DE MAGIE VAN LICHT EN WATER

Waarom het licht net voor zonsondergang zo magisch mooi is.

Ik kan het niet nalaten om iets te schrijven over het magische moment, net voor zonsondergang. Of hoe een bos kan oplichten, net na een fikse regenbui, als de zon tevoorschijn komt en zonnestralen langs de natte bladeren strijken.

Ik heb gedurende mijn loopbaan tientallen jaren analytische apparatuur verkocht. Ik heb daarbij geleerd om ingewikkelde fysische en chemische meetprincipes op een simplistische manier weer te geven en toe te lichten.

In het geval van de magische zonsondergang gaat het om de reflectie van het zonlicht via water en de absorptie ervan in water. Hierbij zijn een aantal natuurkundige wetten van toepassing. De belangrijksten zijn de wet van Snellius, de brekingsindex en de refractie-index.

Ik vat het kort samen:

  • Zichtbaar licht is een elektromagnetische straling en beweegt zich voort als een golf.
  • Wanneer zonlicht het wateroppervlakte raakt zal een deel van dit licht gereflecteerd worden en een deel van het licht dringt in het water en wordt dus geabsorbeerd.
  • De hoek van inval alpha (α) = de hoek van reflectie alpha accent ((α’) – zie tekening
  • Het percentage gereflecteerd licht wordt groter naarmate de zonstand lager wordt ( als hoek alpha (α) groter wordt / max 90 graden).
  • Als het zonlicht onder een hoek van 45 graden het wateroppervlak raakt, dan zal slechts 5% van het licht gereflecteerd worden.  Het licht dat in het water indringt (absorbeert) is 95%. Dit is natuurlijk van levensbelang voor alle ecologie zoals visen en waterplanten.
  • Maar de verhouding gereflecteerd en geabsorbeerd zonlicht verandert rap als de zonstand lager wordt. Vooral als de zon nabij de horizon komt (ook wel gezichtseinder of kim genoemd) en we te maken krijgen met scheerlicht.
  • Bij 85 graden, als de zon zich nog net boven de horizon bevindt, wordt er maar liefst 65% van het zonlicht gereflecteerd.
  • Net voordat de zon achter de horizon verdwijnt hebben we echt strijklicht/scheerlicht en wordt (theoretisch) 100% van het licht gereflecteerd. Hoek alpha (α) en hoek alpha accent (α’) zijn dan beiden 90 graden.
  • Bij dit alles ben ik uitgegaan van een spiegelglad wateroppervlak.
  • Met rustige golven wordt het nog leuker en mooier omdat dan het strijklicht steeds op andere plaatsen op de toppen van de golven ontstaat. Wat een pracht en praal! Zie foto.

Als voorbeeld koos ik voor de zonsondergang en een spiegelgladde zee. Strijklicht en water komen we ook tegen bij veel andere situaties. Denk eens aan een bos, druipend van het regenwater, waarbij de zon ineens vrij spel krijgt. Alles begint te glimmen en te schitteren.

Wat betekent dit voor de kunstschilder?

Vroege en late momenten met lange schaduwen, waterpartijen, rotweer, dauw, optrekkende mist, regen, natte grasvelden, dikke wolken dat zijn de momenten van de Hollandse landschappen. Ga juist dan het veld in en neem alles in je op en prent het in je geheugen.

Voor wie het nog eens na wil lezen:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/reflectcon.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/geoopt/refr.html#c1