Farbsehen: Frequenz oder Wellenlänge?
Der Glaskörper in unserem Auge hat einen bestimmten Brechungsindex. Wenn sich dieser Brechungsindex änderte, sähen wir dann immer noch dieselben Farben? Die Frequenz ändert sich im Medium nicht (wieso eigentlich nicht?), die Wellenlänge aber sehr wohl. Sprich: Hängt unser Farbempfinden von der Frequenz oder von der Wellenlänge ab? Wie ist das bei Detektoren?
6 Antworten
Der Glaskörper in unserem Auge hat einen bestimmten Brechungsindex. Wenn sich dieser Brechungsindex änderte, sähen wir dann immer noch dieselben Farben?
Ja. Ziemlich unscharf, aber dieselbe Farbe.
Die Rezeptoren, egal ob biologisch oder elektronisch, sprechen auf Lichtquanten mit einem bestimmten Energiegehalt an. Der ist aber von der Frequenz abhängig, nicht von der Wellenlänge. E = h (Plank'sches Wirkungsquantum) mal ny (Frequenz)
Dasselbe gilt für Filter, von denen man zwar üblicherweise sagt, dass sie bestimmte Wellenlängen durchlassen bzw. sperren. Was sich auf Vakuum oder Luft bezieht.
Setzt man einen solchen Filter unter Wasser ein, lässt er immer noch das Licht derselben Frequenz durch bzw. sperrt es, obwohl es unter Wasser eine andere Wellenlänge hat.
Der Glaskörper in unserem Auge hat einen bestimmten Brechungsindex. Wenn sich dieser Brechungsindex änderte, sähen wir dann immer noch dieselben Farben?
Ja aber nur weil die Augenmuskeln die Strahlen wieder and richtigen Punkt lenken.
Die Frequenz ändert sich im Medium nicht (wieso eigentlich nicht?), die Wellenlänge aber sehr wohl
Das ist falsch. Die Energie(Farbe/Länge/Frequenz der Welle) verschwindet nicht.
Hängt unser Farbempfinden von der Frequenz oder von der Wellenlänge ab?
Ja es hängt von der Energie des Lcihtes ab und verschieden hohe Energielevel bringen eigene Wellenlängen mit sich.
Frequenz ist wieviele Wellen dir pro sekunde entgegenkommen. Da du die Lichtgeschwindigkeit kennst weißt du das z.B. im Vakuum sich diese mit ca. 300 000 000 m/s bewegt....wenn du jetzt sagen wir Licht mit Wellenlänge 100 nm hast (das wären 0,000 000 1 m) rechnest du aus wie viele wellen von 100nm länge in 300 000 000 m rein passen!
Formel c=λ*f --> f=c/λ = 300 000 000 m/s :0.000 000 1m = 3 000 000 000 000 000 Hz
Also 3THz, ungerundet sind 100 nm=2 997 924 580 000 000 Hz also ca. 2,998 THz
Wie ist das bei Detektoren?
Detektoren schlagen auf bestimmte Energieniveaus an.Es kommt auf die Energie des Lcihtes an(LÄNGE bzw. FREQUENZ des Lichtes)
hoffe das war hilfreicher als die anderen Antworten!
Die Wellenlänge oder die Frequenz des Lichtes kann sich immer nur gleichzeitig ändern (Sie ist dem Kehrwert der Frequenz proportional). Der Brechungswinkel ist von der Lichtfrequenz abhängig. Deshalb ensteht an Linsen eine chromatische Aberration (s. dazu Wiki), ein Abbildungsfehler, den wir beim menschlichen Auge kaum wahrnehmen.
Wenn sich der Brechungsindex der Augenlinse ändern würde, dann würden wir das bei ansonsten gesunden Augen per Akkommodation (s. dazu Wiki) ausgleichen. Bei der Akkommodation ändern wir mit dem Ziliarmuskel unserer Augenlinse deren Brechkraft zwecks Anpassung an die Entfernung des Objektes. Streng genommen müsste diese Anpassung getrennt nach Farben geschehen, weil die Farben des Objektes aus gleicher Entfernung beim Auge in etwas unterschiedlicher Tiefe abgebildet werden. Dazu Wiki (unter "chromatische Aberration"): "Das menschliche Auge kann durch seine veränderliche Linse die Brennweite nur an jeweils eine Wellenlänge des einfallenden Lichtes anpassen. Kombinationen von Farben mit sehr weit auseinander liegenden Wellenlängen sind daher für das Auge unangenehm."
Richtig. Die Beeinflussung der Lichtgeschwindigkeit durch das optische Medium habe ich hier schlicht vergessen.
Versuch einer "anschaulichen" Antwort: Ja, wir sehen immer noch die gleichen Farben. Der zweite Teil der Frage ist so nicht zu beantworten, weil es so ist, wie einige schon geschrieben haben: Frequenz und Wellenlänge sind direkt vonenander abhängig. Frequenz ist die Anzahl der Wellen, die in einen bestimmten Zeitraum "hinenpassen". Es ist dabei logisch, dass eine doppelt solange Welle den doppelten Raum einnimmt und somit die Frequenz halbiert. Natürlich setzt das eine identische Geschwindigkeit voraus. Zumindest für den Hausgebrauch kann man davon ausgehen, dass sich das Licht immer mit der gleichen Geschwindigkeit fortbewegt - nämlich mit der Lichtgeschwindigkeit. Die einzige Möglichkeit, etwas an der Farbe zu ändern, sehe ich darin, sich selber sehr schnell in Richtung der Strahlung zu bewegen. Bewegt man sich auf ein strahlendes Objekt zu, so erhöht sich die Frequenz - die Farbe ändert sich. Ebenso wenn man sich entfernt. In der Astronomie gibt es so etwas: Rotverschiebung
Ich ziehe den Teil mit der konstanten Lichtgeschwindigkeit zurück, da ich gerade gelesen habe, dass die Geschwindigkeit in einigen Medien doch stark verlangsamt ist. Allerdings spielt das nur dann eine Rolle, wenn das Medium in dem sich die Rezeptoren/Detektoren befinden, ausgetauscht wird. Falls die Frage so gemeint ist, dann schließe ich eine Farbänderung nicht aus.
" Der Glaskörper in unserem Auge hat einen bestimmten Brechungsindex. Wenn sich dieser Brechungsindex änderte, sähen wir dann immer noch dieselben Farben?"
d
Ist nur solange richtig, wie sich der Brechungsindex des Mediums nicht ändert, in dem das Licht sich bewegt. Denn der Proportionalitätsfaktor ist die Lichtgeschwindigkeit. Nicht die des Vakuums (die wäre ja konstant), sondern die des jeweiligen Mediums.