De natuurkunde van 't vrije veld. Deel I

Licht en kleur in het landschap

[p. 87]

Het oog.¹⁾

De studie van de mens en de studie van de natuur zijn niet van elkander te scheiden. Als we licht en kleur in het landschap zuiver willen waarnemen, moeten we in de eerste plaats het instrument kennen dat we daarbij voortdurend gebruiken: het menselijk oog. Het werkt in hoge mate verhelderend, wanneer we leren onderscheiden wat de natuur ons inderdaad vertoont, en wat ons gezichtsorgaan daarbij voegt en fantaseert. En nergens zijn de eigenaardigheden van ons oog zo goed te bestuderen als buiten, in de omgeving zelve waaraan wij door de natuur zijn aangepast.

1) Voor dit gehele hoofdstuk en de drie volgende raadplegemen vooral het klassieke werk van Helmholtz: Physiologische Optik (2e of liever 3e uitgave).

57. Zien onder water.²⁾

Heeft U wel eens beproefd Uw ogen onder water open te houden? Een kleine zelfoverwinning, en 't valt erg mee! Maar alle beelden die we nu

Fig. 70. Bij het zien onder water komt er van de beeldvorming in ons oog niets meer terecht. (Voluitgetrokken: loop der lichtstralen bij het kijken onder water; gestippeld: lichtstralen bij het kijken in lucht).

waarnemen zijn buitengewoon onscherp en wazig, ook al geschiedt de proef in een zweminrichting met zeer helderwater. In de lucht is het namelijk het voorste oppervlak van het oog, het hoornvlies, dat de lichtstralen verzamelt en de afbeelding op het netvlies tot stand brengt; de kristallenshelpt daar slechts een weinig bij. Maar bij de waarneming onder water vervalt

2) O.v. Aufsess, Das Sehen unter Wasser (1912). - A. Bierman, Reflex, 7, 39, 1936.

[p. 88]

de werking van het hoornvlies, daar de vloeistof in het oog en het water daarbuiten ongeveer even sterk lichtbrekend zijn: de stralen veranderen dus niet van richting aan de hoornvliesgrens (fig. 70). Nu kunnen we uitstekend beoordelen hoe onvoldoende de werking van de kristallens zou zijn, als die alleen voor de beeldvorming moest zorgen. We zijn hopeloos verziende geworden, zozeer, dat de accomodatie praktisch niets helpt; een lichtpunt blijft vrijwel even wazig, op welke afstand het zich ook bevindt. De enige mogelijkheid om nog iets van een voorwerp te herkennen is dus, het zo dicht bij ons oog te houden, dat wij het onder een grote hoek zien, waartegenover de wazigheid van de grenzen niet

Fig. 71. We bekijken even het landschap op de wijze van de vissen!

al te hinderlijk is.

In helder water begint een cent zichtbaar te worden op armafstand (60 cm); een ijzerdraadje is op geen enkele afstand waarneembaar. Daarentegen kan men tot op 9 m constateren of iemand voorbijzwemt, omdat in dit geval het voorwerp zo groot is, dat wij er allicht iets van merken. Ruw gezegd is de aanwezigheid van een voorwerp van grootte v nog waar te nemen op een afstand van ten hoogste 30 v; zijn vorm is enigszins vast te stellen op een afstand van 5 v; en van redelijk zien is slechts sprake als het voorwerp tot op een afstand gelijk aan zijn eigen afmeting v genaderd is.

Om ons gezichtsvermogen weer enigszins normaal te maken, is dus een zeer sterke bril nodig. Maar het ongeluk wil, dat brilleglazen onder water 4 maal minder sterk werken dan in lucht! En daar komt nog bij, dat een zo sterke bril niet zijn volle effekt heeft zodra men hem enige millimeters vóór het oog zet. Dit alles in aanmerking genomen, is het nodig een lens van sterkte 100 te nemen, dus van brandpuntsafstand 1 cm! Het lensje van een dradenteller is hiervoor bruikbaar.

Let er op, hoe moeilijk de afstanden te schatten zijn, zowel met als zonder waterbril. De voorwerpen zien er schimmig, spookachtig uit.

[p. 89]

Het is nog de moeite waard, van onder water de blik opwaarts te richten. Lichtstralen die van buiten komen dringen in het water onder hoeken met de vertikaal van ten hoogste 46^o; u ziet dus boven uw hoofd een grote lichte schijf; als u uw blik schuiner richt, wordt uw gezichtsstraal totaal teruggekaatst tegen het oppervlak, en brengt u slechts de weerspiegeling van de zwak verlichte bodem (fig. 71). Zo ziet er de wereld voor de vissen uit!

