Tag Archief: optica

Dit stukje is in licht gewijzigde vorm als een column verschenen in Eos.
(Jaargang 31, nummer 7/8.)

Als je deze zomer op een terras zit, doe dan eens die zonnebril af en kijk naar een punt in de blauwe lucht. Richt je aandacht op wat je rond dit punt ziet. Na een tijdje merk je waarschijnlijk heldere puntjes op, die even oplichten en weer verdwijnen. Net vuurvliegjes, maar dan overdag. Dat is het fenomeen van Scheerer.

Sommige mensen zien de stipjes spontaan. In het liedje “I see you” uit 1992 vraagt Juliana Hatfield zich af wat ze in haar ooghoek ziet wegschieten als ze naar de hemel kijkt. In het Engels heten de stipjes ‘sprites’, wat suggereert dat het een spiritueel verschijnsel is. Wetenschappers hebben echter aangetoond dat het hier om een entoptisch verschijnsel gaat: daarbij zie je iets dat zich in je eigen oog bevindt. Daarom worden de stipjes ook wel het entoptisch fenomeen van het blauwe veld genoemd. Als je corrigerende brilglazen of lenzen hebt, zul je merken dat je de stipjes even duidelijk ziet met of zonder deze hulpmiddelen.

Het gaat hier niet om de donkere, draadachtige vormen, die je vast wel eens gezien hebt als je naar een egaal oppervlak kijkt. Deze glasvochttroebelingen worden in het Engels ‘floaters’ genoemd, omdat ze traag met je oogbewegingen meedrijven. Net als de stipjes zijn ook floaters een entoptisch fenomeen: het gaat om eiwitten en cellen die zich in de geleiachtige massa van je oogbol bevinden. In feite zijn het kleine onzuiverheden, maar doordat ze zich pal voor je netvlies bevinden nemen ze toch een groot deel van je blikveld in. Je ziet de zwevers nog duidelijker als je op je rug in het gras gaat liggen en zo naar de lucht kijkt: niet omdat ze beter zichtbaar zouden zijn tegen een blauwe hemel, maar simpelweg omdat de structuren dan naar je netvlies zakken.

Wat zijn nu die heldere stipjes die je tegen een blauwe achtergrond ziet? Dat zijn witte bloedlichaampjes op je eigen netvlies! Als je één witte bloedcel op een schaaltje voor je neus zou krijgen, zou je die cel niet kunnen zien liggen, want de diameter ervan is zo’n tien micrometer (ongeveer tien keer kleiner dan de breedte van een haar). Maar in ons oog kunnen we deze cellen wel zien, omdat ze groter zijn dan de lichtgevoelige kegeltjes waar ze zich vlakbij bevinden.

Vóór de lichtgevoelige cellen van ons oog lopen er bloedvaten, die een schaduwpatroon op het netvlies veroorzaken. We zijn ons hier meestal niet van bewust, omdat onze ogen en hersenen dit patroon wegfilteren. (Hetzelfde geldt voor onze blinde vlek, die ook pal in ons gezichtveld zit.) De haarvaten op ons netvlies zijn grotendeels gevuld met rode bloedcellen, die vooral blauw licht absorberen. De witte bloedcellen zijn minder talrijk en grotendeels transparant voor blauw licht. Wanneer er een witte bloedcel door een haarvat passeert, valt daar tijdelijk minder schaduw op het netvlies. De achterliggende cellen, die aan de schaduw aangepast waren, worden dan tijdelijk overbelicht. Dit zorgt ervoor dat we de witte bloedcellen zien als helder oplichtende puntjes.

Om de stipjes te leren zien, kan het helpen om eerst je hartslag op te jagen, bijvoorbeeld door een stukje te rennen: zo neemt het geflits van de stipjes toe. Als het je dan nog niet lukt om de puntjes te zien, kan je eens naar een wetenschapsmuseum gaan. De opstelling is eenvoudig: een buisje om in te kijken, met achteraan een witte lamp en vooraan een blauwe smalbandfilter. Die filter laat precies dat deel van het spectrum door (rond 430 nanometer) waarbij het contrast tussen de rode en de witte bloedcellen optimaal is. Als het je één keer gelukt is om de krioelende puntjes te zien, lukt het je daarna vast ook in minder ideale omstandigheden.

