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Das elektromagnetische Spektrum und Farbwahrnehmung


Spektralfarben

Das elektromagnetische Spektrum umfasst alle Arten elektromagnetischer Strahlen. Diese lassen sich nach Wellenlänge ordnen:


Art der Strahlung
Wellenlänge (m)
Gammastrahlen
​<10−12<10^{-12}<10−12​​
Röntgenstrahlen
​10−1210^{-12}10−12 bis 10−810^{-8}10−8​
Ultraviolett (UV)
​10−810^{-8}10−8 bis 4⋅10−74 \cdot10^{-7}4⋅10−7​
sichtbares Licht (optisches Spektrum)
​4⋅10−74 \cdot 10^{-7}4⋅10−7 bis 8⋅10−78 \cdot 10^{-7}8⋅10−7​​
Infrarot
​10−610^{-6}10−6 bis 10−510^{-5}10−5​​
Mikrowellen
​10−310^{-3}10−3 bis 1
Radiowellen
111 bis 10410^4104​​
Niederfrequenz
>104>10^4>104​​


Die Wellenlänge, Frequenz und Energie einer elektromagnetischen Strahlung lässt sich mit der Formel ​berechnen:

​ΔE=E2−E1=h⋅v=h⋅cλ\Delta E = E_2 - E_1 = h \cdot v = h \cdot \frac{c}{\lambda}ΔE=E2​−E1​=h⋅v=h⋅λc​​​




​​ΔE\Delta EΔE​: Energie der Strahlung
E1E_1E1​​:Energie Grundzustand
E2E_2E2​​:Energie angeregter Zustand
hhh​:Planksches Wirkungsquantum
vvv​:Frequenz der Strahlung
ccc​:Lichtgeschwindigkeit
λ\lambdaλ​:Wellenlänge

​


Dieser Gleichung kannst du entnehmen: Je kleiner die Wellenlänge des Lichts ist, desto grösser ist seine Energie. Wenn durch Absorption von Licht Elektronen von einem Grundzustand E1 in einen angeregten Zustand E2 gebracht werden, entspricht die Energie des absorbierten Lichts ΔE\Delta EΔE.


Farbwahrnehmung

Die Wellenlänge des Lichts entscheidet, welche Farbe wir wahrnehmen. Auf der Netzhaut des Auges sitzen drei verschiedene Typen von Farbrezeptoren, die Zapfen. Sie enthalten das Sehpigment Rhodopsin, welches auch Sehpurpur genannt wird. Wird es von einem Photon bestimmter Wellenlänge getroffen, ändert es seine Konformation, welche wiederum eine ganze Kaskade von Reaktionen auslöst. Diese werden vom Nervensystem zu einem Bild zusammengefasst.

Trifft ein Lichtstrahl auf einen weissen Gegenstand, wird das Licht des gesamten Spektrums reflektiert. Ist dieser Gegenstand zum Beispiel rot, so wird die Komplementärfarbe von Rot, also das blau-grüne Licht vom Gegenstand absorbiert.


​

Chemie; Farbstoffe; 3. Gymi; Das elektromagnetische Spektrum und Farbwahrnehmung
Die Spektralfarben: Die im Kreis gegenüberliegende Farbe entspricht der Komplementärfarbe.



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Das elektromagnetische Spektrum und Farbwahrnehmung

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Das elektromagnetische Spektrum und Farbwahrnehmung

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was sind elektromagnetische Strahlen?

Elektromagnetische Strahlung besteht aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern. Zu ihnen gehören Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, UV-Strahlung, Röntgen- und Gammastrahlung.

Was ist Rhodopsin?

Rhodospin ist das lichtempfindliche Protein in den Sehzellen der Netzhaut von Wirbeltieren.

Wie hängt die Wellenlänge mit dem Farbsehen zusammen?

Reflektiert eine Oberfläche nur kurze Wellen, so erscheint sie für unser Gehirn Blau. Werden ausschliesslich lange Wellen zurückgeworfen, sehen wir Rot, bei mittellangen Lichtstrahlen Grün.

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