Een zeer goede indruk van het landschap, gezien van onder water, krijgt men, door een spiegel in schuine stand onder het oppervlak te houden, terwijl men zelf rechtop in het water staat en vooral het rimpelen van het oppervlak vermijdt. Merk op hoe alle voorwerpen buiten het water sterk samengedrukt lijken in vertikale richting, des te meer naarmate ze tot de horizon naderen. Alles is met prachtige gekleurde randen omzoomd!

58. Het zichtbaar worden van het inwendige van ons oog.

Een geoefend waarnemer kan zonder enig hulpmiddel de gele vlek van zijn eigen oog zien (het gevoeligste en centrale punt van het netvlies), omgeven door een donkerder krans waarin de bloedvaten ontbreken.¹⁾ Men kijkt bij avond naar de wijde, wolkenloze lucht, als de eerste sterren beginnen te verschijnen, en men al een tijdje buiten is. Sluit de ogen enige sekunden, en open ze dan snel, terwijl uw blik naar de hemel gericht is. De duisternis verdwijnt eerst aan de omtrek van het gezichtsveld, en trekt zich snel naar 't midden samen, waar de gele vlek met haar donkere zoom even zichtbaar wordt; soms licht ze even op.

Als men langs een hoog hek loopt, waar doorheen de felle zon schijnt, krijgt men verscheiden malen per sekunde een flits zonlicht in de ogen. Blijf voor u uit kijken, keer de ogen niet rechtstreeks naar de zon! Het merkwaardige is, dat u nu bij elke lichtflits éven een onduidelijke figuur ziet van onregelmatige vlekken en mazen en vertakkingen, helder op een donkerder achtergrond.²⁾ Het is mogelijk dat dit bepaalde delen van het netvlies zijn, die we bij deze ongewone belichting zien verschijnen.

1) H. von Helmholtz, Physiologische Optik, 3e uitg. 2, 255. Deze proef gelukt mijzelf niet.

2) Waarschijnlijk komt deze waarneming overeen met de ‘lichtschaduwfiguur van Purkinje’ (Helmholtz, t.a.p. blz. 217).

[p. 90]

59. Afwijkingen van de scherpe beeldvorming bij het oog.

Sterren zien we niet als zuivere stipjes, maar als kleine onregelmatige figuurtjes, dikwijls als een lichtpuntje waarvan stralen uitgaan; de gewone voorstelling door 5-stralige sterretjes komt niet met de werkelijkheid overeen. Kies voor deze proef de allerhelderste sterren, liefst Sirius; of beter nog de planeten Venus of Jupiter: die vertonen ons een zó klein schijfje dat wij ze praktisch puntvormig zien, en ze zijn helderder dan de helderste sterren.

Houd het hoofd schuin naar rechts, naar links: het figuurtje helt mee. Voor ieder mens is het anders, het is ook verschillend voor elk der beide ogen; maar als men één oog met de hand bedekt en achtereenvolgens met het andere naar allerlei sterren kijkt, ziet men altijd hetzelfde figuurtje.

Het zijn dus niet de sterren zelf, die er zo onregelmatig uitzien, het is ons oog dat fouten vertoont, en een

Fig. 72. Een ster of verre lantaren, gezien door een lichtelijk bijziende zonder lorgnet.

punt niet precies als een punt afbeeldt.

De stralenfiguur wordt groter en onregelmatiger, wanneer het oog zich in een donkere omgeving bevindt en de pupil wijd geopend is; ze wordt kleiner, als we ons in een goedverlichte omgeving bevinden en de pupil tot een klein gaatje samengetrokken is. Inderdaad heeft Gullstrand bewezen, dat de kristallens van ons oog voornamelijk aan de randen vervormd wordt door de spier waaraan ze bevestigd zit, de afbeeldingsscherpte zal ervan afhangen of er door die randgedeelten licht doorgaat of niet.

Neem een blad papier, prik er een gaatje in van wel 1 mm wijd, en houd dit midden voor de pupil. Na enig zoeken slaagt u er wel in, Sirius of een planeet op te sporen: het beeld is zuiver rond. Verplaats nu het gaatje naar de rand van de pupil: daar vervormt zich het lichtpunt op onregelmatige wijze, bij mij rekt het uit tot een lichtlijntje, volgens de straal van de pupil gericht.

