Plasticpaars

De zakjes waarin de Hema tot aan Pasen paaseitjes verkocht, bestaan uit een volmaakt kleurloze, glanzende plastic die luidruchtig knispert als men er de hand in steekt. Voor de rest is er niets bijzonders aan te zien. Afgelopen week lag er nog zo'n leeggegeten zakje op tafel. Een tafel, welteverstaan, die goed in de was was gezet en zachtjes naglom van genoegen.

Het was midden op de dag, de gloeilampen waren uit en buiten ging de zon schuil achter dunne witte bewolking. Diffuus daglicht viel er op dat zakje. Maar er kwam een geheimzinnige paarse gloed onder vandaan.

Niet heel opvallend paars, niet zo dat iedereen het direct zag, maar paars genoeg om er zeker van te zijn. Op de voorpagina van deze bijlage, onder de `ij' van Onderwijs, is te zien hoe het eruit zag. Als je je hoofd een beetje bewoog, verscheen er ook wat groen en geel, maar paars overheerste. Het geheel deed denken aan de kleuren die je ziet in zeepbellen, olievlekken op water en verkeerd ingeraamde dia's, aan Newtonse kleuren dus, maar dat konden het niet zijn. Diverse voorbijgangers hebben het optreden van de gloed bevestigd maar geen ervan kon een verklaring geven.

Goede raad leek dus duur, maar bleek toch niet duurder dan 30,50 euro, te weten de prijs van het boekje `Polarised light in science & nature' van emeritus-hoogleraar David Pye. Dat boekje was, geloof het of niet, toevallig deze week in huis gehaald omdat de boekwinkel het zo mooi had neergelegd. Het is niet nodig het ook te kopen, want uitgever Institute of Physics Publishing heeft het integraal op internet gezet (bookmarkphysics.iop.org). IoP en Pye malen niet om geld.

Dat de verklaring van de gloed wel van polarisatie-effecten zou komen, was in de herinnering blijven hangen na een eerdere AW-exercitie op dit terrein, nu vijf jaar geleden. En waarachtig, al in de eerste twee hoofdstukken van zijn prachtige boekje geeft Pye alle hulpmiddelen in handen. In hoofdstuk één legt hij uit wat gepolariseerd licht is: licht dat anders dan gewoon natuurlijk licht trilt in één richting. Zulk licht ontstaat bijvoorbeeld als zonlicht of diffuus luchtlicht weerkaatst aan glanzende oppervlakken: stille meren en opgewreven tafels.

Het menselijk oog is ongevoelig voor het polarisatie-verschijnsel maar kan het toch makkelijk gewaar worden met behulp van een polaroid-zonnebril. Het glas van zo'n bril, formeel een `polarisatiefilter' te noemen, laat altijd maar één trillingsrichting doorgaan en bekijkt men het doorgelaten licht met een tweede glas dat die trillingsrichting juist volledig blokkeert dan wordt alle licht tegengehouden. Voor het foefje is het noodzakelijk de bril in tweeën te breken en het ene glas een kwartslag te draaien ten opzichte ven het andere. Wie toevallig nog een polarisatiefilter van het fototoestel in huis heeft kan de bril heel laten.

Het polaroid van de polaroid-zonnebril is in feite een dikke plastic folie die is `verstrekt' (opgerekt) en al of niet met zouten geïmpregneerd. Rond 1935 bestond het plastic uit celluloid, tegenwoordig schijnt vooral polyvinylalcohol te worden gebruikt. In hoofdstuk twee introduceert Pye een andere klassieke kunststof-folie die ook een bijzondere invloed heeft op gepolariseerd licht: cellofaan. Cellofaan is een uit cellulose bereide half-synthetische `plastic' die tamelijk zeldzaam is geworden. Drogisten en reformzaken verkochten tot voor kort losse vellen cellofaan van Opekta voor het afsluiten van potten met `eigengemaakte' jam. Men herkent cellofaan aan de mooie glans, het knisperen, de extreme brandbaarheid en de geur waarmee het verbrandt: die van brandend papier.

Cellofaan bestaat uit lange cellulosemoleculen die in het productieproces min of meer parallel aan elkaar zijn komen te liggen. Daardoor is cellofaan dubbelbrekend. Licht dat zijn trillingsrichting evenwijdig heeft aan de celluloseketens reist met een andere snelheid door de folie dan licht dat dwars op de ketens trilt. Als het cellofaan flink dik zou zijn, net zo dik als het polaroid of misschien wel dikker, dan zou zichtbaar worden dat een willekeurige opvallende lichtstraal binnen het cellofaan in twee verschillende lichtstralen zou worden opgesplitst: de klassieke dubbele breking. Maar meestal is cellofaan maar 0,02 mm dik. Twintig micron.

Dat is te dun om het dubbel breken te zien te krijgen. Blijft over de andere bijzonder eigenschap van cellofaan die er direct mee samenhangt: de gewoonte de polarisatierichting van licht te verdraaien (Pye verklaart het). Heeft men een polarisatiefilter zó op een ander gelegd dat hij net de polarisatierichting blokkeert die de ander selectief doorlaat (dat is de `gekruiste' stand) zodat volledige duisternis ontstaat dan is dat effect weer op te heffen door een stukje cellofaan tussen de filters te steken. Het is een resultaat waar het verstand bij stil staat.

Het mooie is dat de polarisatierichting van de verschillende samenstellende kleuren van het gewone witte licht niet even sterk worden verdraaid. Dat wordt voor een belangrijk deel ook door de dikte van de folie bepaald, het valt hier niet uit te leggen. Cellofaan met een standaarddikte van 20 micron licht daarom tussen twee gekruiste pola-filters gelig op, schrijft Pye. Steekt men hetzelfde cellofaan dubbelgevouwen tussen de filters dan verandert dat in diepviolet. Van AW-wege viel het met Opekta-cellofaan schitterend te bevestigen.

Het volgende staat nu vast: het Hema-paaseizakje is niet van cellofaan maar van echt synthetisch plastic dat niettemin tussen twee gekruiste polafilters (in de juiste stand gebracht) diepblauw oplicht. Het is dus dubbelbrekend, al valt dat onder normale omstandigheden niet op. Kennelijk treedt in het licht dat door een dubbelbrekende folie valt na reflectie (en bijbehorende polarisatie) selectieve bevoordeling van bepaalde kleuren op.

Hoe dat zit is het AW-labo nog niet helder.