Spektral- und Komplementärfarben

Spektralfarben

Sichtbare elektromagnetische Strahlung, die in unser Auge fällt, bezeichnen wir als “Licht”.

Dieses umfasst einen kleinen Ausschnitt aus dem grossen Bereich der elektromagnetischen Wellen und kann durch ein Prisma in die verschiedenen Wellenbereiche zerlegt werden, die der Mensch als Farben empfindet.

Prisma vor schwarzem Hintergrund

Das sichtbare Licht wird in seine Spektralfarben zerlegt. Je nach Farbe erfährt das Licht im Prisma eine stärkere oder schwächere Ablenkung: Rotes Licht wird am wenigsten stark, violettes am stärksten abgelenkt. Dazwischen liegen die Farben wie im Regenbogen:
violett – blau – grün – gelb – orange – rot.

Je nach Farbe hat das Licht unterschiedliche Energien und Wellenlängen. Das sichtbare
Spektrum deckt den Wellenlängenbereich von 400 nm (violett) bis etwa 750 nm (rot) ab (1 nm = 10-9 m). Je kleiner die Wellenlänge des Lichts, desto energiereicher ist es.

Grafische Darstellung der Lichtbrechung durch ein Prisma

Ohne Licht gibt es keine Farben.
Ebenso gilt: Ohne entsprechende Rezeptoren in der Netzhaut wäre die Welt für die Menschen ebenfalls nicht bunt. Farbe wird erst von unserem Gehirn erzeugt. Das Phänomen Farbe beruht auf dem Zusammenspiel zwischen Lichtquelle, „farbigem“ Gegenstand, Auge und Gehirn.

Der Zusammenhang zwischen Licht und Farbe kann schematisch folgendermassen dargestellt
werden:

Der Farbeindruck wird im Gehirn erzeugt, als Antwort auf die von einem bunten Gegenstand ausgehende Strahlung, welche das Auge wahrnimmt.

Die von einer Lichtquelle ausgehende Strahlung ist quantitativ und qualitativ erfassbar, wobei die Lichtintensität und die Zusammensetzung von Licht gemessen werden können. Das Leben auf der Erde ist auf die Sonne als Lichtquelle ausgerichtet.

Ein Gegenstand kann Licht auf drei Arten verändern und daher farbig erscheinen:

  1. Er lenkt das Licht ab. Nicht alle Lichtfarben werden gleich stark abgelenkt.
  2. Er „verschluckt“ (absorbiert) einen Teil des Lichts und strahlt den Rest zurück.
  3. Er wird zum Leuchten angeregt und sendet Licht aus.

Komplementärfarben

Weisses Licht schickt man durch ein Prisma. Farbfilter absorbieren Licht bestimmter Farben. Anhand des Spektrums ist unschwer zu erkennen, welche Farben herausgefiltert werden. Aus dem Restlicht, welches den Filter durchläuft, erzeugt das Sehorgan einen bestimmten Farbeindruck

Wellenlänge-reale Farbe-beobachtete Farbe

Wenn eine Substanz nur eine Farbe aus dem Spektrum absorbiert, entspricht die wahrgenommene Farbe der Komplementärfarbe des absorbierten Lichts. Werden mehrere Lichtfarben absorbiert, kombiniert das Auge das Restlicht zu einer Farbe. Trifft gleichzeitig Licht in Komplementärfarben auf das Auge, nehmen wir es als weisses Licht wahr. Das Gehirn kombiniert Komplementärfarben miteinander zu Weiss. Dieser „Ergänzung zu weissem Licht“ verdanken die Komplementärfarben ihren Namen: Der lateinische Ausdruck „complementum“ bedeutet Ergänzung.

  • Die Farbe eines Gegenstands entspricht der Komplementärfarben der absorbierten Farbe.
  • Wenn ein Gegenstand mehr als eine Farbe absorbiert, kombiniert das Auge die Farben des remittierten Lichts zu einer Farbe.
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