Sind alle Farben, die wir im sichtbaren Lichtspektrum sehen?

Jede Farbe im Regenbogen repräsentiert ihre eigene Wellenlänge, die im sichtbaren Lichtspektrum enthalten ist .

Das sichtbare Lichtspektrum ist ein sehr kleiner Teil des breiten Spektrums elektromagnetischer Wellen. Die längste Wellenlänge des sichtbaren Lichts beträgt 700 Nanometer, wodurch es eine rote Farbe erhält, während die kürzeste 400 Nanometer beträgt und den Eindruck von Purpur oder Violett erweckt.

Außerhalb des Bereichs von 400 bis 700 Nanometern kann das menschliche Auge es nicht sehen. Zum Beispiel Infrarotstrahlen mit einem Wellenlängenbereich von 700 Nanometern bis 1 Millimeter.

Regenbogen treten auf, wenn das weiße Licht der Sonne durch Wassertropfen gebrochen wird, die verschiedene Arten von Licht je nach Wellenlänge biegen. Sonnenlicht, das für unsere Augen weiß erscheint, wird in andere Farben zerlegt.

In unseren Augen gibt es Eindrücke von verschiedenen Farben wie Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Lila.

In unseren Augen gibt es Eindrücke von verschiedenen Farben wie Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Lila.

Dieses Phänomen ist als Lichtdispersion bekannt , bei der polychromatisches Licht (bestehend aus verschiedenen Farben) in monochromatische Lichtbestandteile zerlegt wird. Abgesehen von Regenbogen kann dieses Phänomen auch an Prismen oder Gittern beobachtet werden, die einer weißen Lichtquelle ausgesetzt sind. Newton benutzte ein Prisma, um weißes Licht von der Sonne zu streuen.

Die Farben in einem Regenbogen werden als Spektralfarben, monochromatische Farben oder reine Farben bezeichnet . Es wird als spektral bezeichnet, da diese Farben im elektromagnetischen Wellenspektrum auftreten und einzelne Wellenlängen darstellen. Wird als monochromatisch oder rein bezeichnet, da diese Farben nicht das Ergebnis einer Kombination anderer Farben sind.

Wenn es reine Farben gibt, gibt es unreine Farben?

Abgesehen von spektralen oder reinen Farben gibt es andere Farben, die Menschen sehen können und die sicherlich nicht spektral oder unrein sind. Diese Farben werden als nicht-spektrale Farben oder Mischfarben bezeichnet, die im elektromagnetischen Wellenspektrum nicht vorhanden sind.

Nicht-spektrale Farben bestehen aus monochromatischen Farben und repräsentieren keine bestimmte Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Auch wenn sie nicht im Spektrum liegen, verleihen sie unseren Augen genau wie Spektralfarben einen bestimmten Farbeindruck. Eine nicht-spektrale lila Farbe sieht genauso aus wie eine spektrale lila Farbe, ebenso wie jede andere Farbe.

Es gibt mehrere nicht-spektrale Farben, auch bekannt als nicht im Spektrum

Wenn wir beispielsweise glauben, auf dem Bildschirm unseres Smartphones Gelb zu sehen , tritt tatsächlich keine reine gelbe Farbe mit einer Wellenlänge von 570 Nanometern in unsere Augen ein.

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Vom Bildschirm werden grüne und rote Farben abgegeben, die zusammen aufleuchten und einen gelben Eindruck in unserem Gehirn hinterlassen. Das Gelb, das wir auf elektronischen Geräten sehen, ist nicht dasselbe wie das Gelb im sichtbaren Lichtspektrum.

Wenn wir uns den Bildschirm unserer Fernsehleiste genau ansehen, werden Sie feststellen, dass die kurzen Linien Rot, Grün und Blau wiederholt angeordnet sind.

Wenn der Monitor weiß anzeigt, sehen wir die drei Streifen des Farblichts gleich hell; Wenn umgekehrt unser Fernseher ausgeschaltet ist, leuchten die drei Farben vollständig und vermitteln einen schwarzen Eindruck. Wenn wir glauben, gelb zu sehen, leuchten die roten und grünen Linien heller als die blauen Streifen.

