Farbe und Sehen

Das menschliche Auge kann Farben unter­scheiden, weil es Nervenzellen besitzt, die auf Licht ver­schiedener Wellenlänge unter­schiedlich ansprechen.

Man unter­scheidet nach Form und Funktion grund­sätzlich zwei Arten von Sehzellen: Stäbchen und Zapfen. Die Nervenreize der (empfind­licheren) Stäbchen werden nur als farblose Helligkeit wahr­genommen; erst die (weniger empfind­lichen) Zapfen ermöglichen farbiges Sehen: Sie regagieren unter­schiedlich auf Licht ver­schiedener Wellen­längen, und ihre Nervenreize werden vom Gehirn zu Farb­eindrücken verarbeitet. Auf der Netzhaut des menschlichen Auges gibt es drei Arten von Zapfen: S-Zapfen bzw. Blau-Zapfen für kurzwelliges Licht mit einer höchsten Sensibilität bei ca. 450 nm (Blau), M-Zapfen bzw. Grün-Zapfen für mittel­welliges Licht mit einer höchsten Sensibiltät bei ca. 535 nm (Grün) und L-Zapfen bzw. Rot-Zapfen für langwelliges Licht mit einer höchsten Sensibilität bei ca. 565 nm (Gelbgrün). Wenn Licht mit einer bestimmten Färbung an einer Stelle der Netzhaut auf alle drei Zapfenarten fällt, konstruiert das Gehirn aus den drei unter­schiedlich starken Reizen einen Farb­eindruck. Weil die Wellenlängen der höchsten Sensibili­täten ungleich auf das Spektrum verteilt sind, ergibt sich eine höhere Differen­zierungs­fähigkeit für mittel‑ und langwellige Farben.

Auf kurzwelliges Licht (Blau­violett) sprechen relativ stark die S-Zapfen an, dagegen relativ schwach die M‑ und L-Zapfen. Auf gelbgrünes Licht reagieren die M‑ und L-Zapfen etwa gleich, während die S-Zapfen nur schwach ansprechen. Geben die L-Zapfen das stärkste Signal, dann wird je nach Signalstärke der M-Zapfen gelb bis rotviolett wahr­genommen. Falls sich die Wellenlängen eines Lichtstrahls sowohl im kurzwelligen als auch im langwelligen Bereich häufen, werden die S‑ und L‑ Zapfen stärker angesprochen als die M‑Zapfen; der Mensch nimmt dann eine Farbe wahr, die im Regenbogen-Spektrum nicht vorkommt: Violett bzw. Purpur.

Durch die Eigenart des menschlichen Auges wird farbiges Licht u. U. anders wahr­genommen, als es seinem Spektrum entspricht. Wenn z. B. blaues, grünes und rotes Licht auf einer Stelle der Netzhaut zusammen­treffen, entsteht aufgrund der gleich­mäßigen Reizung aller drei Zapfenarten der Eindruck von weißem Licht – also Licht, dessen Farbigkeit sich gleichmäßig über das gesamte sichtbare Spektrum erstreckt. Dieser Effekt wird z. B. zur Erzeugung von weiß erscheinen­dem Licht durcht LED-Leuchtmittel genutzt.

Der Farbeindruck von Licht im menschlichen Auge wird als Valenz bezeichnet. Wenn Licht mit einer einzigen Wellenlängen-Häufung das Auge trifft, spricht man von einer Primär­valenz. Trifft Licht mit mehreren Häufungen das Auge, so kann die Farbvalenz an einer anderen Stelle des Spektrums liegen; es handelt sich dann um eine Mischfarbe.

Die wahr­genommene Farbe eines Gegenstandes hängt von zwei Bedingungen ab: erstens von der Farbe bzw. Farb­temperatur des einfallenden Lichtes und zweitens davon, welche Wellenlängen von der Objekt-Oberfläche bevorzugt zurück­geworfen werden (Körper­farbe). Allerdings kann das Gehirn die vom Auge erzeugten Nervenreize so verarbeiten, dass die durch unter­schiedliches Licht hervor­gerufenen Farb­abweichungen kompensiert werden. Wer eine Weile durch eine getönte Brille schaut oder sich in einem farbig beleuchteten Raum aufhält, wird nach einer Gewöhnungs­zeit meinen, dass er alle Gegenstände mit ihrer natürlichen Farbe sieht. Der subjektive Farbeindruck ist deshalb immer abhängig vom Licht bzw. von den allgemeinen Beleuchtungs­verhält­nissen.

ZUM FARBGLOBUS!