Stell dir folgendes Szenario vor: Es ist Sommerferienzeit und du sitzt mit deinen Freunden abends am Lagerfeuer. Ihr spielt mit bunten Spielkarten und langsam geht die Sonne unter. Es wird dämmrig und die Farben der Karten werden immer schwieriger zu erkennen. Leider könnt ihr nicht weiterspielen, ohne eine Taschenlampe anzumachen oder die Karten in den Schein des Feuers zu halten.
Fazit:
Menschen können ohne Licht also keine Farben sehen. Aber wieso ist das so und wie erkennen wir Farben?
Um Lichtwellen wahrzunehmen, benötigen wir unsere Augen. Dabei ist der Großteil unserer Augen von außen nicht sichtbar, er liegt im Schädel. Hinter der Pupille und Linse liegt der Augapfel, der von der Netzhaut umschlossen ist. Auf der Netzhaut befinden sich Rezeptoren, die die Lichtwellen aufnehmen und Signale mit Informationen über das Licht an unser Gehirn weitergeben. Diese Rezeptoren ermöglichen uns, unsere Umgebung zu sehen. Dabei unterscheidet man zwei Arten von Rezeptoren: die Zäpfchen und die Stäbchen.
Zuerst schauen wir uns die Zäpfchen an. Diese sorgen dafür, dass wir Farben sehen können. Es gibt drei Arten von Zäpfchen, die S-, M- und L-Zapfen genannt werden und oft als blaue, grüne und rote Rezeptoren dargestellt werden. Das liegt daran, dass jede Zapfenart auf eine der drei Lichtfarben besonders empfindlich reagiert. Dies kann man gut anhand der abgebildeten Spektra erkennen. Ein Spektrum zeigt uns, wie viel und welche Art von Licht von einem Objekt aufgenommen wird. Für jede Zäpfchenart ist hier ein Absorptionsspektrum angegeben. Dabei gilt also, je höher der Absorptionswert ist, desto mehr Licht nimmt die entsprechende Zäpfchenart bei der entsprechenden Wellenlänge auf, d.h. es reagiert sensitiver auf diese bestimmte Lichtwellenlänge. Die S-Zapfen reagieren also am sensitivsten auf blaues Licht, die M-Zapfen auf grünes Licht und die L-Zapfen auf rotes Licht. Wenn nun Licht unterschiedlicher Farbwellen auf das Auge fällt, können mehr als eine Zäpfchenart gleichzeitig angesprochen werden und wir erkennen Mischfarben aus rot, grün und blau. Dank der Zäpfchen können wir bei Helligkeit die verschiedenen Farbwellen wahrnehmen. Möchtest du mehr über Mischfarben erfahren? Dann kannst du dir diesen Exkurs ansehen.
Die zweite Art von Rezeptoren auf der Netzhaut sind die Stäbchen. Sie reagieren auf Licht in einem sehr breiten Wellenlängenbereich (siehe abgebildetes Spektrum) und sind sie sehr sensitiv für Situationen, in denen wenig Licht vorhanden ist. Das ermöglicht es uns, auch in der Dämmerung zu sehen. Da es aber nur eine Art an Stäbchen gibt, können wir keine Farben unterscheiden und bei Dämmerung erscheint uns alles in Grautönen. Daher kommt das Sprichwort: „Bei Nacht sind alle Katzen grau.“13
Jetzt wissen wir, wie Menschen Farben sehen können. Aber gilt dies auch für andere Lebewesen wie unsere Haustiere? Wenn dich dies interessiert, kannst du dir diesen Exkurs anschauen!