Zelf zag ik het fenomeen van Scheerer voor het eerst tijdens een bezoek aan het Exploratorium in San Francisco, één van de leukste wetenschapsmusea ter wereld. Er staat ook een opstelling dichter bij huis: in het Palais de la Découverte in Parijs. In het Illuseum in Gent zijn er plannen voor een opstelling. In elk geval kan je daar advies vragen om de stipjes te zien en kan je er je eigen ogen op nog heel wat andere manieren bedotten.

Simulatie van het fenomeen van Scheerer of het entopisch fenomeen van het blauwe veld. (Bron afbeelding.)

Aanvullende links:

• Uitleg over het fenomeen van Scheerer op een Nederlandstalige vraagbaak, grotendeels gebaseerd op de Engelstalige Wikipedia; daar vind je ook bovenstaande simulatie van hoe de stipjes eruit zien.
• Over de relatie tusses entoptische verschijnselen en visuele hallucinaties enerzijds en anthropologie en spiritualiteit anderzijds: klik hier (Engelstalig).
• Het nummer “I see you” van Juliana Hatfield (1992): video en tekst.
• Michael Mauser is een Amerikaanse leraar biologie die zeer interessante filmpjes (Engelstalig) heeft gemaakt over het fenomeen van Scheerer en andere entoptische verschijnselen. Hij maakte ook deze projectbeschrijving voor hulpmiddelen om entoptische verschijnselen te zien en in dit artikel legt hij uit welke observaties zijn leerlingen ermee kunnen doen.

Wetenschapsmusea die mogelijk een opstelling hebben over het fenomeen van Scheerer:

• Het Exploratorium in San Francisco (VS, Californië): wij waren er in 2009 en de opstelling staat nog steeds op de website. (In 2009 stond er nog op de website dat je met deze opstelling de rode bloedcellen kunt zien, maar deze fout is gelukkig rechtgezet.)
• Het Palais de la Découverte in Parijs (Frankrijk): wij waren er in 2011, maar de opstelling wordt niet expliciet vermeld op de website en ik heb van de persdienst geen reactie gekregen op mijn vraag of die er nog steeds staat. :-( (In 2011 stond ook hier vermeld dat het de rode bloedcellen zouden zijn; vermoedelijk hebben ze het concept van de opstelling overgenomen van het Exploratorium.)
• Het Technorama in Winterthur (Zwitserland): zelf ben ik er nooit geweest, maar de opstelling staat vermeld op de website. (Ook hier weer dezelfde fout: “a view of the pulsing red blood cells on your own retina”.)
• Het Experimentarium in Kopenhagen (Denemarken): hoewel ik al in Kopenhagen ben geweest, heb ik het museum helaas nog niet bezocht. Volgens deze website was er wel een opstelling voor het fenomeen van Scheerer. Ik schrijf ‘was’ want de informatie is acht jaar oud en op dit moment is het museum tijdelijk verhuisd. Het is dus onduidelijk of de opstelling er nog staat.
• Het Illuseum in Gent (België): wij waren er enkele jaren geleden (wanneer weet ik niet meer exact). Zij hebben vooralsnog geen opstelling over dit fenomeen, maar ze reageerden meteen enthousiast op mijn vraag. Misschien knutselen ze iets in elkaar. :-) In elk geval kun je daar terecht voor heel veel optische illusies en ze geven graag een woordje uitleg.

Voeren je vakantieplannen je in de richting van één van deze musea, laat me dan eens weten of de demonstratie er al dan niet staat. De naam van de opstelling is waarschijnlijk (een vertaling van) “Corpusculen in het menselijk oog”.