Vaše úvaha jde správným směrem, jen jí chybí jedna podstatná ingredience – index lomu. Pojďme si to tedy vysvětlit hezky pěkně od začátku. Mimochodem, vědce tato otázka taky pořádně potrápila, ale nakonec byla rozluštěna před skoro 40 lety [1].
Látky se jeví jako barevné, jelikož některé vlnové délky světla (některé barvy) se od nich odrážejí více než jiné. To je dáno tím, že látka je na mikroskopické úrovni takovým sítem spleteným z drobounkých vláken. Když světlo narazí na látku, třeba tričko, tak část světla je pohlcena a zbytek je odražen právě zmíněnými vlákny. Světlo, které je odraženo, může nakonec po několika odrazech od jednotlivých vláken trička doputovat až do našeho oka a určit tak barvu a odstín trička. Čím více světla do oka dorazí, tím světlejší se bude tričko jevit.
Když je tričko suché, je prostor mezi vlákny trička vyplněn vzduchem, jehož index lomu je přibližně roven jedné. Tričko z bavlny bude mít index lomu okolo 1,5. Jelikož je poměr indexů lomů v tomto případě vysoký, bude se světlo převážně odrážet od vláken trička pod velkým úhlem (například okolo 35°) [2]. Světlo tak potřebuje jen málo odrazů, aby uniklo zpátky z trička a mohlo dopadnout do našeho oka. Při malém počtu odrazů dojde jen k malému pohlcení světla, a tak se nám jeví, že má tričko světlejší odstín.
Situace se ale zásadně změní, když tričko namočíme. Prostor mezi jednotlivými vlákny bude vyplněn místo vzduchem vodou. Voda má index lomu okolo 1,33, tedy výrazně vyšší, než je index vzduchu. Změna indexu lomu vede k tomu, že většina odrazů bude pod malým úhlem, okolo 15° [2], tedy především v tzv. přímém směru, tedy v tom, ve kterém se šířilo dopadající světlo. To má dva důsledky. Zaprvé, světlo na cestě do našeho oka bude potřebovat alespoň 2,3× více odrazů než u suchého trička, takže bude mít větší šanci být pohlceno, a proto se bude mokré tričko jevit jako tmavší. Zadruhé, světlo pronikne v mokrém tričku hlouběji. Fyzice zdar!
Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek
