3D Darstellung des Farbraums vom langwelligen rotem Licht bis zum kurzwelligen blauen Licht.
Farbe grob gesagt ist Licht in bestimmten Wellenlängen in einer gasförmigen Atmosphäre, das auf Objekte trifft, die das Licht reflektieren. Menschliche Wahrnehmungsorgane z.B. das Auge nimmt diese Reflexionen auf und leitet die Informationen an die speziellen Zentren des Gehirns weiter, wo nach Abwägung kultureller Einflüsse, persönliche Wahrnehmung und psychische Situation die Farbe wahrgenommen, interpretiert und zugeordnet wird. Das menschliche Auge ist in der Aufnahme von elektromagnetischen Wellen und Impulsen sehr beschränkt. So kann der Mensch nicht das gesamte Spektrum des Lichts wahrnehmen. Das sichtbare Licht oder optisches Spektrum genannt liegt bei 380 nm bis 780 nm. Um dies zu verdeutlichen soll hier die Wellenlänge in m angegeben werden. 1 nm sind 10
-9 m und folglich sind 380 nm 3,8 x 10
-7 m, 780 nm sind 7,8 x 10
-7 m. Für uns nicht sichtbare elektromagnetische Wellen sind Wechselstrom 10 m/ Wellenlänge, Rundfunkwellen 10
4 m/ Wellenlänge, Mikrowellen bei 10
0 m/ Wellenlänge, Infrarot 10
-4 m/ Wellenlänge, zwischen 10
-4 und 10
-8 m/ Wellenlänge liegt das sichtbare Licht, 10
-8 m/ Wellenlänge Ultraviolett, Röntgenstrahlung, also Gammastrahlung 10
-12 m/ Wellenlänge und kosmische Höhenstrahlung 10
-16 m/ Wellenlänge.
Die Lichtwellen, Photonen (Lichtteilchen) oder elektromagnetischen Wellen werden von der Sonne erzeugt und bewegen sich durch den Raum. Treffen die Lichtwellen auf die Erdatmosphäre, so werden die kurzwelligen Lichtstrahlen des Sonnenlichtes gestreut und herausgefiltert. Als Beispiel sehen wir die Sonne von der Erde aus gelb oder orange, im Weltall würde die Sonne weiß erscheinen. Nur das weiße Licht der Sonne, das von der Erde aus farbig erscheint ist aus elektromagnetischen Wellen zusammengesetzt und erzeugt in der Erdatmosphäre je nach Wellenlängen einen Farbeindruck. Kurzwelliges Licht wird in der Erdatmosphäre gestreut und wir nehmen dies als blau wahr. Aus diesem Grunde sehen wir den Himmel und das Wasser, wenn keine anderen Faktoren vorliegen als blau, es ist also nur die Wahrnehmung von Streulicht. Ebenfalls entscheidend für die Wahrnehmung von Farbe ist auch der Winkel in welchem das Licht auf die Erdatmosphäre auftrifft.
Das sichtbare Licht hat unterschiedliche Wellenlängen, die wir als verschiedene Farben wahrnehmen. Die Farbe rot hat im Vergleich die längsten Wellen und blau ist kurzwellig. Dunkelrot bis orange haben eine ca. Wellenlänge von 750 m bis 600 m. Gelb bis grün liegen bei 500 m bis 600 m/ Wellenlänge. Blaugrün verfügt über ein Wellenlängenspektrum von 500 m bis 550 m. Unterschiedliche Schattierungen blau bis blau- schwarz schwingen bei 500 m bis 400 m Wellenlänge. Vom allgemeinem Grundsatz erkennen wir Farbe, wenn z.B. weißes Licht auf ein Objekt fällt, das Licht absorbiert und aufgrund der chemischen Bestandteile die physikalische Reaktion Farbe zurück geworfen wird, unser Auge diese Informationen aufnimmt und unser Gehirn entsprechend verarbeitet.
Projiziert man grünes, blaues und rotes Licht übereinander auf eine weiße Fläche, so erhält man den Farbeindruck weiß. Stellt man hingegen drei farbige Glasplatten in den Farben rot, blau und gelb hintereinander und bestrahlt diese mit einer Lichtquelle , so wird das Licht derart gestreut und herausgefiltert, dass kein Licht mehr durch die farbigen Glasplatten dringen kann und man erhält den Farbeindruck schwarz.