Vele mensen zien ook de horens van de maansikkel veelvoudig. Deze afwijkingen van de scherpe beeldvorming zijn in hoofdzaak toe te schrijven aan kleine vervormingen in de oppervlakte van het hoornvlies. Dezelfde vervormingen zien we ook te voorschijn komen wanneer we bijziend zijn, en ons lorgnet buiten afzetten (fig. 72): elke verre lantaren wordt dan een lichtschijfje, waarin de helderheid echter zeer ongelijkmatig verdeeld is. Als het kleine

[p. 91]

druppeltjes regent, ziet u af en toe plotseling een zwart rond vlekje in dat lichtschijfje verschijnen: een regendruppel bedekt een deel van het hoornvlies (fig. 73). U kunt merken dat hij wel een 10-tal sekunden zijn vorm behoudt, indien u er in slaagt al die tijd niet met de oogleden te knippen!

Wanneer een automobiel

Fig. 73. Een bijziend oog zonder lorgnet ziet de verre lichtbronnen als onregelmatige schijfjes; een regendruppel op het hoornvlies tekent zich daarin als een donker vlekje af.

op grote afstand zijn felle lampen in onze richting keert, zien we het gehele gezichtsveld in de omgeving van het intense lichtpunt met een lichtwaas bedekt; dit lichtveld is korrelig, soms straalsgewijs gestreept. Deze struktuur ontstaat door lichtbuiging of breking aan een groot aantal onregelmatigheidjes in het oog. Natriumlampen, die de vorm hebben van lange, smalle buizen, geven ook een diffuse schijn om de lichtbron; maar deze lichtschijn vertoont een fijne arcering, waarvan de lijntjes precies evenwijdig aan de lichtbron lopen: elk buigend korreltje heeft nu een lichtlijntje in plaats van een lichtpuntje gegeven.

60. Stralenbundels die van heldere lichtbronnen schijnen uit te gaan.

Lantarens in de verte schijnen soms lange, rechte stralen naar ons oog te schieten. Dat is vooral zo, wanneer we met halfgesloten oogleden kijken; langs de rand van elk ooglid vormt het traanvocht een kleine meniskus die de lichtstralen breekt.¹⁾ Uit fig. 74a ziet men, dat de stralen aan de rand van het bovenste ooglid zó gebroken worden, dat ze van beneden schijnen te komen: de lichtbron krijgt een naar beneden gerichte staart; het onderste ooglid geeft evenzo een naar boven gerichte staart. Men kan de vorming dezer staarten heel goed volgen, door het éne ooglid vast te houden, en het andere zachtjes te sluiten; of door het hoofd schuin naar boven of naar beneden te richten terwijl men de oogleden half dicht luikt. De stralen verschijnen precies op

1) H. Meyer, Pogg. Ann. 89, 429, 1853.

[p. 92]

het ogenblik waarop het ooglid de pupil begint te bedekken; een bijziend waarnemer kan dat heel goed opmerken, daar de lichtbron, die hij schijfvormig verbreed ziet, op dat ogenblik voor een gedeelte afgeschermd wordt. De stralen zijn niet geheel evenwijdig, ook niet die van één oog. Kijk naar een lichtbron vóór u, keer daarna het hoofd wat naar rechts en draai de ogen tot u die lichtbron weer ziet: de stralen staan nu schuin (fig. 74b). Dit komt blijkbaar, omdat de randen der oogleden nu niet meer horizontaal staan daar waar ze over de pupil heen lopen; elke

Fig. 74. Het ontstaan van lichtstralen om de lantarens in de verte.

stralenbundel is loodrecht op de ooglidrand die hem veroorzaakt, 't komt precies uit met de richting. We begrijpen nu ook, dat de stralen niet evenwijdig zijn als we voor ons uit kijken: het is de gebogenheid der ooglidranden die reeds binnen de breedte der pupil merkbaar is. Houd uw vinger aan de rechterrand der pupil: de linker stralen van de bundel verdwijnen, precies zoals het moest.

Naast de lange staarten (fig. 74c) zijn er ook korte, zeer lichtsterke, die door terugkaatsing tegen de randen van de oogleden ontstaan (fig. 74d). Overtuig u ervan, dat ditmaal het bovenste ooglid de bovenste korte staart veroorzaakt, en omgekeerd. Deze terugkaatsingsstralen vertonen meestal dwarse buigingsstrepen.

