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Im Alltag begegnen wir ständig den Farben auf dem Farbspektrum – der Himmel ist blau, das Auto deines Nachbarn ist rot und du trägst einen gelben Pullover. Für die meisten von uns ist eine so bunte Welt ganz normal, aber wie kommt das?
Bei uns erfährst du alles, was du zum Thema “Farbspektrum” wissen musst! Wir erklären dir in diesem Artikel…
… was Spektralfarben sind,
… warum wir Farben sehen
… und was genau Wellen damit zu tun haben.
Los geht’s!
Als Farbspektrum bezeichnen wir den für Menschen optisch wahrnehmbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums – also den Wellenbereich, den wir sehen können.
Dieser Bereich ist allerdings nur ein ganz kleiner Ausschnitt des gesamten Spektrums. Hier siehst du, wie klein genau:
Aber lass uns doch einen etwas genaueren Blick auf das Thema werfen.
Bei diesem optisch wahrnehmbaren Wellenbereich handelt es sich um sichtbares Licht, das uns Menschen für gewöhnlich weiß erscheint. Tatsächlich besteht dieses Licht aber aus den sieben sogenannten Grundfarben, auch Spektralfarben genannt.
Diese Farben werden sichtbar, wenn das Licht auf ein Prisma fällt. Das Licht bricht sich am Prisma und der Lichtstrahl wird in seine einzelnen Bestandteile aufgeteilt. Das heißt also: Weißes Licht tritt ein und die einzelnen Farben treten getrennt voneinander aus.
Ein kleiner Tipp zur Veranschaulichung: Die Spektralfarben entsprechen den Farben des Regenbogens und das sind Rot, Orange, Gelb, Grün, Cyan, Blau und Violett in genau dieser Reihenfolge (von oben nach unten).
Okay, Licht ist also eigentlich gar nicht weiß. Und warum ist das so?
Sichtbares Licht sind elektromagnetische Wellen in einem Bereich von etwa 380 bis 750 Nanometern (kurz: nm).
Innerhalb dieses Bereichs entspricht jede der oben genannten sieben Grundfarben einer ganz bestimmten Wellenlänge.
Trifft das Licht nun auf ein Objekt, werden die Wellen auf dem Farbspektrum entweder…
… von dem Objekt reflektiert, also zurückgeworfen,
… oder von dem Objekt absorbiert.
Wellenlängen, die absorbiert werden, verschwinden im Grunde einfach und du nimmst sie gar nicht wahr. Die Wellenlänge, die reflektiert wird, gibt dem Objekt seine Farbe.
Erscheint dir ein Gegenstand also zum Beispiel blau, dann wird nur die blaue Wellenlänge reflektiert – alle anderen Wellen auf dem Farbspektrum werden absorbiert.
Werden zwei Wellenlängen reflektiert, nimmst du eine Mischfarbe wahr. Ein Objekt, das blaue und gelbe Wellenlängen reflektiert, erscheint dir grün. So entstehen aber auch Farben wie Rosa oder Magenta – zwei Wellenlängen “vermischen” sich miteinander.
Natürlich steckt noch ein bisschen mehr hinter unserer Fähigkeit, Farben wahrzunehmen.
Auch unser Gehirn und die Rezeptoren (Zapfen) in unseren Augen spielen dabei eine sehr große (und wichtige) Rolle. Funktionieren zum Beispiel die drei Zapfen nicht, können Betroffene Farben gar nicht oder nur eingeschränkt wahrnehmen.
Wir wollen hier aber auf physikalischer Ebene bleiben, weswegen wir darauf nicht weiter eingehen. Falls du aber mehr über das Auge erfahren möchtest, kannst du gerne einmal hier vorbeischauen:
Das Auge – Aufbau und Funktion des Sehorgans einfach erklärt
Farbspektrum – Arten
So weit, so gut. Aber es gibt nicht nur eine einzige Art von Farbspektrum, sondern mehrere, die du in zwei Gruppen einteilen kannst: Emissionsspektren und Absorptionsspektren.
