Viele namhafte Künstler und Wissenschaftler haben sich schon früh mit der Natur des Lichts und dem Phänomen Farbe beschäftigt, wie z.B. Leonardo da Vinci (1452-1519), Sir Isaac Newton (1643-1727), Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832), Adolf Hölzel (1853-1934), Wilhelm Ostwald (1853-1932) oder Johannes Itten (1888-1967). Dies führte zu den verschiedensten Theorien, die allerdings schwer vergleichbar sind, da sie von unterschiedlichen naturwissenschaftlichen Ansätzen und einer subjektiven Ästhetik ausgehen.
Farbe ist ein über das Auge erzeugter Sinneseindruck, welcher durch Lichtstrahlung, also die auf das Auge treffenden Lichtstrahlen, ausgelöst wird und durch Reizung der Netzhaut eine Farbwahrnehmung hervorruft. Die Netzhaut enthält zwei Arten von lichtempfindlichen Sehzellen (ca. 125 Millionen), die als Stäbchen und Zäpfchen bezeichnet werden, und zwar die helldunkel-empfindlichen Stäbchen, mit denen nur schwarz-weiß gesehen wird und die farbempfindlichen Zäpfchen, die für das Farbensehen zuständig sind. Es gibt drei Arten von Zäpfchen mit einer relativ breiten, jedoch unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeit. Je ein Empfindlichkeitsmaximum liegt im kurzwelligen (blauen), im mittleren (gelbgrünen) und im langwelligen (roten), sichtbaren Spektralbereich.
Das menschliche Auge kann vermutlich etwa 7 - 10 Millionen Farbreize wahrnehmen und noch unterscheiden. Das sichtbare Licht im Spektrum der elektromagnetischen Strahlung kann das Auge jedoch nur in einem kleinen Bereich der Wellenlängen, der etwa zwischen 380 und 780 nm liegt (nm = Nanometer = ein milliardstel Meter) erfassen. Die verschiedenen Frequenzen innerhalb dieses Bereiches entsprechen den verschiedenen Farben von Violett über Blau, Grün, Gelb und Orange zu Rot.
Die optische Wahrnehmung unserer Umwelt ist folglich nur deshalb möglich, weil alle Gegenstände das auftreffende Licht reflektieren. Im physikalischen Verständnis ist Farbe allerdings nur der Teil des Lichts, der von dem wahrgenommenen Gegenstand zurückgestrahlt wird. Stark reflektierende Gegenstände erscheinen uns heller und schwach reflektierende dunkler. Ebenso wie die Helligkeit ist auch die Farbe eines Gegenstandes von der Art der Reflexion/Absorption abhängig.
Während weiße, schwarze und graue Stoffe den gesamten wahrnehmbaren Spektralbereich gleichmäßig reflektieren, wird bei farbigen Stoffen ein Teil des Spektrums absorbiert und nur der Rest zurückgeworfen. Dabei bestimmt das übrigbleibende reflektierte Licht die Farbe des Gegenstandes. Welche Farbe ein Körper hat, ist zum einen davon abhängig, welche Bereiche des ihn anstrahlenden Lichtes von diesem absorbiert und welche reflektiert werden. Zum anderen ist die Farbe des Lichtes selbst ausschlaggebend dafür, mit welcher Farbe ein Körper wahrgenommen wird.
Die Intensität der Farbe hängt vom Material des Gegenstandes und von seiner Oberflächenstruktur ab. Die übrigen Farben, die der Gegenstand zurückbehält, sind für den Menschen unsichtbar. Ein roter Gegenstand absorbiert also die Farben Grün und Blau und reflektiert das Rot, woraufhin wir den Gegenstand dann auch als rot wahrnehmen. Je größer das Reflexionsvermögen eines Stoffes ist, desto geringer ist die Absorption und umgekehrt.
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