Grundlagen der Farbe: Was genau ist Farbe?

Farbe wird durch Licht erzeugt. Damit wir Farbe wahrnehmen können, muss es eine Lichtquelle geben. Natürliches Licht kommt von der Sonne und wird auch als reines, weißes Licht bezeichnet; alle anderen Lichtquellen sind von Menschenhand erzeugt.

 

Licht ist Strahlung in Form elektromagnetischer Wellen von der Sonne, ähnlich den Schallwellen aus Hi-Fi-Lautsprechern. Das menschliche Auge registriert diese Energiewellen und das Gehirn interpretiert diese Information als Farbe.

 

Wir können nur einen begrenzten Bereich dieser Wellen wahrnehmen, bekannt als das sichtbare Lichtspektrum, es liegt im Wellenlängenbereich von 400 – 700 Nanometern.Das bekannte elektromagnetische Spektrum reicht von 0.01nm oder weniger auf der einen Seite der Skala (Gammastrahlen), bis hin zu 0.1 m oder mehr auf der anderen (Radiowellen).

 

Der Effekt eines weißen Lichtstrahls durch ein Prisma

Fällt ein Strahl weißen Lichts durch ein Prisma, so wird ein Spektrum verschiedener Farben sichtbar, einschließlich Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Dies ist das für uns sichtbare Lichtspektrum; jede dieser Farben liegt im Wellenlängenbereich von 400 – 700 Nanometern.

 

Der Effekt eines weißen Lichtstrahls durch ein Prisma

Das Prisma bricht das Licht, dadurch wird das weiße Licht in seine einzelnen Komponenten aufgebrochen (Gesetz von Snell). Ein ähnlicher Effekt ist beim Regenbogen sichtbar: Wenn es regnet, brechen sich in der Luft befindliche Wassertröpfen in den Sonnenstrahlen; die Erdkrümmung produziert so den uns bekannten Regenbogen.  

 

Farbe und Farbstoffe

Licht kann durch zwei wichtige Naturgesetze beeinflusst werden, der additiven Farbe und der subtraktiven Farbe. Additive Farbe ist ganz einfach Farbe, die durch eine Lichtquelle erzeugt wurde, z.B. durch die Sonne oder eine Glühbirne. 

 

Atomare Struktur

Letztlich ist die atomare oder molekulare Struktur des Objekts abhängig von der Menge Licht, die reflektiert und absobiert wird. Ein Molekül besteht aus einer Anzahl von Atomen, welche sich ständig im 'Zwischenmolekularen Raum' bewegen. Dieser Prozess wird Brownian Bewegung genannt.     

Diese Brownian Bewegungen sind dem Licht ähnlich. Wenn die Schwingfrequenz ähnlich oder synchron ist, wird Licht reflektiert. Ist die Schwingfrequenz nicht ähnlich, wird die Lichtwelle absorbiert. 

 

Total Reflexion
Insgesamt Absorption

Der Effekt von Licht auf eine schwarze oder weiße Oberfläche

Dies erklärt, warum die Sonne schwarze Gegenstände leicht erwämt. Schwarze Oberflächen absorbieren alle Lichtwellen und diese zusätzliche Energie erwärmt das Material, während weiße Gegenstände das Sonnenlicht reflektieren und daher weniger Energie absorbieren.