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Warum sollten Rot, Grün und Blau verwendet werden?

Der Grund liegt in der Struktur der Lichtrezeptoren auf der Netzhaut unserer Augen. In der menschlichen Netzhaut gibt es zwei Arten von Lichtrezeptoren, nämlich Stabzellen und Zapfen.

Kegelzellen wirken unter Lichtbedingungen als Rezeptoren und sind farbempfindlich, während Stabzellen als Lichtrezeptoren fungieren, wenn die Dinge dunkel sind und viel langsamer reagieren, aber lichtempfindlicher sind.

Das Farbsehen in unseren Augen liegt in der „Verantwortung“ der rund 4,5 Millionen Zapfen. Es gibt drei Arten von Zapfen:

  1. Kurz (S), am lichtempfindlichsten mit einer Wellenlänge von etwa 420-440 Nanometern, ist mit der Farbe Blau gekennzeichnet.
  2. Das Medium (M) mit einem Peak bei etwa 534-545 Nanometern ist mit Grün gekennzeichnet.
  3. Die Länge (L) von etwa 564 bis 580 Nanometern ist rot gekennzeichnet.

Jeder Zelltyp kann auf eine Vielzahl von Wellenlängen des sichtbaren Lichts reagieren, obwohl er eine höhere Empfindlichkeit für bestimmte Wellenlängen aufweist.

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Dieses Maß an Empfindlichkeit ist auch für jeden Menschen unterschiedlich, was bedeutet, dass jeder Mensch Farben anders empfindet als andere.

Grafische Darstellung der Empfindlichkeit der drei Zelltypen:

Was bedeutet dieses Empfindlichkeitsdiagramm? Angenommen, eine Welle aus reinem gelbem Licht mit einer Wellenlänge von 570 Nanometern tritt in das Auge ein und trifft auf die Rezeptoren von drei Arten von Kegelzellen.

Wir können die Antwort jedes Zelltyps durch Lesen des Diagramms herausfinden. Bei einer Wellenlänge von 570 Nanometern zeigen Typ L-Zellen die maximale Antwort, gefolgt von Typ M-Zellen, während Typ S Null ist. Nur Zellen vom Typ L und M reagieren auf das gelbe Licht von 570 Nanometern.

Wenn wir die Reaktion jedes Kegelzelltyps kennen, können wir eine Nachahmung der monochromatischen Farbe erzeugen. Was getan werden muss, ist, die drei Zelltypen so zu stimulieren, dass sie so reagieren, als ob es eine reine Farbe gibt.

Um einen gelben Eindruck zu erzeugen, benötigen wir nur eine monochromatische Lichtquelle aus Grün und Rot mit einer Intensität, die aus dem Reaktionsdiagramm ersichtlich ist. Es ist jedoch auch zu beachten, dass dieser Vergleich nicht gültig oder starr ist. Es gibt eine Vielzahl von Farbstandards, mit denen neue Farben erstellt werden. Wenn wir uns beispielsweise den RGB-Farbstandard ansehen, beträgt das Rot-Grün-Blau-Farbverhältnis in Gelb 255: 255: 0.

Mit dem richtigen Verhältnis oder je nach Augenzustand einer Person kann eine reine monochromatische Farbe nicht von gemischten Farben unterschieden werden.

Woher wissen wir dann, welche Farben rein und welche gemischt sind? Es ist einfach, wir müssen nur die farbigen Strahlen auf das Prisma richten, wie im Experiment, das Newton mit Sonnenlicht durchgeführt hat. Reine Farben erfahren nur eine Biegung, während nicht-spektrale Farben eine Dispersion erfahren, die die Strahlenbestandteile trennt.


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Lesequellen:

  • Einführung in die Farbtheorie . John W. Shipman. //infohost.nmt.edu/tcc/help/pubs/colortheory/colortheory.pdf
  • Vorlesung 26: Farbe und Licht . Robert Collins. //www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE486/lecture26_6pp.pdf
  • Vorlesung 17: Farbe . Matthew Schwartz. //users.physics.harvard.edu/~schwartz/15cFiles/Lecture17-Color.pdf