In unserem Leben sehen wir tagtäglich Farben oder verwenden diese zu den verschiedensten Zwecken. Vor unseren Augen spielt sich im Alltag sekündlich ein ganzes Feuerwerk von Farben ab. Alles um uns herum erscheint farbig – und nicht ohne Grund wurde der klassische Schwarz-Weiß-Film vom Farbstreifen abgelöst. Da ist es nicht verwunderlich, wenn sich der ein oder andere einmal die Frage stellt, warum wir Farben sehen und was es damit überhaupt auf sich hat. Wir erklären, was es mit der Farbwahrnehmung auf sich hat.
Wie der Mensch Farbe nutzt
Künstler verwenden beispielsweise verschiedene Farben, um Emotionen auszudrücken. Marketingspezialisten hingegen achten beim Aufbau ihrer Marken gezielt auf deren Farbgestaltung, um sie wiedererkennbar zu machen. Tiere wiederum verwenden Farben unter anderem, um Raubtiere abzuwehren oder Gefährten anzuziehen – und wir Menschen tuen ihnen das in vielen Punkten gleich. Die Natur um uns herum trägt dazu wohl auch einen entscheidenden Teil bei, sind wir selbst ohne Smartphone im Wald einer unbändigen Farbvielfalt ausgesetzt. Doch was genau verbirgt sich hinter dem Begriff Farbe überhaupt?
Definition von Farbe
Wissenschaftler definieren die Farbe als einen begrenzten Bereich des Lichts, den wir Menschen sehen können. Wir klassifizieren verschiedene Arten von Licht anhand ihrer Wellenlänge, die zwischen mehreren Metern Länge bis hin zu einem Durchmesser von nur einem Atom betragen variieren kann. Das volle elektromagnetische Spektrum reicht von hochenergetischen Lichtwellen mit kurzen Wellenlängen (wie zum Beispiel kosmische Strahlung und Gammastrahlen) bis hin zu niederenergetischen Lichtwellen mit langen Wellenlängen (beispielsweise Radiowellen).
Farbwahrnehmung – der biologische Prozess erklärt
Das Licht, das wir sehen können, das so genannte Spektrum des sichtbaren Lichts, reicht vom violetten Licht, das eine Wellenlänge von etwa 400 Nanometern hat, bis hin zum roten Licht, das eine längere Wellenlänge von etwa 650 bis 700 Nanometern hat. Doch wie nehmen wir das Spektrum des sichtbaren Lichts nun überhaupt wahr?
Wenn Licht von einem Körper, wie zum Beispiel dem prachtvollen rosafarbenen Gefieder eines Flamingos in unsere Augen springt, trifft es dort zuerst auf die Hornhaut – eine filmartige Schutzschicht, die auf unseren Augen liegt. Diese Schicht bündelt das Licht auf seinem Weg zur Pupille, die sich erweitert oder zusammenzieht, um mehr oder weniger Licht hereinzulassen. Sobald das Licht durch die Pupille gelangt ist, wird es an die Linse weitergeleitet, die es auf einen Punkt auf der äußeren Schicht der Netzhaut richtet und fokussiert. Hier senden lichtempfindliche Zellen, Stäbchen und Zapfen genannt, Informationen an Nervenzellen (Ganglien) in der inneren Netzhaut.
Ganglien senden die Informationen daraufhin weiter an den Sehnerv, der das Signal an das Gehirn schickt, wo es verarbeitet und interpretiert wird. Stäbchen und Zapfen, die beiden Arten von lichtempfindlichen Zellen auf der äußeren Netzhaut, haben unterschiedliche Aufgaben.
Aufgaben der Stäbchen und Zapfen
Stäbchen sind für unsere Wahrnehmung von Licht und Dunkelheit und unser peripheres Sehen verantwortlich. Die Zapfen sind dafür zuständig, dass wir Farbe zu sehen. Sie befinden sich in der Mitte der Netzhaut, wo das Licht gebündelt wird. Zapfen gibt es in drei verschiedenen Varianten, die jeweils für ein anderes Licht empfindlich sind. Interessanterweise haben wir mehr Zapfen, die auf rotes Licht reagieren. Das bedeutet, dass unsere Wahrnehmung am besten auf wärmere Farben wie Rot, Orangen und Gelb ausgelegt ist. Unsere Zapfen sind jedoch nicht empfindlich gegenüber Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 400 Nanometern oder mehr als etwa 700 Nanometern.
Sehen wir alle Farben?
Wie verhält es sich nun mit dem Licht der Wellenlängen, die unser Auge nicht sehen kann? Auch wenn es uns nicht möglich ist, diese Farben sehen zu können, heißt dies nicht gleich, sie würden nicht existieren. Zum Beispiel beläuft sich die Wellenlänge eines Gammastrahls in etwa auf die Größe eines Atomkerns, was viel zu kurz ist, um überhaupt von einer unserer drei Zapfenarten wahrgenommen zu werden. Radiowellen können wir ebenso wenig erfassen, da sie in Wellenlängen auftreten, die länger sind als die zweifache Höhe des Empire State Buildings.
All diese Formen des Lichts sind nicht per se unsichtbar! Bei Tieren variieren die Gesamtanzahl sowie die Arten ihrer Zapfen, was es vielen von ihnen ermöglicht, die Welt anders zu sehen als wir Menschen es tun. Hunde zum Beispiel sind in ihrer Farbwahrnehmung deutlich begrenzter als wir. Sie können nur auf zwei Arten von Zapfen zurückgreifen, weshalb sie Unterschiede zwischen Rot und Grün nicht erkennen können und förmlich farbenblind sind. Schmetterlinge hingegen haben gleich vier Arten von Zapfen in ihren Augen, mit denen sie sogar ultraviolettes Licht sehen können.
Das Tier mit der besten Farbwahrnehmung ist laut aktuellem Forschungsstand wahrscheinlich der Fangschreckenkrebs: er greift beim Sehen auf 12 verschiedene Arten von Zapfen zurück! Wie bunt die Welt für dieses Tier aussieht, wird uns Menschen wohl auf unbestimmte Zeit verborgen bleiben.
Zusammenfassung: Warum wir Farben sehen
Zusammenfassend können wir jetzt jedem der uns die Frage stellt „Warum sehen wir Farben“ folgende Antwort geben: wir sehen Farben deshalb, da Licht verschiedener Wellenlängen von unseren Zapfen in den Augen anders aufgenommen und im Gehirn verarbeitet wird. Die Wellenlänge des Lichts bestimmt im Grunde genommen, als welche Farbe wir dieses wahrnehmen. Das bedeutet im Rückschluss auch, dass Objekte eigentlich gar nicht farbig sind, sondern ihre Bestandteile lediglich bestimmte Lichtwellen reflektieren, die von uns Menschen daraufhin als Farbgebung interpretiert werden.
