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Elektromagnetische “Licht”-Wellen

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Für uns Menschen ist der Tag hell und wir können etwas sehen. Oder der Tag ist sehr dunkel und wir können nichts mehr sehen.

Und wenn es hell ist, sehen wir nicht nur hell (weiß), weniger hell (grau) und dunkel (schwarz). Wir sehen Farben!

Wer hat dies schon einmal bemerkt: Ein weißes Blatt Papier erscheint bei hellem Tageslicht strahlend weiß, in der Abenddämmerung aber Orange wie die untergehende Sonne. Wenn ich das “weiße” Blatt Papier mit verschiedenen künstlichen Lichtquellen beleuchte, erscheint es möglicherweise cremefarbig oder noch ganz anders.

Wie kommt das?

Die Ursache dieses Phänomens liegt daran, dass wir in Wahrheit gar keine Farben sehen können. Unser Gehirn “konstruiert” Farben aus Licht unterschiedlicher Wellenlängen (Frequenzen), diee gleichzeitig von unserem Auge registriert/gesehen werden.

Licht ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung. Im engeren Sinne sind vom gesamten elektromagnetischen Spektrum nur die Anteile gemeint, die für das menschliche Auge sichtbar sind. Im weiteren Sinne werden auch elektromagnetische Wellen kürzerer Wellenlänge (Ultraviolett) und größerer Wellenlänge (Infrarot) dazu gezählt.

Licht als elektromagnetische Welle

Licht ist der für das menschliche Auge adäquate Sinnesreiz. Dabei wird die Intensität des Lichts als Helligkeit wahrgenommen, die spektrale Zusammensetzung als Farbe.

Da trifft nun Licht einen beliebigen Wellenlänge auf unser Stück Papier. Verschiedene Wirkungen können dabei beobachtet werden. Zwei der häufigsten sind die Reflektion und die Absorption .

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Bei der Reflektion wird das einfallende Licht gespiegelt: Wir können unser Blatt Papier sehen.

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Bei der Absorption wird die Energie des einfallenden Lichts wird von einem Körper verschluckt: Wir können den Körper nicht sehen.

Im Weiteren werden vom Papier elektromagnetische Lichtwellen verschiedener Wellenlängen auf unser Auge reflektiert. Jeder definierten Wellenlänge ordnet unser Gehirn eine bestimmte Farbe zu:

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Hierbei ist jedoch zu beachten, dass diese Tabelle streng genommen nur für monochromatisches (d. h. einfarbiges) Licht gilt. Mischfarben rufen unter Umständen ganz andere Farbeindrücke hervor. So erscheint eine Mischfarbe aus grünem und rotem monochromatischem Licht beispielsweise gelb. Quelle: Wikipedia

Die spektrale Zusammensetzung des Lichtreizes wird als Farbe wahrgenommen, wobei das menschliche Auge Licht mit Wellenlängen zwischen ca. 380 nm und 750 nm erfassen kann. Trennt man weißes Licht (durch ein Prisma) auf, so erscheinen die Wellenlängen als Farben des Regenbogens.

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Eine Farbe ist ein durch das Auge und Gehirn vermittelter Sinneseindruck, der durch Licht hervorgerufen wird, genauer durch die Wahrnehmungelektromagnetischer Strahlung der Wellenlänge zwischen 380 und 760 Nanometer.

Farbton und Farbsehen

Die Alltagssprache gibt Schwarz und Weiß als „Farben“ wieder, bezeichnet sie aber nicht als farbig.

Von „Farbe“ zu sprechen ist bezüglich des Sehens der Tiere nur in dem Sinne möglich, dass Licht in Abhängigkeit von der Wellenlänge durch unser Gehirn oder dem Gehirn der Tiere unterschiedlich registriert wird.

Mischen von Farben

Soll eine große Anzahl verschiedener Farben erzeugt werden, so wird die gewünschte Farbe meist aus einer geringen Anzahl Grundfarben gemischt. Oft genügen dazu die drei Grundfarben, die jedoch im realen Praxisfall (als Farbstoff oder auch Licht) meist nicht zur Verfügung stehen.

Beim Ansehen unseres Stück weißen Papiers empfängt unser Auge gleichzeitig Licht verschiedener Wellenlängen – rot, grün und blau – und komponiert damit in unserem Gehirn die “Farbe” weiß. Das nennt man auch Additive Farbmischung.

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Additive Farbmischung mit roten, grünen, blauen Lichtern

Ausgehend von Weiß (alle Grundfarben auf Null Prozent) wird die Ergebnisfarbe dunkler, je mehr Grundfarbe hinzu gegeben wird. Wenn alle Grundfarben je zu 100 % hinzugefügt werden, ist die resultierende Farbe (im Idealfall) Schwarz. Auf dieser Basis arbeiten zum Beispiel Drucker. Typisch sind die Grundfarben Cyan, Magenta und Yellow (dt. gelb), kurz als CMY bezeichnet. Dies nennt man Subtraktive Farbmischung .

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Subtraktive Farbmischung mit magenta, cyan, gelben Farbmitteln

Fazit

Unser Auge empfängt drei unterschiedlich lange Arten von Lichtwellen (Frequenzen) – rot, grün und blau – und unser Gehirn führt diese drei unterschiedlich langen Wellen (Frequenzen) zusammen; wir “sehen” die Farbe weiß: ein weißes Blatt Papier

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