61. Waarnemingen aan lorgnetglazen.

Gewone lorgnetglazen vervormen de lijnen, zodra men er sterk schuin doorheen kijkt. Bij holle glazen is de vervorming ‘tonvormig’, bij bolle glazen ‘kussenvormig’ (fig. 75). Wanneer het

[p. 93]

er op aankomt te beoordelen of een lijn in het landschap zuiver recht is of loodrecht staat, is die vervorming bijzonder hinderlijk. Aan de uiterste grenzen van

Fig. 75. Beeldvervorming door lorgnetglazen.

het veld treedt een zo sterk astigmatisme op, dat allerlei kleine bijzonderheden weggewist worden. Deze gebreken van de beeldvorming zijn des te sterker naarmate de glazen holler of boller zijn, zij zijn veel geringer bij meniscusglazen.

Wie 's avonds door zijn lorgnet naar een brandende lantaren kijkt, ziet ergens in de nabijheid daarvan een lichtschijfje zweven.

Fig. 76. Het ontstaan van dubbele reflexen bij het gebruik van een lorgnet.

Het is niet scherp; als wij ernaar turen verandert vanzelf de accomodatie van het oog, en we zien het schijfje groter of kleiner worden. Nemen we ons lorgnet af

Fig. 77. Hoe een lorgnetglas een spektrum kan geven.

en houden dit een eindje vóór ons oog, dan zien we 't schijfje overgaan in een scherp lichtpuntje dat blijkbaar een zeer verkleind beeld van de lamp is. Bekijk een groep van 3 lampen: het blijkt dat het beeldje rechtopstaand is. - Verklaring: het lichtschijfje ontstaat door een dubbele weerspiegeling tegen de oppervlakken van het lorgnetglas of tegen het hoornvlies van het oog. Er zouden dus eigenlijk 3 van die

[p. 94]

schijfjes te zien moeten zijn, maar men bemerkt alleen dat wat niet al te onscherp is; praktisch treedt bij een gegeven brilleglas slechts één soort dubbele reflex op¹⁾ (fig. 76).

Bij glazen zonder montuur ziet men soms aan de uiterste rand een smal spektrum van de lampen in de verte: dit ontstaat als er een schuin randje aan de glazen geslepen is (fig. 77).

Regendruppels op lorgnetglazen: zie § 118.

1) W.J. de Bruyne, Reflex, 7, 7, 1936.

62. Onderscheidingsvermogen van het oog.

Ieder normaal oog onderscheidt gemakkelijk Mizar en Alcor in De Grote Beer, op een afstand van bijna 12' van elkaar.

Fig. 78. Enkele wijde dubbelsterren.

(fig. 61 en 78). De vraag is nu, hoeveel verder men nog komen kan. Met scherpe ogen ziet men dubbel:

α van de Steenbok - afstand der componenten 6', grootten 3,8-4,5.

α van de Weegschaal - afstand der componenten 4', grootten 2,8-5,3.

Een afstand van 3' wordt slechts door een uiterst klein aantal mensen bereikt.

De zeer enkele uitzonderlijke goede waarnemers, bij heldere en rustige lucht observerend, kunnen ongelofelijk veel bijzonderheden onderscheiden.

Een hunner²⁾ beweert dat hij met het blote oog α van de Weegschaal als dubbelster ziet (afstand bijna 4'). Saturnus is voor hem duidelijk langwerpig; Venus vertoont de sikkelvorm, althans op

2) Stoddard, M.N. 13, 156, 1852.

[p. 95]

geschikte tijden en als men door een donker glas kijkt of door een rookpluim die toevallig de goede doorlating heeft. Hij kan zelfs een paar satelliten van Jupiter zien, maar alleen in de schemering, op het ogenblik dat de sterren van de 1e en 2e grootte beginnen te verschijnen.

Ook voor andere waarnemingen is de schemering het beste ogenblik. Dan zijn de bijzonderheden van het maan-oppervlak duidelijker

Fig. 78.

te zien dan in de nacht, daar men minder verblind wordt. - Het is een leuke sport om het smalle maansikkeltje zo kort mogelijk na de nieuwe maan waar te nemen, sommigen hebben het gebracht tot een tijdsinterval van slechts enkele uren! Natuurlijk is het ook hiervoor van groot belang, te weten waar men kijken moet.

63. Lichtgevoeligheid van het rechtstreekse en perifere gezichtsveld.

Wat zijn de zwakste sterren die u nog kunt zien? Kijk naar het vierkant van de Grote Beer en vergelijk met ons kaartje (fig. 61).

De meeste mensen zien nog de 6e grootteklasse, sommige de 7e. Dergelijke waarnemingen moeten geschieden ver van het licht der steden en bij heldere lucht.