Emissionsspektrum
Zu den Emissionsspektren gehören kontinuierliche Spektren und Linienspektren. Das sind alle Farbspektren, die durch das von einer Lichtquelle ausgesandte Licht entstehen.
Um ein kontinuierliches Spektrum handelt es sich dann, wenn der gesamte Wellenbereich des Lichts abgedeckt ist und die Farben fließend ineinander übergehen.
Von einem Linienspektrum spricht man dann, wenn nur einzelne Wellenlängen vertreten sind. Das Spektrum besteht dann aus einzelnen, nicht ineinander übergehenden Linien. Das ist zum Beispiel bei einem bunten Licht der Fall.
In beiden Fällen sieht man sich das Licht an, das direkt von der Lichtquelle ausgesandt wird – zwischen der Lichtquelle und dem Farbspektrum, das begutachtet wird, befindet sich also kein weiterer Stoff, der sich auf das Spektrum auswirken könnte.
Absorptionsspektrum
Bei einem Absorptionsspektrum ist das anders. Hier befindet sich vor der Lichtquelle ein weiterer Stoff, sozusagen ein Filter, und es wird lediglich das Licht betrachtet, das durch diesen Stoff hindurch scheint.
Dabei werden von dem Stoff gewisse Wellenlängen absorbiert – diese fehlen dann in dem Licht, das aus dem Stoff wieder austritt und das Farbspektrum ist quasi unvollständig.
Farbliche Sonderfälle
Nun hat aber nicht jeder Gegenstand in unserem Alltag eine Farbe – wie genau funktioniert das mit den Wellen auf dem Farbspektrum in so einem Fall? Schauen wir doch mal:
Manches, wie Fenster oder Plastik, ist transparent. Du kannst hindurchsehen und die Farbe der Dinge dahinter erkennen, aber das Objekt selbst ist farblos.
Diese Objekte reflektieren oder absorbieren die Wellen nicht. Sie lassen sie stattdessen ganz einfach durch sich hindurch scheinen und wirken dadurch transparent / durchsichtig. Dieser Vorgang hat sogar einen eigenen Namen: Transmission.
Auch Schwarz und Weiß sind sozusagen Sonderfälle, die wir uns hier anschauen wollen. Eigentlich sind es nämlich gar keine Farben – aber wie kann das sein?
Wir haben weiter oben schon über weißes Licht gesprochen, das eigentlich gar nicht weiß ist.
Mit Gegenständen, die uns weiß erscheinen, verhält es sich genauso: Sie reflektieren sämtliche Wellenlängen, erhalten also alle Farben des Spektrums.
Bei Schwarz ist es hingegen genau andersherum. Ein schwarzes Objekt absorbiert alle Wellenlängen und verschluckt so sämtliche Farben.
Man könnte auch sagen, dass es sich bei Schwarz um die Abwesenheit aller Farben handelt
Auch die Farbe des Lichts hat eine Auswirkung auf die Farbe, die wir wahrnehmen. Strahlt ein rotes Licht beispielsweise einen weißen Gegenstand an, dann erscheint dieser rot. Ist der Gegenstand aber blau, erscheint er unter rotem Licht violett.
Und zum Abschluss des Artikels noch ein kleiner Fun Fact: Viele Säugetiere, darunter zum Beispiel auch Hunde und Katzen, sehen weniger Farben als wir Menschen. Das liegt daran, dass sie nur zwei Zapfen haben, statt der für den Menschen üblichen drei.
Manche Tiere, darunter unter anderem einige nachtaktive Säugetiere, haben sogar nur einen einzigen Zapfen und sind dementsprechend völlig farbenblind.
Genauso gibt es aber auch Tiere, die mehr Farben sehen als wir. So haben zum Beispiel viele Vögel vier Zapfen und sehen zusätzlich auch das ultraviolette Spektrum, das für uns Menschen nicht sichtbar ist.
