Farben und Spektren: Wahrnehmung des Auges

Das Wichtigste in Kürze

Wie du bereits weißt, gibt es unterschiedliche Farben und jede Farbe hat ihre eigene Wellenlänge. Doch wie sind die Farben aufgebaut und wieso kann der Mensch überhaupt Farben sehen? Alles rund ums Thema, Farben und Spektren erfährst du hier.

Spektrum des Lichts

Monochromatisches Licht hat genau eine Wellenlänge, auch visuell erkennt man dann nur eine Farbe. Das weiße Licht der Sonne hingegen ist nicht monochromatisch, sondern besitzt ein Spektrum. Das Licht an sich ist nicht farbig. Je nach Frequenz bzw. Wellenlänge entsteht jedoch im Auge ein gewisser Farbeindruck. 

Im Vakuum und mehr oder weniger auch in der Luft ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit unabhängig von der Frequenz. Doch in allen anderen Medien hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit, also auch die Brechzahl ein wenig von der Frequenz ab. Somit hat jeder Teil des Spektrums eine andere Brechzahl. Daher nimmt jede Farbe einen leicht anderen Weg beim Übergang von Luft zu Glas. An einem Prisma kann man dank dieser Eichenschaft das weiße Licht aufspalten. 

Wahrnehmung des Auges

Je nach Frequenz reagieren unsere Rezeptoren und erkennen eine bestimmte Farbe. Jedoch hat unser Auge nicht für jede mögliche Frequenz einen Rezeptor. Auf unserer Netzhaut gibt es drei verschiedene Rezeptor-Typen. Je einen für blau, rot und grün. Diese Farben sind somit Primärfarben der additiven Farbmischung. Durch die Überlagerung dieser drei Farben lassen sich auch anderen Farbeindrücke wahrnehmen. Das wäre beispielsweise Cyan, Magenta oder Gelb, die Sekundärfarben der additiven Farbmischung. Diese sind wiederum Primärfarben der subtraktiven Farbmischung. 

Unser Gehirn kann dabei nicht unterscheiden, ob das Auge ein rein magentafarbener Lichtstrahl empfängt, oder eine Überlagerung von Rot und Blau, die zu Magenta führt.

Wenn du ein bemaltes Blatt Papier vor dir hast, dann absorbiert dieses ein Teil des Spektrums und das Restspektrum wird reflektiert und fällt in dein Auge. Dieses kreiert dann, aus den Informationen der Rezeptoren, in deinem Gehirn, ein Bild deiner Umgebung. Wir sehen eigentlich immer das, was übrig gelassen wurde und nicht aus dem Spektrum gefiltert wurde. 

Farben auf dem Computer funktionieren genau gleich. Jede Farbe kann aus den 3 Grundfarben gemischt werden. 

Für interessierte Schüler*innen

Dieses Thema birgt viele philosophische Aspekte, die nicht einfach zu klären sind. Beispielsweise: Sehen wir alle andere Farben? Denn jedes Gehirn simuliert selbst die Farben, die es durch die Rezeptoren empfängt. Es gibt Theorien, die sagen, dass jeder Mensch individuelle Farben hat, die kein anderer genau gleich sieht. Farben existieren nicht personenunabhängig in der Welt, sondern sind ein Konstrukt von jedem einzelnen. Wir nehmen die Wellenlängen alle gleich auf, doch was unsere Sehzellen daraus machen und was wir dann schlussendlich wirklich sehen ist individuell.