van kei licltt DE gewone mensch is geneigd, over de ver schijnselen van leven en wereld heen te loopen. Hij aanvaardt ze zooals ze zijn, zonder de vraag naar oorzaak of zin te stellen. De zon geeft licht; zijn lamp geeft licht; het vuur geeft licht; lichtreclames geven licht, en misschien geven de visschen in zijn aquarium ook licht. Dat alles neemt hij aan zonder er verder over na te denken. De voor de hand liggende vraag: wat is .dat licht toch eigenlijk? komt niet bij hem op. Hij poogt niet het licht te voegen in een gesloten theoretisch stelsel van het heelal. Hij poogt geen theorie van het licht te ontwerpen. Dat zou hem trouwens op het oogenblik moeilijk lukken, want er is een jarenlange voorstudie noodig om tot het wezen van het licht als onderdeel der natuurver schijnselen door te dringen. Men mag zelfs zeggen dat juist het licht den natuurkundigen altijd speciale moeilijkheden in den weg heeft gelegd. In haar his torische ontwikkeling is de theorie van het licht spannend als een roman een roman met twee hoofdfiguren, die in het begin op zeer gespannen voet leven, en elkaar pas na tweehonderd-vijftig jaar omzwervingen, eerst thans, gevonden schijnen te hebben. REEDS sedert de tweede helft van de zeventien de eeuw heeft er een diepgaand verschil in op vatting bestaan omtrent het wezen van het licht. Het was onze landgenoot Christiaan Huygens die het licht beschouwde als een golfbeweging, die zich in een overal aanwezige middenstof, de z.g. aether, voortplantte. Wat een golfbeweging is, weet ieder die wel eens een steen in het water heeft gegooid. De Engelsche natuurkundige Newton echter hield er een geheel andere opvatting op na. Het licht, zei hij, is geen golving van een tusschenstof, maar het bestaat uit deeltjes deeltjes die door een lichtbron uitgezonden worden. ledere lichtstraal zou dus volgens Newton's leer uit een aantal razend snel na elkaar weggeschoten deeltjes bestaan. Deze theorie die van Newton heette de emissie theorie, terwijl men die van Huygens de golf- of undulatie-theorie noemde. Welke theorie was nu de juiste? Wanneer de wetenschap tusschen twee theorieën kiezen moet, prefereert zij diegene die de meeste verschijnselen op de eenvoudigste wijze verklaart. Een simpel lichtverschijnsel was bijvoorbeeld de rechtlijnige voortplanting van een lichtstraal. Dat verschijnsel was al bijzonder eenvoudig te verklaren wanneer het licht uit een stroom van deeltjes be stond. Maar wie had ooit gezien, dat een golfbe weging zich rechtlijnig voortplantte? Newton had het klaarblijkelijk met zijn emissie theorie bij het juiste einde. Er waren echter meer lichtverschijnselen dan de rechtlijnige voortplanting van een lichtstraal, en waren die ook alle met Newton's theorie te verkla ren? Newton zélf had menigmaal aan zijn theorie getwijfeld, omdat hem reeds verschijnselen bekend waren, die men slechts uit de samenwerking van lichtgo/ocn verklaren kon. Wij bedoelen de inter ferentie, een verschijnsel dat men in het water kan zien optreden wanneer men twee steenen naast elkaar er in werpt. Newton's geest was ruim genoeg om op grond van deze interferentie het betrekkelijke van zijn emissie-theorie in te zien. Hij liet derhalve naast zijn voortbewegende lichtdeeltjes ook ruimte voor een golfbeweging in den aether. Hoe meer men nu die geheimzinnige interferentie verschijnselen ging onderzoeken, des te meer neigde men er toe om Newton's emissie-theorie te laten vallen en Huygens' undulatie-theorie weer te aan vaarden. Het was de Fransche natuurkundige Fresnet wien het zelfs gelukte voor de eerste maal de lengte van de lichtgolven te bepalen een nauw keurig werkje wanneer men weet, dat deze lengte varieert van acht-tienduizendste millimeter voor rood licht tot vier-tienduizendste millimeter voor violet licht. Ons licht het zonlicht is, zoo als b.v. de regenboog aantoont, een opeenvolging van zes verschillende kleuren licht: rood, oranje, geel, groen, blauw en violet, waarvan de golflengte tusschen de genoemde groof'heden ligt. Zoo klein de lengte van deze golven echter is, zoo snel plaatsen zij zich voort: zij doorhuiveren het heelal met de duizelingwekkende snelheid van driehonderd-duikruq brut.... f A . /? i oen, uorstelj^Re champagne/ zend kilometer per seconde.... TOT aan het einde van de negentiende eeuw bleef Huygens' golftheorie triomfeeren; men meende al voor goed met de emissie-theorie van Newton te hebben afgedaan. Zij werd in de leerboeken nog slechts als een historische curiositeit ver meld. En plots stond zij weer midden in de aandacht der na tuurkundigen. Wat was gebeurd? In het jaar 1900 kwam Planck, die schier hopeloos verstrikt was in uiterst ingewikkelde theore tische onderzoekingen, die op een speciaal onderdeel der physica betrekking hadden, tot een even gewaagde als eenvoudige veronderstelling van veel wijdere strekking: de straling van een bepaalde kleur wordt niet ge leidelijk, maar bij kleine hoeveel heden tegelijk uitgestraald en geabsorbeerd. Met deze veron derstelling kon men ook op het