Over Newton's heilige regenboog

Isaac Newton is zonder twijfel één van de grootste natuur- en wiskundigen die de mensheid tot nu toe heeft voortgebracht.
Als wiskundige lag hij samen met Leibnitz aan de basis van de differentiaal- en integraalrekening.
Als fysicus is hij de grondlegger van de basiswetten van de klassieke mechanica.
Maar ook de optica en de kleurenleer werden door Newton systematisch bestudeerd.
Het is over die kleurenleer dat ik het hier vandaag wat meer in detail wil hebben.
Van belang daar bij is dat Newton, ondanks zijn strikt rationele en systematische aanpak van problemen in de fysica, ook zeer intens bezig was met religie, ocultisme en alchemie.
Die terreinen hielden hem zó sterk bezig dat op bepaalde momenten zijn natuurkundig werk er door beïnvloed werd.
In zijn kleurenleer vinden we daar een frappant voorbeeld van.
Newton was degene die voor het eerst zonlicht onderzocht.
Hij deed dat in 1665 met behulp van een prisma.
Zijn biografen beschrijven hoe hij dagen aan een stuk aan het werk was in een dondere kamer waar enkel door een kleine spleet in de muur een lichtbundel binnen kon. Newton liet die lichtbundel breken door het prisma en deed zijn waarnemingen.
Aan zijn intens experimenteerwerk in de donkere ruimte hield hij beginnende blindheid over.

Maar hij concludeerde uit zijn experimenten als allereerste dat zonlicht uit verschillende soorten licht is samengesteld met elk een kenmerkende kleur.

Zijn voorgangers en tijdgenoten (zoals Hooke), dachten dat het prisma op de één of andere wijze de kleuren zelf produceerde.
Newton zag in dat de kleuren al in het invallende licht aanwezig waren en niet door het prisma gemaakt werden. Het sterkste bewijs hiervoor leverde hij door het gekleurde licht via een lens op een tweede prisma te laten invallen: er onstond opnieuw wit licht!

De figuur hierboven geeft dit weer en hieronder zie je een reproductie uit de nota's van Newton zelf hierover:

In eerste instantie sprak hij van 5 kleuren: rood, geel, groen, blauw, violet.
Maar toen kwam zijn ocult-religieuze achtergrond op de proppen: het goddelijke zonlicht kon nooit uit 5 kleurcomponenten bestaan. 5 was geen heilig getal! Er moesten 7 kleurcomponenten in wit licht aanwezig zijn: 7 was een heilig getal bij uitstek! En Newton voerde pardoes 2 kleuren extra toe: oranje en indigo.

En tot de dag van vandaag zeggen we dat wit licht bestaat uit 7 kleurcomponenten: rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet. Je herinnert je zeker nog wel het geheugensteuntje ROGGBIV uit je middelbare schooltijd.

Als regendruppels voor de breking van het licht zorgen, zien we de regenboog. We spreken nog altijd over de 7 kleuren van de regenboog. De 7 heilige kleuren van de regenboog!

Dat die 7 geen echte must was en dat er dus evengoed van 8 of 6 of 5 kleuren kan gesproken worden, begrijp je als je het kleurenspectrum van wit licht bekijkt:

Dit is een zogenaamd continu spectrum: de verschillende kleuren zijn niet scherp afgebakend maar lopen vloeiend in elkaar over. Je kan er meerdere aantallen aparte kleuren in aanduiden als je wil: het aantal hangt af van de graad van heiligheid die je wil bereiken...

De moderne fysica ziet in dit spectrum 3 hoofdkleuren: rood, groen en blauw: RGB

Licht van de 3 hoofdkleuren samen, in gelijke verhoudingen geven wit licht.
Door combinatie van 2 of 3 hoofdkleuren in allerlei verhoudingen kan men alle mogelijke kleuren maken.

Met die 3 basiskleuren worden op een "klassieke" kleuren-TV (geen LCD- of plasma-TV!) beelden geschreven.

Let op: we hebben het hier over kleuren ontstaan door mengen van gekleurd licht. Dit is niet hetzelfde als kleuren ontstaan door mengen van verven. Maar dat is voor een andere keer.