Nu gaan we onderzoeken welke sterren u nog kunt zien als u ze scherp, rechtstreeks aankijkt. Wilskracht is daartoe nodig: wilskracht om de blik niet af te wenden en hem nauwkeurig op

[p. 96]

de ster te blijven richten. We bemerken nu het verrassende, dat elke zwakke ster verdwijnt zodra men ze scherp aankijkt; kijkt men er even naast, dan verschijnt ze weer! Voor mij worden de sterren van de 4e grootte al onzichtbaar; terwijl ik die van de 3e nog blijf zien (gebruik fig. 61 en 62). Er is dus een verschil van wel 3 grootteklassen tussen de drempelwaarde voor de gele vlek en die voor het omgevende netvlies. Dat komt overeen met een faktor 16 in de lichtsterkte! Dit verschil in gevoeligheid is te wijten aan het feit, dat het centrale gedeelte van de gele vlek vrijwel alleen met kegeltjes bezet is, het omgevende (‘perifere’) netvlies ook met staafjes, die veel lichtgevoeliger zijn. Zelfs geoefende waarnemers zullen verbaasd zijn over de grootte van het effekt: zozeer zijn we gewoon onbewust onze blik een weinig van de zwakke sterren af te wenden, om ze beter te zien.

Het is de moeite waard, een heldere ster of een planeet (bv. Venus) in de ochtendschemering te volgen. Naarmate de hemel helderder wordt, is het moeilijker en moeilijker het lichtpuntje te onderscheiden. Het merkwaardige is nu, dat men het dikwijls daarom niet ziet, omdat men niet in de goede richting kijkt, terwijl men het wel kan waarnemen als men het maar eenmaal teruggevonden heeft. Hetzelfde kan men ook opmerken als men beproeft een leeuwerik te vinden die in de blauwe lucht kwinkeleert. - Als men maar goed oplet, kan men Venus dikwijls volgen tot het volop licht is geworden, en haar de hele dag blijven zien. Met Jupiter gelukt dit soms, maar moeilijker; het is al iets bijzonders wanneer men hem kan waarnemen tot de zon een hoogte van 10^o bereikt heeft.¹⁾ Zijn deze waarnemingen niet in tegenstrijdigheid met de geringere gevoeligheid van de gele vlek, die we uit onze proeven met sterren hadden afgeleid? Toch niet: de staafjes komen slechts in werking bij heel zwak licht, bij dag zijn ze uitgeschakeld; in die omstandigheden is het groefje van de gele vlek het gevoeligst, terwijl 's nachts de rollen omgekeerd zijn.

1) Ann. d. Hydr. 37, 1909. - Hemel en Dampkr. 14, 60 en 180, 1916; 17, 68, 1919.

64. Proef van Fechner.

Als er lichte, wazige wolkjes aan de hemel zijn, zoeken wij er eentje uit dat nog net merkbaar van de achtergrond van de hemel te onderscheiden is. Houd nu voor het oog een stukje rook-

[p. 97]

glas, of een glaasje dat boven de vlam van een kaars licht beroet is, of een ontwikkelde fotografische plaat: hetzelfde wolkje is nu weer net onderscheidbaar.

Fechner besloot hieruit, dat het oog twee helderheden onderscheiden kan, als hun verhouding (niet hun verschil) een bepaald constant bedrag bereikt (de ene ongeveer 5% groter dan de andere).

Herhaal de proef met een zeer donker glas: het wolkje is nu niet meer zichtbaar, al de fijne schakeringen zijn verdwenen. Het net onderscheidbare breukdeel is dus niet geheel constant.

Een tegenhanger van de proef van Fechner is het zich iedere dag herhalende verdwijnen van de sterren. Het helderheidsverschil van de ster ten opzichte harer omgeving is altijd hetzelfde; maar de verhouding is heel anders bij dag dan bij nacht.

65. Het landschap bij maanlicht.¹⁾

Als de wet van Fechner gold, en het oog alleen intensiteitsverhoudingen zag, zou een landschap in de maneschijn geen andere indruk kunnen maken dan hetzelfde landschap bij zonlicht: alle lichtsterkten zijn duizenden malen geringer, maar de voorwerpen worden op dezelfde wijze verlicht door een lichtbron van ongeveer gelijke vorm en stand.

