Zichtbaar licht, dat met een duizelingwekkende 186.282 mijl per seconde door de ruimte reist, is slechts een deel van het brede spectrum van licht, dat alle elektromagnetische straling omvat. We kunnen zichtbaar licht detecteren dankzij kegelvormige cellen in onze ogen die gevoelig zijn voor de golflengten van sommige vormen van licht. Andere vormen van licht zijn onzichtbaar voor mensen omdat hun golflengten te klein of te groot zijn om door onze ogen te worden waargenomen.
De verborgen aard van wit licht
Wat wij wit licht noemen, is helemaal geen enkele kleur, maar het volledige spectrum van zichtbaar licht gecombineerd. Gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis was de aard van wit licht volledig onbekend. Pas in de jaren 1660 ontdekte Sir Isaac Newton de waarheid achter wit licht met behulp van prisma's - driehoekige staven van glas - om het licht in al zijn verschillende kleuren te breken en ze vervolgens weer in elkaar te zetten opnieuw.
Wanneer wit licht door een prisma gaat, worden de samenstellende kleuren gescheiden, waardoor rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet zichtbaar worden. Dit is hetzelfde effect dat je ziet wanneer licht door waterdruppels gaat, waardoor een regenboog in de lucht ontstaat. Wanneer die gescheiden kleuren door een tweede prisma schijnen, worden ze weer bij elkaar gebracht om een enkele bundel wit licht te vormen.
Het lichtspectrum
Wit licht en alle kleuren van de regenboog vertegenwoordigen een klein deel van het elektromagnetische spectrum, maar het zijn de enige vormen van licht die we kunnen zien vanwege hun golflengten. Mensen kunnen alleen golflengten tussen 380 en 700 nanometer detecteren. Violet heeft de kortste golflengte die we kunnen zien, terwijl rood de grootste heeft.
Hoewel we normaal gesproken geen andere vormen van elektromagnetische straling licht noemen, is er weinig verschil tussen hen. Infrarood licht valt net buiten ons gezichtsveld met een golflengte die groter is dan rood licht. Alleen met instrumenten zoals een nachtkijker kunnen we het infraroodlicht detecteren dat wordt gegenereerd door onze huid en andere warmte-afgevende objecten. Aan de andere kant van het zichtbare spectrum, zijn kleinere dan violette lichtgolven ultraviolet licht, röntgenstralen en gammastralen.
Lichtkleur en energie
Lichtkleur wordt meestal bepaald door de energie die wordt geproduceerd door de bron die het uitzendt. Hoe heter een object is, hoe meer energie het uitstraalt, wat resulteert in licht met kortere golflengten. Koelere objecten creëren licht met langere golflengten. Als je bijvoorbeeld een steekvlam aansteekt, zul je merken dat de vlam eerst rood is, maar als je hem hoger zet, wordt de kleur blauw.
Evenzo stralen sterren vanwege hun temperatuur verschillende kleuren licht uit. Het oppervlak van de zon heeft een temperatuur van rond de 5.500 graden Celsius, waardoor het een geelachtig licht uitstraalt. Een ster met een koelere temperatuur van 3.000 C, zoals Betelgeuze, straalt rood licht uit. Hetere sterren zoals Rigel, met een oppervlaktetemperatuur van 12.000 C, stralen blauw licht uit.
De dubbele aard van licht
Experimenten met licht in het begin van de 20e eeuw onthulden dat licht twee naturen had. De meeste experimenten toonden aan dat licht zich als een golf gedroeg. Als je bijvoorbeeld licht door een heel smalle spleet laat schijnen, zet het uit zoals een golf dat doet. In een ander experiment, het foto-elektrisch effect genaamd, werpt het metaal, wanneer je violet licht op natriummetaal schijnt, elektronen uit, wat suggereert dat licht bestaat uit deeltjes die fotonen worden genoemd.
In feite gedraagt licht zich zowel als een deeltje als als een golf en lijkt het van aard te veranderen op basis van welk experiment je uitvoert. In het nu beroemde experiment met twee spleten, wanneer licht twee spleten in een enkele barrière tegenkomt, gedraagt het zich als een deeltje wanneer je naar deeltjes zoekt, maar gedraagt zich ook als een golf als je zoekt golven.
