licht te traag zou bewegen met golflengtes groter dan 800 nm wordt dat door onze hersenen genegeerd maar ook licht dat te snel beweegt met golflengtes kleiner dan 400 nm worden ook door onze hersenen niet opgepikt.

Een golf kan ook verschillende frequenties of golflengtes omvatten. Dat betekent dat de golf bestaat uit een som van verschillende golven samen die elk een eigen frequentie hebben.

In bovenstaande zie je de som van twee golven waarbij 1 golf een frequentie heeft van 5 mm^–1 terwijl er ook een snellere golf is met frequentie 15 mm^–1. De traagste golf gaat over 1 mm dan 5 keer op en neer terwijl de snellere golf over 1 mm maar liefst 15 keer op en neer beweegt.

Wit licht is wat bedoeld wordt met een golf die alle frequenties bevat of alle kleuren samen omvat.

Het zien van een object

Alvorens we over kleur van een object kunnen praten, moeten we eerst bespreken wat het eigenlijk betekent om een object te zien. Het licht schijnt op een object en dat object weerkaatst dat licht wat terugvalt op onze ogen. Als dat licht afkomstig is van een object dan kunnen onze hersenen dat vertalen naar het "zien" van dat object. Onze hersenen kunnen dus "analyseren" waar het licht vandaan komt wat we interpreteren als de verschillende objecten in een kamer. Als het teruggekaatste licht vanaf een object onze ogen niet bereikt, kunnen we het object niet zien. 

In deze tekening zie je dat het "witte" licht die alle kleuren omvat invalt op de appel die alleen het rode licht weerkaatst. Dat zorgt ervoor dat alleen de "rode" golven teruggekaatst worden waardoor we de appel als rood zien. Een kleur heeft te maken met welke golven van het witte licht wel weerkaatst worden en welke golven niet weerkaatst worden. Op die manier is zwart niet echt een kleur omdat een object zwart is als het geen licht weerkaatst.

Waarom een deel van het licht weerkaatst wordt?

Dat is een moeilijkere vraag. Laat ik dat heel eenvoudig stellen. Als licht invalt op een voorwerp gaan de elektronen van de atomen trillen. Deze elektronen hebben een natuurlijke frequentie. Het licht dat invalt met een frequentie die overeenkomt met de natuurlijke frequentie van die elektronen zorgt ervoor dat die gaan trillen. De lichtenergie wordt hierdoor geabsorbeerd en door een samenspel omgezet in warmte. Die frequentie die echter geen trilling op gang brengt zorgt ervoor dat het licht wordt weerkaatst. Een deel van het licht wordt geabsorbeerd terwijl een deel van het licht wordt weerkaatst. Die omzetting in warmte is wat we ervaren bij een zwart oppervlak of een wit oppervlak in de zomer. Een zwart oppervlak voelt veel heter aan als de zon erop kan schijnen omdat een zwart oppervlak het licht maximaal absorbeert en in warmte weet om te zetten, terwijl een wit oppervlak maximaal weerkaatst en dus weinig tot geen opwarming bekomt. 

Kleur paars

De kleur violet onderscheiden we voor licht met een golflengte van 380 nm tot 450 nm. Violet is een spectrale kleur omdat we er een golflengte mee kunnen associëren. Paars is eigenlijk de combinatie van rood met blauw en om die reden geen deel van de "regenboog". Visueel is dat vrij gelijkaardig maar violet is een deel van het wit licht terwijl paars dat niet is. Paars is vanuit een natuurkundig perspectief een niet-spectrale kleur.

Groeten,

Kurt