Hier ziet men bijzonder duidelijk dat de wet van Fechner bij zeer geringe helderheden niet meer doorgaat. Ga een landschap bij maneschijn waarnemen en geef u rekenschap van het verschil vergeleken met de verlichting bij dag! Het typische is, dat bij maneschijn alles wat niet vol verlicht is zich vrijwel eenvormig donker vertoont, terwijl daar bij dag nog allerlei helderheidsgraden in voorkomen. Zo komt het dat het fotografische negatief van een landschap met zon, onderbelicht en donker afgedrukt, de indruk weergeeft die we van een landschap met maneschijn krijgen. De schilders geven ons op een dergelijke wijze de suggestie van het nachtelijke landschap, door alles bijna even donker weer te geven; het verzwakken van de tegenstellingen wekt in ons de onbewuste indruk dat de verlichting wel heel gering moet zijn. Zie ook § 77.

1) H.v. Helmholtz, Optisches über Malerei, blz. 71 (Populäre Wiss. Vorträge). 1871-73.

[p. 98]

66. Het landschap bij felle zonneschijn.¹⁾

Aan 't strand bijvoorbeeld, op een zomerdag, zijn de helderheden zo groot, dat verblinding begint te dreigen.

De helderheidsverschillen lijken kleiner dan bij gemiddelde verlichting, alles lijkt ongeveer even fel in de gloeiende zonneschijn. Ook dit is een effekt waar de schilders gebruik van maken. (vgl. § 65).

1) H.v. Helmholtz, Optisches über Malerei blz. 71 (Populäre Wiss. Vorträge).

67. Drempelwaarde voor het waarnemen van helderheidsverhoudingen.

De ruiten der huizen weerspiegelen het zonlicht en werpen lichtvlekken op de straatkeien (§ 8). Als de straat zelf ook door de zon beschenen wordt, zijn die lichtvlekken niet goed te zien, omdat de grond zo weinig gelijkmatig is. Maar als een vensterraam een weinig beweegt, merken we de lichtvlek ineens op; of als we voorbijlopen, en onze schaduw als een zwakke schim over de lichtvlek glijdt. (Is dat geen merkwaardige psychologische bijzonderheid? Ons oog heeft stellig een bijzondere geschiktheid om zwakke lichtverschijnselen op te merken die zich als een eenheid verplaatsen). Een glazen plaat kaatst 4% terug aan elk van zijn oppervlakken, 8% totaal; bij schuine inval wordt het iets meer (§ 52). Blijkbaar is dus een helderheidstoeneming van 10% ongeveer de drempelwaarde van wat ons oog in gewone omstandigheden en zonder bijzondere voorzorgen onderscheiden kan.

Een kleine plas water ligt vóór een zonbeschenen muur; het weerspiegelde zonlicht moest een lichtvlek op de muur geven. Als de wind het water rimpelt, zien we lichtlijnen over de muur lopen (§ 8), maar overigens is de lichtvlek ternauwernood zichtbaar, tenzij bij een heel effen muur of op een deurpaneel. Een helderheidstoeneming van 3% is dus alleen in zeer gunstige omstandigheden waar te nemen (§ 87).

Stel u 's avonds tussen twee lantarens, zó dicht bij de ene dat de schaduw die de andere wierp net verdwijnt. Uit de afstand tot beide lantarens is de verhouding der verlichtingen af te leiden; dus ook: hoeveel procent de schaduw zich nog onderscheidt van het omgevende veld.

[p. 99]

68. Gordijn-effekt.

We lopen buiten, bij dag. Hoe komt het, dat een doorzichtige tullen gordijn ons toch belet te zien wat er in de kamers van de huizen gebeurt? - De gordijnsluier is sterk belicht; als de voorwerpen in de kamer slechts een paar procent van die helderheid hebben, zijn de relatieve helderheidsverschillen te klein om onderscheiden te worden: een toepassing dus van de wet van Fechner (§ 64)!

Bij avond, als de lamp in de kamer brandt, ziet men zonder meer door de lichte sluier heen: hij is nu van onze zijde bijna onbelicht, op de verschillend heldere voorwerpen in de kamer superponeert zich slechts een zeer zwakke extra-belichting.

Het effekt is in beide gevallen omgekeerd voor wie in de kamer is, en naar buiten kijkt.

Een dergelijk verschijnsel is het volgende: een vliegtuig, dat bij maanlicht gemakkelijk zichtbaar was, wordt soms onvindbaar als men beproeft het met een zoeklicht beter te belichten! De lucht tussen ons oog en het vliegtuig wordt door de bundel fel verlicht, en belet ons de zwakke lichtkontrasten daarachter te zien.

