Warum ist der Schatten schwarz?
Als schwarz wird ein Gegenstand meist dann wahrgenommen, wenn dieser deutlich weniger Licht reflektiert, als seine nähere Umgebung. Genau das ist beim Schatten der Fall: weil ein Gegenstand, auf den ein Schatten fällt, deutlich weniger Licht reflektiert als seine Umgebung, sieht der Schatten normalerweise schwarz aus.
Dabei hängt dies nicht von der absoluten “Menge” an Licht ab, die der Gegenstand reflektiert. Entscheidend ist das Verhältnis zwischen dem von einem Gegenstand reflektierten Licht und der Helligkeit in seiner unmittelbaren Umgebung. So sieht zum Beispiel ein „weißes” Blatt Papier auch in einem dunklen Raum weiß aus, und ein “schwarzer” Pullover bleibt auch in grellem Sonnenlicht schwarz. Das gilt, obwohl vom dunklen Pullover in der Sonne wohl wesentlich mehr Licht ins Auge reflektiert wird als vom hellen Papier im dunklen Raum.
Solche kontextuellen Effekte – also der Einfluss der Umgebung auf die Wahrnehmung eines Gegenstandes – treten auch bei Farben auf. Farbe ist weder eine Eigenschaft von Gegenständen noch eine des Lichtes. Licht einer Lichtquelle - z.B. der Sonne - ist im Allgemeinen aus verschiedenen Wellenlängen zusammengesetzt. Man spricht vom Spektrum des Lichtes. Je nach ihren physikalischen Eigenschaften reflektieren beleuchtete Gegenstände verschiedene Anteile des Spektrums. Gelangt das reflektierte Licht ins menschliche Auge, so aktiviert es lichtempfindliche Zellen auf der Netzhaut. Diese Zellen werden als Zapfen bezeichnet. Das Auge verfügt über drei unterschiedliche Zapfentypen. Sie werden durch Licht verschiedener Wellenlänge in unterschiedlicher Weise angeregt. Dadurch entsteht die Wahrnehmung unterschiedlicher Farben.
Dass Farbe jedoch kein rein physikalisches Phänomen ist, zeigt sich daran, dass die Farbe eines Gegenstandes nicht allein durch das Spektrum des reflektierten Lichts bestimmt ist. Sie hängt wesentlich von der Beleuchtung seines Umfeldes ab.
Beim Phänomen des Simultankontrastes beispielsweise unterscheidet sich die Farbe eines Kreises, je nachdem ob er in einem weißen oder in einem grünen Umfeld präsentiert wird. Im ersten Fall erscheint der Kreis grau, im letzteren rötlich. Seine Farbe wird also zur Gegenfarbe des Umfeldes verschoben. Dabei hat sich das Spektrum des Lichts, welches von dem Kreis reflektiert wird, nicht geändert.
Ein ähnliches Phänomen stellen die “farbigen Schatten” dar. Dabei nehmen die Schatten durch farbige Beleuchtung die Gegenfarbe des Umfeldes an. Im Experiment lassen sich farbige Schatten erzeugen, indem ein Gegenstand von zwei Lichtquellen beleuchtet wird. Eine Lichquelle emittiert “weisses” und die andere zum Beispiel “blaues” Licht. Das Objekt wirft dann zwei Schatten auf eine hinter dem Objekt platzierte Fläche. Der Schatten, der von der “blauen” Lichtquelle beleuchtet wird, erscheint blau, während der Schatten, der von der “weissen” Lichtquelle beleuchtet wird, nicht weiss, sondern gelb erscheint.
Die Frage wurde beantwortet von Martin Giesel und Prof. Karl Gegenfurtner, Fachgebiet Psychologie der Justus-Liebig-Universität Gießen.