Was ist Farbe und wie entsteht sie? Warum ist beispielsweise eine Tomate rot?
29. April 2008
Was ist Farbe und wie entsteht sie? Warum ist beispielsweise eine Tomate rot?
Genau genommen gibt es in der Natur keine Farbe, sondern nur elektromagnetische Strahlung. Ihr sichtbarer Anteil wird als Licht bezeichnet und liegt im Wellenlängenbereich von etwa 400 bis 750 Nanometern. Farbe ist ein subjektiver Eindruck. Er entsteht, wenn unser Sehsystem den Sinnesreiz verarbeitet, der durch Licht verschiedener Wellenlängen auf der Netzhaut des Auges ausgelöst wird.
Die Summe aller im Licht der Sonne vorhandenen Wellenlängen mischen sich zu dem Eindruck von weißem Licht. Die unterschiedlichen Farben von Objekten gehen überwiegend auf zwei Phänomene zurück: Zum einen auf das Aussenden (Emission) und zum anderen auf die Reflexion von Licht.
Farben nehmen wir mit bestimmten Sinneszellen auf der Netzhaut wahr, den so genannten Zapfen. Davon gibt es drei Typen, die jeweils ihr Empfindlichkeitsmaximum in den Bereichen Rot, Grün bzw. Blau haben.
Das auf die Netzhaut treffende Licht verursacht - je nach Frequenz - eine Anregung der verschiedenen Zapfentypen. Die Kombination der Anregungen führt nach der Verarbeitung durch die nachgeschalteten Nervenzellen und durch das Gehirn zu einem spezifischen Farbeindruck.
Manche Objekte emittieren Licht, wie beispielsweise Sterne oder glühendes Metall. Sie können, abhängig von Material und Temperatur, in unterschiedlichen Farben strahlen.
Bei nicht selbst leuchtenden Körpern „entsteht“ die Farbe dadurch, dass sie von Licht angestrahlt werden. Einige Anteile des Lichtes werden dann von den angestrahlten Körpern reflektiert, andere absorbiert. Welche Anteile das jeweils sind, ist abhängig von den chemischen Eigenschaften des Materials. Bei der Absorption werden die Elektronen in den angestrahlten Objekten durch Licht bestimmter Wellenlängen angeregt und geben die Energie in Form von Wärme oder anderer nicht sichtbarer elektromagnetischer Strahlung wieder ab. Der Farbeindruck entsteht also nur aus dem Anteil des Lichts, der reflektiert wird.
Bei der Tomate wird die rote Farbe durch den roten Farbstoff Lycopin verursacht, der zu den Carotinoiden gehört. Dieser absorbiert den grünen Anteil des Lichts. Die verbleibenden, reflektierten Anteile treffen auf die Netzhaut und unser Sehsystem verarbeitet den Reiz zum Sinneseindruck Rot.
Die Frage wurde beantwortet von Dr. Dirk Schanzenbach, Institut für Chemie der Universität Potsdam.