Aus diesen empirischen Erhebungen ist der Farbkreis der vier Grundfarben entstanden gelb, grün, blau und rot, den Leonardo da Vinci definierte. Farben werden nicht nur durch ihre bunte Vielfalt festgelegt, sondern auch durch ihre Helligkeit bzw. ihr Weißsein. Der englische Physiker Newton zerlegte das Licht in seine Spektralfarben, indem er eine Lichtquelle an ein Prisma anlegte und die Hypothese aufstellte, weißes Licht bestehe aus sieben Komponenten und blaues Licht stärker abgelenkt wird als rotes Licht. Goethe unternahm ebenfalls Versuche das Licht mithilfe eines Prismas in seine Spektralfarben zu zerlegen. Der Farbkreis von Goethe hatte sechs Grundfarben. Seine Hypothese war, dass Farben grundsätzlich im Auge entstehen, d.h. nur visuelle Wahrnehmungen sind. Schopenhauer erweiterte den Farbkreis nach Goethe um die Leuchtkraft der Farben und betonte den Farbenkontrast. Heute existieren eine Vielzahl von Tabellen, Graphiken und Farbsystemen sowie Farbkontrasten, um die Objekte und physikalische Erscheinung Farben und Licht darzustellen. Wobei man davon ausgeht, dass die reinbunten Farben nebeneinander projiziert den stärksten Farbkontrast darstellen. Nach dem Eindruck unterteilt man Farben auch in warme und kalte Farben. Blautöne sollen eher kalt wirken, Orange- und Gelbtöne warm. Dies ist aber eine subjektive Betrachtungsweise. Farben haben einen großen Einfluss auf die menschliche Emotionalität, aber auch umgekehrt entstehen Farbeindrücke und deren gestalterische Ausführung aus dem menschlichen Gefühlsleben. Man ordnet Farben nicht nur empfundenen Temperaturen zu, sondern auch als Symbole bestimmter menschlicher Eigenschaften z.B. blau für Reinheit, rot für Aggressivität, grün für Hoffnung, violett für Gelassenheit und gelb für Fröhlichkeit. Die Farben sollen beim Menschen nicht nur diese Gefühle erzeugen, sondern die Gestaltung bzw. Benennung der Farben rühren aus diesen Gefühlen.
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Ein Edelstein erscheint meist erst farbig, wenn Metalle eingelagert sind, d.h. der Edelstein erscheint in einer Grundfarbe. Als Beispiel sind in einem Stein Chrom, Eisen, Kupfer, Nickel, Vanadium, Kobalt oder Mangan eingelagert, werden gewisse Wellenlängen des weißen Lichtes so reflektiert, dass eine spezifische Grundfarbe des Steins entsteht. Es kommt dabei auch darauf an, welche Basis- Bestandteile das Mineral aufweist. Minerale oder Edelsteine, die keine Einlagerungen aufweisen, erscheinen weiß bzw. lupenrein. Je mehr Einschlüsse bzw. Einlagerungen vorhanden sind, umso mehr Licht wird absorbiert und kann nicht durchscheinen und der Stein erscheint schwarz. Eine Ausnahme bilden Zirkon und Rauchquarz, deren Farbgebung überwiegend nicht durch Einlagerungen bedingt wird, sondern durch Andersartigkeit oder auch Deformationen des Kristallgitters.
Der Peridot als Beispiel kommt nur in der Farbe grün vor, was eine Seltenheit ist. Viele Minerale schillern in einer großen Farbenvielfalt. Aufgrund von Absorption und Reflexion verschiedener Lichtquellen z.B. Tageslicht und Kunstlicht, entsteht immer wieder ein neuer Farbeindruck. Wird in einen Edelstein Facetten geschliffen, so wird der optische Farbwechsel unterstützt und hervorgehoben, manchmal wird sogar der Effekt erzielt des Schillerns in sämtlichen Spektralfarben. Man muss aber unterscheiden den optischen Farbeindruck des Steins und das künstlich erzeugte Schillern durch Facettenschliff an der Oberfläche. Daher schätzt man intensiv farbige und/ oder schillernde Edelsteine wertvoller ein als farblos erscheinende Minerale.
Metalle werden als farbig eingestuft, wenn sie nicht silbrig erscheinen. Reinfarbige Metalle sind nur Kupfer und Gold. Legierungen, also Metallgemische können silbrig oder farbig erscheinen. Je heller die Metallfarbe, umso mehr Licht wird absorbiert und reflektiert. Schwarz erscheinende Metalle lassen kein Licht hindurch. Die Farberscheinung der Metalle ist nur eine Oberflächenreflexion. Die Vielfarbigkeit der Metalle liegt an der Streuung, Absorption und Reflexion unterschiedlich langer Lichtwellen.
