Hoe ontstaan kleuren?

Het licht reist in het oog naar het netvlies aan de achterkant van het oog. Het netvlies is bedekt met miljoenen lichtgevoelige cellen, staafjes en kegeltjes genaamd. Wanneer deze cellen licht detecteren, sturen ze signalen naar de hersenen. Kegelcellen helpen kleuren te detecteren.

De 'kleur' van een voorwerp is de golflengte van het licht dat het weerkaatst. Dit wordt bepaald door de opstelling van elektronen in de atomen van die stof, die volgens ingewikkelde kwantumwetten fotonen van bepaalde energieën absorberen en weer uitzenden.
De wereld is vol kleur, maar weinig mensen vragen zich af waarom en hoe. We zijn gewend aan de manier waarop we kleuren zien, dus vragen we ons zelden af waarom ze er zo uitzien. Toch is het proces hoe objecten kleur krijgen complex en fascinerend.
Niet alle dieren zien kleur op dezelfde manier als wij. De meeste zoogdieren zien minder kleuren dan wij, terwijl bepaalde insecten kleuren kunnen zien die wij niet zien.

De kleuren die wij zien hebben te maken met de samenwerking tussen licht en onze ogen. Laten we eens nader bekijken hoe de kleuren om ons heen bestaan.

Waarom hebben voorwerpen kleur? 

Voorwerpen hebben kleuren omdat ze bepaalde golflengten van licht meer weerkaatsen dan andere.
Elk voorwerp bestaat uit verschillende materialen (atomen). De samenstelling van een voorwerp zorgt ervoor dat het verschillende dingen doet wanneer licht erop valt, zoals het weerkaatsen of absorberen van golflengten die wij als kleur waarnemen. Wanneer golflengtes op een voorwerp weerkaatsen, zorgt dat ervoor dat het als een specifieke kleur verschijnt.

• Reflectie- De meeste voorwerpen reflecteren licht tot op zekere hoogte. Voorwerpen met meer vrije elektronen zijn meer reflecterend, omdat de elektronen trillen en het licht uit het voorwerp sturen met dezelfde frequentie als waarmee het binnenkwam. Metalen en spiegels zijn de meest reflecterende voorwerpen. Wanneer licht op voorwerpen weerkaatst, zijn het de golflengten die terugschijnen die de kleur van het voorwerp bepalen. 
  
  
• Absorptie- Lichtgolflengten kunnen ook worden geabsorbeerd in sommige voorwerpen. Meestal worden sommige golflengten geabsorbeerd en andere gereflecteerd, maar ondoorzichtige voorwerpen absorberen het meeste of alle licht. Voorwerpen die alle golflengten absorberen, zien er zwart uit. 
  
  
• Transmissie- Soms is de energie van het licht aanzienlijk hoger of lager dan de elektronen binnenin, waardoor ze het licht niet kunnen weerkaatsen of absorberen. In plaats daarvan gaat het licht door het voorwerp heen zonder het uiterlijk ervan te veranderen. Voorwerpen die licht doorlaten zijn transparant, zoals glas. 
  
  
• Breking- Breking treedt op wanneer de golflengten van het licht worden omgeleid. Als het licht door het voorwerp gaat, gaat het er wel doorheen, maar ziet het er gebogen uit. Enkele voorbeelden zijn een glas water of een doorzichtig driehoekig prisma. Deze actie komt het minst voor op deze lijst. Al deze acties beïnvloeden de kleur van een voorwerp, maar als je naar een voorwerp kijkt dat een kleur van de regenboog heeft, dan is dat omdat er enige reflectie plaatsvindt. Voorwerpen hebben voor ons alleen kleur als er licht op valt, daarom ziet alles er zwart of grijs uit als het licht uit is.
  

Hoe krijgen voorwerpen verschillende kleuren?

In het zichtbare spectrum is er een reeks golflengten die voor ons als verschillende kleuren verschijnen. 

• De langste, meest uitgestrekte golflengten zijn rood. 
• De kortste, meest voorkomende golflengten zijn violet. 
• Daartussen liggen de andere kleuren van de regenboog, zoals oranje, geel, groen, cyaan en blauw.
  

Wanneer licht op een voorwerp valt, worden deze golflengten geabsorbeerd of gereflecteerd, afhankelijk van het materiaal van het voorwerp. Als er bijvoorbeeld licht op een banaan schijnt, worden alle kleuren behalve geel in de vrucht geabsorbeerd, terwijl geel naar onze ogen terugkaatst. De banaan ziet er dus geel uit.

Als alle golflengten worden gereflecteerd, ziet het voorwerp er wit uit. Alle kleuren van de regenboog gecombineerd in lichten maken wit. Daarom zien de zon en gloeilampen er wit uit, ook al kunnen ze alle gekleurde golflengten naar voorwerpen sturen.
Als alle kleuren licht worden geabsorbeerd, ziet het voorwerp er zwart uit. Zoals eerder gezegd, als de golflengten door transmissie of breking gaan, zal het voorwerp doorzichtig zijn.

Deze regels gelden alleen als er wit licht op het voorwerp schijnt. Als een gekleurd licht wordt gebruikt, zullen de resultaten anders zijn. Als er bijvoorbeeld een wit licht op een rode appel schijnt, zal deze er rood uitzien omdat de rode golflengten worden gereflecteerd en al het andere wordt geabsorbeerd. Als echter alleen groen licht op de appel wordt geschenen, ziet deze er zwart uit omdat groen wordt geabsorbeerd, maar er geen rood is om te reflecteren.