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Licht und Farbe

Licht ist ein sehr kleiner Teil eines breiten Spektrums elektromagnetischer
Schwingungen welches vom menschlichen Auge erfaßt werden kann.

Die von einem Objekt reflektierte elektromagnetische Strahlung trifft auf das Auge.

Die Netzhaut des Auges ist mit Stäbchenzellen versehen, welche in drei verschiedene Zäpfchenzellen eingebettet sind. Etwa 120 Millionen Stäbchen und 6,5 Millionen Zäpfchen bestehen in unserer Netzhaut.

Das Gehirn wiederum ordnet diesen Frequenzen unterschiedliche Farben zu als
Sinneseindruck "Farbe".

Die Stäbchenzellen stellen die Träger des Dämmerungssehens dar und die Zäpfchen agieren als Verantwortliche des Tages- und Farbensehens. Der Sinneseindruck Blau
zum Beispiel wird dem Zäpfchentyp mit der maximalen Empfindlichkeit von ca. 490nm (nm = Nanometer) zugeordnet.

Die Eigenschaften aller elektromagnetischen Wellen sind abhängig von der Frequenz (Schwingungszahl pro Sekunde) bzw. der Wellenlänge. Die Palette der elektronmagnetischen Wellen ist,  von kurzweiligen Gammastrahlen bis langen Radiowellen, fast unendlich groß.

Unser Auge erfaßt lediglich einen winzigen Ausschnitt im Bereich von ca.380 bis
770nm (nm=Nanometer) als Licht.

Der Farbeindruck wird durch die entsprechende Wellenlänge bestimmt.
Somit 'versteht' das Auge beispielsweise:

Violet  bei ca 410-440nm
Blau bei ca 440-490nm
Grün bei ca 490-540nm
Gelb bei ca 540-600nm (unlesbar auf diesem Hintergrund)
Orange bei ca 600-630nm
Rot bei ca  630-770nm

Ein Wellenlängengemisch zwischen und 400 und 700 nm, erweckt den Eindruck von "weißem Licht".

Beim Eintritt in ein optisch dichteres Medium wird Licht infolge des Geschwindigkeitsverlustes gebrochen. Da kurzweilige Strahlen dabei einer stärkeren Brechung unterworfen sind als langweilige, wird ein weißer Lichtstrahl dabei nicht nur von seiner Richtung abgelenkt, sondern auch noch in ein farbiges Regenbogenband, das Spektrum, aufgefächert.

Der Regenbogen, den wir zum Beispiel mit Freude bewundern, entsteht lediglich durch weiße Lichtstrahlen,  welche durch hohe Luftfeuchtigkeit abgelenkt werden und genussvoll aufgefächert werden.

Besonders schön sieht man den Effekt dieser Dispersion auch beim Durchgang eines Lichtstrahls durch ein Prisma.

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Man kann in der Aufteilung drei Haupabschnitte erkennen: Rot, Grün und Blau (RGB). Man nennt diese Abschnittsdrittel Spektrahlhauptfarben oder Primärfarben.

Als Primärfarben bezeichnet man diejenigen Farben, aus welchen sich alle anderen Farben zusammensetzen. Dazu kommt noch Weiß.

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Hinweis: Farbmischung mit Licht unterscheidet sich erheblich von
Farbmischung mit Farbstoffen!

 

Additive Farbmischung mit Licht

Beleuchtet man weißes Papier mit rotem und grünem Licht, so erscheint es Gelb.
Man nennt dieses Verfahren Farbenaddition:
ROT + GRÜN = GELB. Addiert man auf diese Weise die beiden Randfarben des Spektrums ROT und VIOLETT, so ergibt sich die Mischfarbe PURPUR.

Unterteilt man das kontinuierliche Spektrum des weißen Lichtes in 11 Bereiche, ordnet man danach die zugehörigen 11 Farben in einem Kreis an und fügt nun zwischen ROT und VIOLETT ihre Mischfarbe PURPUR als zwölfte Farbe ein. Somit ist auch jede andere Farbe eine Mischfarbe der ihr benachbarten Farben, und die zwei gegenüberliegende Farben bezeichnet  man dann als Komplementärfarben.

Dieses Farbmischverfahren muß dann angewandt werden ( z.B. im Monitor und Fernseher), wenn Licht direkt und ohne Reflexion durch einen Gegenstand, in das Auge gelangt.

Newton Farbenkreis

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Sir Isaac Newton (04.01.1643 - 31.03.1727)

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Farbmodelle

Man unterscheidet physikalisch-technische und wahrnehmungsorientierte Farbmodelle.

  • Wahrnehmungsorientierte Farbmodelle:
    HLS Modell ( Hue = Farbton - Lightness = Helligkeit - Saturation = Sättigung)

    HVS Modell = (Hue= Farbton- Value = Wert für die Helligkeit - Saturation = Sättigung)

  • Die physikalisch-technischen Farbmodelle beschreiben eine Farbe als Mischung dreier Primärfarben. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Modellen liegen in der Wahl der Primärfarben und der Art der Farbmischung.

    Zu den wichtigsten zählen:

    RGB-Modell: Ausgabe auf Monitoren (RGB = Rot - Grün - Blau)
    CMY-Modell: Ausgabe auf Papier (CMY = Cyan - Magenta - Yellow = Gelb)
    YIQ-Modell: u. A. Fernsehtechnik

 

Additive und subtraktive "Farb"- Mischung

 

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