2.1. Farbe als Eigenschaft des Lichtes
Die Frequenz oder Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle bestimmt die Farbe.
Ganz grob gilt folgender Zusammenhang zwischen Farbeindruck und Wellenlänge (in Luft):
400 nm violett
450 nm tiefblau
500 nm blaugrün
550 nm gelbgrün
600 nm orangerot
650 nm rot
700 nm tiefrot
Meist sendet eine Lichtquelle nicht nur eine Wellenlänge aus. Betrachtet man z.B. Glühlampenlicht durch ein Spektroskop, ist ungefähr folgendes zu sehen:
Das Spektrum eines Temperaturstrahlers enthält alle Farben. Es erscheint dem Auge ungefähr weiss.
Betrachtet man das Licht einer Spektrallampe, z.B. einer Wasserstofflampe, durch ein Spektroskop, so erkennt man ein sogenanntes Linienspektrum: (Schema)
Das Licht einer Wasserstofflampe erscheint uns rötlich/purpurn. Die genaue Lage der Linien ist charakteristisch für den Stoff. Die Spektralanalyse (Bunsen und Kirchhoff, um 1860) ist eine wichtige Analysetechnik. Man hat mit ihrer Hilfe z.B. das Element Helium in der Sonne entdeckt.
Der Blick durch ein Spektroskop sagt uns, aus welchen Wellenlängen (Farben) das Licht zusammengesetzt ist. Eine Messung mit einem Spektrographen zeigt zusätzlich, welche Intensitäten (Stärken) die Farbanteile haben. Diese Information ist wichtig, um den Farbeindruck abzuschätzen, denn starke Farbanteile können den Farbeindruck dominieren. Die Intensität kann z.B. in Leistung pro Wellenlängenintervall (z.B. Milliwatt pro Nanometer) angegeben werden. Folgende Darstellung zeigt ein (unkalibriertes) Spektrogramm einer Quecksilber-Hochdrucklampe (ähnlich den blass-blauen Strassenlampen). Die horizontale Achse ist in Nanometern beschriftet.
Das Licht kann noch mehr Eigenschaften haben (Polarisation, Kohärenz, etc.), die aber für den Farbeindruck nicht mehr gar so wichtig sind.
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