Die Spektralfarben des Lichtes

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1 Die Spektralfarben des Lichtes 1 Farben sind meistens bunt. Es gibt rot, grün, gelb, blau, helldunkles rosarot,... und noch viele mehr. Es gibt vier Grundfarben, die anderen werden zusammengemischt. Wenn etwas farbig ist, sieht es meistens fröhlich aus, außer es sind keine fröhlichen Farben, dann sieht es nicht so fröhlich aus. 2 1

2 Spektraltheorie Die unterschiedlichen Spektralparteien unterscheiden sich hinsichtlich ihrer intellektuellen Wellenlänge und ihres finanziellen Frequenzbereichs. Hierbei gilt folgende Gesetzmäßigkeit: An den beiden äußeren Rändern der Spektralparteien liegen die niedrigen Frequenzen, während die Wellenlänge sich tatsächlich wellenförmig über das gesamte Spektrum ausbreitet: 3 Was ist eigentlich Licht? Diese Frage stellt sich die Menschheit seit Urzeiten. Besteht ein Lichtstrahl aus winzig kleinen Teilchen oder ist Licht einfach eine Welle, wie sie auch ein einfaches Radio oder Funkgerät empfangen? Es gibt ein Naturphänomen, das die Menschheit schon immer fasziniert hat und auch heute noch für Begeisterung bei Jung und Alt sorgt: ein prächtiger, weit gespannter Regenbogen am Himmels-Horizont. Dieses bunte Farbenspiel, wo man Farben von violett über grün und gelb bis rot fließend ineinander übergehend sieht, ist immer wieder schön zu sehen. Es sollte jedoch bis ins 17. Jahrhundert dauern, bis dieses Phänomen wissenschaftlich gedeutet werden konnte. 4 2

3 Aus Datenschutzgründen wurde das automatische Herunterladen dieses Bilds von PowerPoint gesperrt. Isaac Newton war der große Tüftler, der weißes Sonnenlicht an einem Glasprisma in seine Spektralfarben zerlegen konnte. Von nun an war bekannt, dass weißes Licht eine Mischung aus einer Vielzahl von Einzelfarben ist. An einem Prisma wird blaues Licht sehr stark gebrochen; rotes Licht dagegen erfährt nur eine leichte Brechung. Dazwischen gibt es unendlich viele Abstufungen. So entsteht das Lichtspektrum von Violett über Blau, Grün, Gelb und Orange bis zu Rot. Der Effekt, den Newton mit einem Glasprisma erzielte, spielt sich in gleicher Weise bei einem Regenbogen ab. Kleine Wassertröpfchen oder Eiskristalle brechen das Licht genauso wie ein Glasprisma. 5 Sonnenspektrum 6 3

4 Additive Farbmischung 7 Additive Farbmischung Die additive Farbmischung ist ein optisches Modell, bei dem im Gegensatz zur subtraktiven Farbmischung Mischfarben nicht durch wiederholte Einschränkung des Spektrums, sondern durch das Hinzufügen neuer Spektralbereiche entstehen. Häufig - beispielsweise bei Bildschirmen oder Videoprojektoren - werden hierfür die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau eingesetzt (so genanntes RGB-Modell), durch deren Kombination sich ein großer Teil des von Menschen wahrnehmbaren Farbraums erzeugen lässt. Bei der additiven Farbmischung ergibt sich Weiß als Summe aller eingesetzten Grundfarben, Schwarz als Abwesenheit von Licht. 8 4

5 Subtraktive Farbmischung 9 Subtraktive Farbmischung Die subtraktive Farbmischung beschreibt ein Modell, das die Absorption der Farbanteile des sichtbaren Lichtspektrums des weißen Lichts beschreibt. Das sichtbare Spektrum beinhaltet alle Farben, die das menschliche Auge verarbeiten kann, d. h. auf die Farbanteile des Lichtspektrums, auf die die Rezeptoren im Augen reagieren. Alle diese Farben zusammen ergeben nach der additiven Farbmischung Weiß. Da eine Farbe, damit sie als Farbe wahrgenommen werden kann, alle Farbanteile außer den eigenen absorbiert, spricht man von einer Subtraktion. Werden zwei Farben subtraktiv gemischt, vermindern beide das Spektrum. Die Erzeugung von Mischlichtern durch Ausblenden einzelner Spektralfarben durch Farbfilter bezeichnet man als subtraktive Farbmischung. 10 5

6 Anwendungen Additiv: Auge, Monitor, Fernsehen Subtraktiv: Drucken, Malerei 11 Körperfarben Farben undurchsichtiger Körper Die Farbe, in der uns ein undurchsichtiger Körper erscheint, kommt durch die Mischung der von seiner Oberfläche reflektierten farbigen Lichter in unserem Auge zustande. 12 6

7 Aus Datenschutzgründen wurde das automatische Herunterladen dieses Bilds von PowerPoint gesperrt. Körperfarben Farben durchsichtiger Körper Die Farbe, in der uns ein durchsichtiger Körper erscheint, kommt durch die Mischung der von ihm durchgelassenen Spektrallichter in unserem Auge zustande 13 Regenbogen 14 7

8 Aus Datenschutzgründen wurde das automatische Herunterladen dieses Bilds von PowerPoint gesperrt. Aus Datenschutzgründen wurde das automatische Herunterladen dieses Bilds von PowerPoint gesperrt. Aus Datenschutzgründen wurde das automatische Herunterladen dieses Bilds von PowerPoint gesperrt. Regenbogen Der Regenbogen ist ein Naturphänomen, das die Menschen schon immer fasziniert hat. Man verbindet positive Emotionen und Freude mit ihm. Seine elegante Form und seine schönen Farben bringen jeden Menschen zum Staunen. Aber wer achtet schon darauf, zu welcher Zeit und wo genau man am Himmel einen Regenbogen gesehen hat? Existiert er wirklich? Oder ist er bloss eine optische Täuschung? - Die Menschheit musste lange suchen, bis sie eine fundierte wissenschaftliche Erklärung für den Regenbogen gefunden hatte. Auf der Suche danach sind viele Mythen, Erklärungsversuche und Irrwege entstanden, die sehr interessant sind. Sie haben die Forschung in kleinen Schritten vorangebracht

9 Aus Datenschutzgründen wurde das automatische Herunterladen dieses Bilds von PowerPoint gesperrt. Aus Datenschutzgründen wurde das automatische Herunterladen dieses Bilds von PowerPoint gesperrt. 17 Einen Regenbogen kann man dann sehen, wenn die Sonne in eine gegenüberliegende Wolkenwand scheint. Wechselndes Wetter mit Niederschlag und Sonne ist für das Beobachten eines Regenbogens günstig. Ein natürlicher Regenbogen kann in Wolken, Nebel, Dunst oder in einem Wasserfall entstehen. Einen Regenbogen kann man auch im Garten durch das Verspritzen von Wasser erzeugen. Ein Regenbogen kann immer dann entstehen, wenn es viele Wassertropfen gibt, die sich gegenseitig verstärken. In seltenen Fällen sieht man einen zweiten, schwächeren Regenbogen ausserhalb des Hauptbogens. (Der Regenbogen steht immer der Sonne gegenüber. Die Sonne ist immer im Rücken des Beobachters. (Leider sieht man auf den Fotos nie die Sonne, deshalb ist das relativ schwierig herauszufinden.) Morgens und abends sieht man häufiger einen Regenbogen als mittags. 18 9