Farbwahrnehmung
In dem Artikel „Das Auge“ wurde bereits erwähnt, dass Licht als eine sich im Raum ausbreitende Schwingung mit bestimmter Wellenlänge definiert ist.
Genauer gesagt, setzt sich das weiße Licht aus verschiedenen Wellen mit unterschiedlicher Wellenlänge zusammen.
Aber es gibt auch elektromagnetische Wellen, die wir nicht sehen können. Zum Beispiel können wir die kurzen Röntgenstrahlen oder die UV-Wellen (ca. 1 Nanometer -> 1 Nanometer = 10-9 Meter) nicht mit unserem Auge erfassen. Aber auch Wellen mit größerer Länge wie Mikrowellen oder Radiowellen (ca. 1 Meter) bleiben uns verborgen.
Unser Auge kann nur einen sehr kleinen Bereich von Wellenlängen erkennen, den wir als „Licht“ bezeichnen. Die Länge uns sichtbarer Wellen beträgt 380 bis 760 Nanometer.
Die Abbildung 1 zeigt noch mal die unterschiedlichen elektromagnetischen Wellen.
- Abbildung 1: Übersicht der elektromagnetischen Wellen
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Elektromagnetische Wellen sind nicht farbig. Aber durch die unterschiedlichen Wellenlängen des sichtbaren Lichts können wir Farben interpretieren. Rot liegt in einem Bereich von 600 – 700 Nanometer. Grün sind die Wellenlängen von 500 – 600 Nanometer und als Blau nehmen wir alle Wellen zwischen 400 – 500 Nanometer wahr. Die Abbildung 2 verdeutlicht die Zusammensetzung des sichtbaren Lichts. Wenn man einen Lichtstrahl unter einem bestimmten Winkel durch einen Prisma fallen lässt, dann wird das Licht in seine Farben gespaltet (siehe Abbildung 2). Man nennt diese Farbzerlegung auch Spektrum.
- Abbildung 2: Farbspektrum
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Um die verschiedenen Wellenlängen des Lichts zu unterscheiden, brauchen wir das Auge, welches mit bestimmten Rezeptoren (Sinneszellen) ausgestattet ist. Im nächsten Absatz wird dieser Vorgang näher erklärt.
Farbwahrnehmung im Auge
Die Netzhaut (siehe Artikel „Das Auge“) besteht aus zwei unterschiedlichen Arten von lichtempfindlichen Nervenzellen. Sie heißen Stäbchen und Zapfen (siehe Abbildung 3).
- Abbildung 3: Stäbchen und Zapfen
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Die Stäbchen sind für das Hell-Dunkel-Sehen zuständig. Sie sind ca. 120 Millionen Mal auf der Netzhaut vertreten. Das sind doppelt zu viele wie die Zapfen, die auf die unterschiedlichen Wellenlängen reagieren und das Farbsehen ermöglichen
Die Stäbchen besitzen eine größere Lichtempfindlichkeit als die Zapfen. Diesen Umstand haben wir es zu verdanken, dass wir zwar bei weniger Licht noch sehen können, aber keine Farben mehr wahrnehmen.
Bei Dunkelheit können wir Gegenstände, die wir mit dem Auge fixieren kaum wahrnehmen. Vielleicht ist es schon jemanden aufgefallen, der abends versucht hat einen schwach leuchtenden Stern genauer anzusehen. Aus dem Augenwinkel ist er noch gut zu erkennen, aber sobald man ihn versucht zu fixieren, scheint der Stern zu verschwinden. Das liegt daran, dass sich am Punkt des schärfsten Sehens (Gelber Fleck) auf unserer Netzhaut ausschließlich Zapfen befinden. Sie brauchen viel Licht um Farben vollständig erkennen zu können. Die lichtempfindlicheren Stäbchen für das Sehen im Dunkleren liegen vermehrt am äußeren Rand der Netzhaut.
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