69. De zichtbaarheid der sterren bij dag.

We beginnen met te letten op de zichtbaarheid der sterren in de nacht. Hoe donkerder de hemel, hoe meer sterren zichtbaar worden; daarentegen verdwijnen zij, wanneer er maanlicht is dat door de lucht wordt verstrooid en een algemene helderheid over het uitspansel verspreidt: het is een waar gordijn-effekt (§ 68).

Om de maan, die vol is en schoon, verbergen weer hun glans de fonkelend-lichte sterren, als zij straalt haar zilveren schijnsel, wijduit over de aarde.

Sappho¹⁾ (Bergk, Poetae Lyr. Graec. III, 3).

Een kind dacht dat een wolk voor de maan wel voldoende zou zijn om de sterren weer zichtbaar te maken. Waarom is dit niet het geval? (fig. 79).
Door waarneming van de sterren die nog net zichtbaar zijn, kan men krommen tekenen die aangeven hoe de helderheid over de hemel in de buurt van de maan verdeeld is.

1) Merk de voortreffelijk waargenomen bijzonderheden op: ‘om de maan’ ....; ‘verbergen weer hun glans ....’, want bij het opgaan der maan verdwijnen sterren die eerst zichtbaar waren.

[p. 100]

Bij dag is de hemel nog veel sterker verlicht, en dan zijn de sterren volkomen onzichtbaar. Daarboven is ons oog dan aan het volle licht aangepast, en daardoor duizenden malen minder gevoelig,

Er is een merkwaardig verhaal,¹⁾ dat reeds van de tijd van Aristoteles dagtekent: van uit diepe putten, mijnschachten, schoorstenen zou de lucht donkerder schijnen dan we haar

Fig. 79. Een wolk vóór de maan is niet voldoende om voor waarnemer W de sterren goed zichtbaar te maken.

gewoonlijk zien, en zou het zelfs mogelijk zijn enkele heldere sterren waar te nemen. Sedertdien hebben een aantal schrijvers het verschijnsel vermeld, merendeels echter naar hun herinnering of naar de verhalen van anderen. Op geen enkele plaats kan men het verschijnsel thans normaal zien en bestuderen. Aanbevolen wordt, een proef te nemen met een koker van 12 m lengte en 0,50 m middellijn; verder moet er in Valkenburg een gang van de grot zijn, van waaruit men de hemel ziet en waar de proef geprobeerd zou kunnen worden. - Het effekt zou alleen daarin kunnen bestaan, dat het oog minder verblind is door licht dat van de hele omgeving invalt. Dit heeft echter stellig slechts een kleine invloed, daar het veld naar hetwelk we rechtstreeks kijken toch altijd verlicht blijft, en in elk opzicht de doorslag geeft.

Nog minder waarschijnlijk is de bewering, dat men bij dag sterren weerspiegeld zou kunnen zien in donkere bergmeren. De ‘waarnemers’ hebben wel opgemerkt hoe donker de weerspiegeling van de hemel was, maar hebben vergeten dat de sterren in precies dezelfde verhouding door de weerspiegeling verzwakt worden.

Tegen de ochtend werd het zeer donker, daar de sterren uitgedoofd werden, en de schemering dit lichtverlies nog niet voldoende kon vergoeden. (!!!)

Walter Scott, Waverley, hoofdstuk 47.

1) W. van der Elst, Hemel en Dampkring, 21, 2, 1923.

[p. 101]

70. Gezichtsbedrog bij helderheidsschattingen.¹⁾

Als twee sterren zo dicht bij elkaar staan dat hun beelden tegelijk op de gele vlek vallen, schijnt men hun helderheden stelselmatig fout te schatten: men schat de onderste te helder. Deze fout verdwijnt, als de sterren horizontaal komen te staan tengevolge van de draaiing van het hemelgewelf. Merkwaardigerwijze verdwijnt de begoocheling ook als men er maar in slaagt zich voor te stellen dat de verbindingslijn der sterren horizontaal loopt.

Ik durf bijna niet zeggen hoe groot de fout soms kan zijn: men spreekt van 2 tot 3 grootteklassen!!

1) Hemel en Dampkring, 14, 7, 1916, naar een onderzoek van Hayer.

71. Overstraling (= irradiatie).

De ondergaande zon schijnt een indeuking in de gezichteinder teweeg te brengen (fig. 80).

Fig. 80. Voorbeelden van overstraling: de ondergaande zon en de maansikkel.

Als het eerste sikkeltje van de maan verschijnt, en de overige delen van de maanschijf zwak schemeren in ‘het asgrauwe licht’ valt het ons op dat de buitenrand van de sikkel tot een grotercirkel schijnt te behoren dan de buitenrand van het asgrauwe licht (fig. 80). Tycho Brahe schatte dat de diameters zich verhielden als 6:5.²⁾

Zwarte kleren doen ons slanker schijnen dan witte.

