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Grundwissen

Sichtbares Licht

  • Größenordnung der Wellenlänge: zwischen \(780\,{\rm nm}\) und \(380\,{\rm nm}\)
  • Größenordnung der Frequenz: von \(384\,{\rm THz}\) bis \(789\,{\rm THz}\)

 

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Einordnung des sichtbaren Lichts in elektromagnetische Spektrum

Als (sichtbares) Licht bezeichnet man nur den sehr schmalen Wellenlängenbereich, den unser Auge erfasst. Er reicht von Rot (\(750\,\rm{nm}\)) bis Violett (\(400\,\rm{nm}\)). Wir sehen also nur einen sehr begrenzten Teil des elektromagnetischen Spektrums, für den restlichen Teil des elektromagnetischen Spektrums haben wir keine Sinneszellen und müssen auf technische Hilfsmittel zurückgreifen. Häufig werden die Informationen, die wir mit technischen Hilfsmitteln wie Infrarotkameras aufnehmen, anschließend in in für uns sichtbare Farben 'übersetzt'.

Farbwahrnehmung

CC0 brigachtal via pixabay
Abb. 2 Ein Regenbogen zeigt das gesamte Farbspektrum des weißen Sonnenlichts

Sonnenlicht oder Licht aus einer Glühlampe erscheint uns weiß, dabei ist Weiß eine Summe verschiedener Lichtsorten, die zusammen im Auge diesen Eindruck entstehen lassen. Scheint Licht durch ein Prisma, eine Regenwolke oder ein optisches Gitter, so wird es in seine Bestandteile zerlegt und erscheint uns wie dieser Regenbogen in einzelne Farben aufgespalten.

Wenn wir Farben sehen, so sehen wir lediglich den Teil des Sonnenlichts, der von einem Gegenstand reflektiert wird und in unser Auge gelangt; die für uns sichtbaren Gegenstände werden dabei (sekundäre) Lichtquellen, von denen das Sonnenlicht oder das Licht einer Glühlampe gewandelt und in unser Auge gelenkt wurde. Dort, genauer in den Sehzellen (Stäbchen und Zäpfchen), wird die Energie des Lichts in elektrische Energie umgewandelt.

 

Falschfarbenbilder

CC0 NASA/JPL
Abb. 3 Aufnahme von Uranus in wahren Farben (links) und in Falschfarbendarstellung (rechts).

Wenn wir Urlaubsfotos machen, wollen wir, dass die Kamera das Bild in etwa so darstellt, wie wir es auch mit unseren Augen wahrnehmen. Durch Einsatz von Farbfiltern oder mittels digitaler Bildbearbeitung kann aber auch ganz andere Arten von Bildern erzeugen. So können unterschiedliche Lichtintensitäten einer Lichtsorte in unterschiedlichen Farben dargestellt werden. Dadurch kann man Strukturen erkennen, die man sonst nicht sah. Bei feiner Differenzierung kann man so aus einem sehr unscheinbaren Uranusbild (Abb. 3 links) durch Falsch-Farben-Darstellung die Strukturen an den Polen des Uranus (Abb. 3 rechts) sichtbar machen.

CC0 NOAA
Abb. 4 Höhenprofil der Erde als Falschfarbenbild

Man kann Falschfarbendarstellungen auch nutzen, um ganz andere Informationen darustellen, die man normalerweise nicht sehen kann. In Abb. 4 wurde zum Beispiel das Höhenprofil der Landmassen der Erde als Falschfarbenbild dargestellt.