Farben
Farbphänomene
Warum ist die Tomate rot, die Erde braun, das Salatblatt grün?
Farben haben etwas Subjektives, sie sind eine Sinnesempfindung des Menschen. Auch Tiere nehmen Farben wahr, doch sehen sie vermutlich etwas Anderes als wir. Elektromagnetische Wellen treffen auf die Stäbchen und Zapfen unserer Netzhaut. An den Sinneszellen werden die optischen Signale in elektrische Signale umgewandelt und über Nervenbahnen direkt zum Gehirn weitergeleitet. Dort findet die Verarbeitung der Signale und schließlich eine genetisch bedingte Interpretation statt.
Somit gibt es die Farbe Grün nicht, es gibt lediglich einen Wellenlängenbereich – 500nm bis 550nm – welchen viele Menschen wahrnehmen können und diesen mit dem Wort Grün beschreiben.
„Farben sind die Taten des Lichtes“ – Johann Wolfgang von Goethe
Drei Angaben sind nötig um eine Farbe eindeutig zu beschreiben DIN:
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Farbton (DIN-Farbton T)
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Helligkeit (DIN-Dunkelheit D)
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Sättigung (DIN-Sättigung S)
Quelle: Deutsches Institut für Normung
Farbraum
Wellenlängen: Das menschliche Auge vermag nur ein ganz bestimmtes Spektrum von Wellenlängen wahrzunehmen.
Das Licht der Sonne nehmen wir als Weiß wahr, obwohl es ein Gemisch aus mehreren Wellenlängen ist. Wird das Sonnenlicht durch ein dreieckiges Prisma oder einen Regentropfen gebrochen, so können wir die unterschiedlichen Bestandteile des weißen Lichts, also die Farben des Regenbogens sehen. Dies sind die sogenannten Spektralfarben Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange, Rot. Addiert man all diese Lichtfarben so erwecken sie einen weißen Eindruck für uns. Das Prinzip der additiven Farbmischung wird in allen Geräten angewandt, die Licht aussenden: Fernseher, Computer, Handys, LED's etc. Insgesamt lassen sich circa 17 Millionen Farben nach diesem Prinzip mischen.
Addiditive Farbmischung
Farben von Objekten/Substanzen:
Atome und Moleküle absorbieren (lat. absorbere: verschlingen) und reflektieren (lat. reflectere: zurückbeugen) das Licht.
Blaue Wasserfarbe zum Beispiel lässt die Lichtfarben von Rot bis Grün verschwinden (Absorption). Nur das kurzwellige blaue Licht/Spektrum wird von den Farbstoffmolekülen reflektiert und gelangt zu unserem Auge.
Mischt man jedoch blaue, rote und grüne Wasserfarben, so absorbieren die miteinander vermischten Farbpigmente mehrere Wellenlängen und die Farbmischung erscheint uns dunkler oder sogar ganz schwarz (subtraktive Farbmischung). Es werden nur noch wenige Wellenlängen reflektiert.
Subtraktive Farbmischung
Die Verantwortlichen für Absorption und Reflektion der Photonen:
Licht trifft auf Elektronen (in speziellen Molekülstrukturen) und regen diese an. Das angeregte Elektron gelangt allerdings nach kürzester Zeit wieder zurück in seinen Grundzustand. Die aufgenommene Energie wird zum Teil in Bewegungs- und Wärme-Energie umgewandelt. Der Rest der Energie, der nicht gehalten oder umgewandelt werden kann wird wieder als Licht abgegeben.
Das emittierte Licht unterscheidet sich von dem Absorbierten durch seinen Energiegehalt. Dieser ist niedriger, d.h. das emittierte Licht ist langwelliger als das vorher eingetroffene Licht, denn ein Teil seiner Lichtenergie wird in eine andere Form von Energie umgewandelt. Kohle zum Beispiel absorbiert nahezu alle Wellenlängen und wandelt die Energie fast komplett in Wärme um. Weißgebleichtes Papier dagegen reflektiert Licht aller Wellenlängen nahezu vollständig.
Ein Spaziergang an einem schwarzen Vulkan-Sandstrand im Vergleich zu einem weißen Sandstrand verdeutlicht dieses Phänomen spürbar.