gebied der lichttheorie veel be reiken. Planck nam namelijk aan, dat ook de golflengte niet geleidelijk werd uitgezonden door de lichtbron, maar bij kleine hoe veelheden, die hij photonen noemde. Het duurde zestien jaar, voor de Amerikaan Millikan vol gens een door Einstein aange geven weg op de schitterendste wijze Planck's theoretische ver onderstelling door een ingenieus experiment kon bevestigen. Planck's quantentheorie had een revolutie in het geheele natuurkundige denken ingeleid. IN de klassieke natuurkunde was men steeds uit gegaan van het beginsel, dat begrippen als: tijd, afstand, kracht, energie, electrische lading, massa enz. continu, d.w.z. geleidelijk en ononderbroken, konden veranderen. In dat beginsel was echter, ook vóór Planck, al menige bres geschoten. De atoomtheorie had immers geleerd, dat een hoeveelheid stof bestond uit kleine deeltjes, uit bouwsteenen. Wilde men die hoeveelheid laten toenemen, dan was dat slechts mogelijk door de toevoeging van nieuwe bouwsteentjes, hetgeen beteekende dat de aangroei ing van de hoeveelheid niet volkomen geleidelijk, maar met kleine sprongetjes geschiedde. Daarna bleek, dat ook de electrische lading niet continu veranderen kon. Immers, de electriciteit bleek te bestaan uit kleine eenheden (positieve en negatieve electronen), die een stoffelijk karakter hebben. Aangezien men nu gevonden had, dat dit beginsel der sprongsgewijze verandering óók voor de straling gold, ging men zich onwillekeurig afvragen: heeft een lichtstraal soms óók een stoffelijk karakter? Er waren verschijnselen die dat waarschijnlijk maakten. In vele gevallen blijkt een lichtstraal zich name lijk te gedragen als een bundel snelle projectielen. Een lichtbundel die op een metaal valt, is in staat, uit den bovenlaag van dat metaal a.h.w. electronen weg te slaan. Bovendien blijkt dat een lichtstraal onder invloed staat van de zwaartekracht. Het licht van een ster dat een ander hemellichaam passeert, wordt door de massa van dat hemellichaam afge bogen" ! IS het te verwonderen, dat Newton meer en meer in eere werd hersteld ? Men maakte zich van het licht steeds meer een stoffelijke voorstelling: een licht-straal is een bundel licht-deeltjes, photonen. Helaas voor den eenvoud van deze theorie, kon men de andere lichtverschijnselen als interferentie, die men slechts met de golftheorie kon verklaren, moeilijk wegredeneeren. De kloof scheen onoverbrugbaar: aan den eenen kant lichtverschijnselen, die men uitsluitend begrijpen kon door aan te nemen dat het licht uit stoffelijke lichtdeeltjes bestond; aan den anderen kant lichtverschijnselen die slechts te verklaren waren met de veronderstelling dat het licht een golf beweging was van een bepaalde tusschenstof. Wat lag eigenlijk meer voor de hand, dan het schijnbaar-tegenstrijdige te verbinden? De spectogroof voor onderzoek vjn sterrenlicht te Potsdam Reeds Newton had, gelijk wij zagen, de moge lijkheid van deze verbinding niet buitengesloten. De eerste natuurkundige echter, die een bewuste poging waagde om de hier geschetste fundamenteele tegenstelling tusschen de beide lichttheorieën op te heffen, was de Franschman Louis de Broglie. Wanneer we, redeneerde De Broglie, een golfbe weging in den aether verbinden met bewegende deeltjes (Planck's quanten), waarom zouden we dan niet omgekeerd alle bewegende deeltjes (bij voorbeeld electronen) verbinden mogen met een golfbeweging? Het ei van Columbus! Inderdaadge lukte het De Broglie een zeer eenvoudige uitdrukking te vinden voor de lengte van de materiegolf", waarmee het bewegend electron verbonden zou zijn. Gelijk meer met baanbrekende theorieën geschied is, vond die van De Broglie oorspronkelijk niet de aandacht die zij verdiende. Twee jaar na de berekeningen van dezen grooten Franschman begon echter (het was in 1927) Schrödinger, gebruik makend van zijn inzichten, met het leggen van de grond slagen voor een universeele mechanica, die ook de lichtverschijnselen omvatte, de z.g. golfmechanica, die definitief het verband legde tusschen stof en straling. Stof en straling zijn volgens deze theorie geen tegenstelling, maar slechts twee aspecten van nzelfde feitelijkheid. Deze baanbrekende en eenvoudige veronderstel ling werd nog in hetzelfde jaar experimenteel be vestigd. Het licht was n golfbeweging n stoffelijke straling. Nu bewezen Davisson en Germer dat bij de electronen, wanneer men ze door kristallijn nikkel heen wierp, de interferentie verschijnselen optraden die men reeds bij het licht had leeren kennen. De electronen waren, onder een ander aspect bezien, blijkbaar óók een golfbeweging ! ALDUS ziet men thans verband waar men vroeger uitsluitend een tegenstelling zag. Of hiermee alle problemen van het licht zijn opgelost ? Natuur lijk niet. Er zijn vele natuurkundigen die beweren dat de ware moeilijkheden eerst thans beginnen! Zoo is de gang der wetenschap. Dr. J. C. M. VAN DER PUTTE ALGEMEENE ETHNOGRAFICAen KUNSTHANDEL AALDERINK Spicgelgracht 15 Amstcrdam-C. KERST CADEAUX UIT Alil PAG. 10 DE GROENE No. 3211