2) Goethe, Farbenlehre, I, 1, § 17.

[p. 102]

‘Dit bemerken we; als we de zon bekijken door de ontbladerde boomtakken: alle takken die zich vóór de zonneschijf bevinden zijn zo dun geworden dat men ze niet meer ziet. Evenzo een speer die men tussen het oog en de zonneschijf houdt.’

‘Eens zag ik een vrouw in 't zwart gekleed met een witte hoofddoek; die doek scheen tweemaal zo breed als haar schouders welke zwart waren gekleed.’

Fig. 81. Voorbeelden van overstraling bij telegraafdraden.

‘De kantelen der versterkingen hebben tussenruimten die even breed zijn als de opstekende stukken; en toch lijken de eerste nogal wat breder dan de tweede.’¹⁾

Dikwijls ziet men twee dunne telegraafdraden die elkaar onder een zeer kleine hoek schijnen te snijden als men van uit de geschikte richting kijkt (fig. 81a). Nu is het merkwaardige, dat tegen de achtergrond der lucht het snijpunt als 't ware verdwijnt, overstraald door de grote helderheid daarnaast, en door tegenstelling

1) Lionardo da Vinci, Trattato (uitg. 1804, blz. 308-315).

[p. 103]

tegenover de donkere draden van dubbele dikte links en rechts. Zodra de wind maar even de draden iets verplaatst, loopt de witte onderbreking heen en weer (fig. 81b).

Daarentegen is het beeld anders als men een telegraafdraad ziet tegen een geribbelde achtergrond van trappen, pannen daken, een bakstenen gevel: hij lijkt dan eigenaardig gezwollen of bochtig overal waar hij een donkere ribbel kruist. Hetzelfde verschijnsel treedt op waar bv. de omtrek van een kar zich tegen zulk een achtergrond aftekent (fig. 81d).

De oorsprong van al deze vervormingen ligt in het feit, dat de beelden in ons oog door buiging en onvolmaakte afbeelding gewijzigd worden; wij leggen de grenzen der velden daar, waar de helderheid het snelst verandert, - en dit is bij het door buiging onscherp geworden beeld dikwijls op een andere plaats dan in de ideale afbeelding. Inzonderheid verschuift aldus de grenslijn stelselmatig naar buiten voor heldere velden in donkere omgeving: dit is het verschijnsel dat men ‘overstraling’ noemt, en waarvan we hier enkele voorbeelden hebben leren kennen.

72. Verblinding.

Wanneer de lichtsterkte die in het oog valt te groot is, treedt ‘verblinding’ op. Men verstaat hieronder twee verschillende dingen:

1.	doordat een sterke lichtbron in het gezichtsveld komt, worden de overige delen van het gezichtsveld niet goed meer waar te nemen;
2.	er ontstaan een indruk van duizeligheid of pijn.

Het eerste is het geval, als een automobiel ons in de nacht tegemoet komt, en zijn felle koplampen op ons heeft gericht. We zien de bomen langs de weg niet meer en zouden er haast tegen aan lopen. Een aandachtiger onderzoek van ons gezichtstafereel op dit ogenblik leert, dat alles wat we zien, overtogen is met een lichtwaas, vele malen sterker dan het zwakke nachtelijke schijnsel der bomen en andere dingen. Dit algemene lichtwaas ontstaat door verstrooiing van de invallende stralen in de middenstoffen van het oog, welke altijd voldoende korrelig en inhomogeen zijn om verstrooiend te werken. Het schijnt zelfs, dat het verblindende licht niet alleen door de pupil in het oog komt, maar ook voor een gedeelte dwars door de harde oogrok. Hierbij komt, dat het netvlies in de nabijheid van het verlicht gedeelte ineens een veel geringere gevoeligheid krijgt.

[p. 104]

Het tweede gevoel dat bij de verblinding optreedt, is goed te merken als we overdag naar de hemel kijken. We stellen ons in de schaduw van een huis, om de direkte waarneming van de zon te vermijden. Hoe dichter onze blik bij dit hemellichaam komt, des te onverdragelijker de felle lichtschijn van de lucht; als er witte wolken zijn, is die schijn haast niet uit te houden. Het is zeer merkwaardig hoe, onder verschillende personen, de één veel gevoeliger is dan de andere en sneller het gevoel van pijnlijke verblinding krijgt.