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	$<10^{-12}$
Röntgenstrahlen	$10^{-12}$ bis $10^{-8}$
Ultraviolett (UV)	$10^{-8}$ bis $4 \cdot10^{-7}$
sichtbares Licht (optisches Spektrum)	$4 \cdot 10^{-7}$ bis $8 \cdot 10^{-7}$
Infrarot	$10^{-6}$ bis $10^{-5}$
Mikrowellen	$10^{-3}$ bis 1
Radiowellen	$1$ bis $10^4$
Niederfrequenz	$>10^4$

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

\Delta E = E_2 - E_1 = h \cdot v = h \cdot \frac{c}{\lambda}

$\Delta E$ : Energie der Strahlung
$E_1$ :Energie Grundzustand
$E_2$ :Energie angeregter Zustand
$h$ :Planksches Wirkungsquantum
$v$ :Frequenz der Strahlung
$c$ :Lichtgeschwindigkeit
$\lambda$ :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 $\Delta E$ .

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.