Wiskunde & natuurkunde

Hoeveel atomen heb je nodig voor een kleur?

Alles om ons heen is opgebouwd uit atomen. Maar heeft een afzonderlijk atoom een kleur? Of heb je er daar meer voor nodig?

Neon is rood, kwik is blauw

Je zou kunnen zeggen dat een enkel atoom (of molecuul, een deeltje dat bestaat uit meerdere atomen) een kleur heeft. Een atoom kan namelijk licht uitzenden. De kleur van dat licht verschilt per soort atoom. De atomen waar het gas neon uit bestaat, geven bijvoorbeeld rood licht af. En kwikatomen zenden blauw licht uit.

Maar zíé je het licht van een enkel atoom ook? Onder normale omstandigheden niet. Eén atoom maakt namelijk per keer precies één lichtdeeltje, een foton genaamd. En dat is te weinig licht om met het blote oog op te pikken, zegt René Williams, scheikundige aan de Universiteit van Amsterdam. Tenzij je eerst tien minuten in het pikkedonker hebt gezeten. ‘En dan nog zie je alleen maar een soort flits.’

Hoeveel atomen heb je dan nodig om hun kleur met het blote oog goed te kunnen zien? ‘Ik denk tussen de honderd en een paar miljoen exemplaren’, zegt Williams. ‘Dat aantal is ook afhankelijk van het soort atomen of moleculen.’ Maar met speciale microscopen is het wel mogelijk om de kleur van één zo’n deeltje te zien, voegt hij daaraan toe.

Teruggekaatst licht

Goed om te weten is verder dat de meeste kleuren om je heen níét afkomstig zijn van atomen die zelf licht uitzenden. Een sinaasappel krijgt zijn kleur bijvoorbeeld niet doordat de deeltjes in de schil elk een oranje lichtdeeltje produceren.

Hoe zo’n kleur dan wel tot stand komt? Op zo’n sinaasappel valt licht van de zon (of uit een lamp), dat bestaat uit alle kleuren tegelijk. Samen zien we die als wit licht. De moleculen in de schil van de sinaasappel nemen sommige kleuren uit dat witte licht op en andere niet. In dit geval wordt bijvoorbeeld vooral oranje licht teruggekaatst. Dat teruggekaatste licht bereikt onze ogen. En dan zeggen we: ‘Die sinaasappel is oranje.’