Gras ist grün, Tomaten sind rot, der Himmel ist blau: Für uns haben viele Dinge ganz selbstverständlich eine bestimmte Farbe. Aber wie genau nehmen wir diese Farben wahr? Und was sind Farben überhaupt?

Wir können uns Vieles aus dem erschließen, was wir bereits wissen.

1. Nachts sehen wir keine Farben.

Wenn es vollkommen dunkel ist, können wir Menschen weder Gegenstände noch Farben erkennen. Das kann nur bedeuten, dass Licht eine entscheidende Rolle bei der menschlichen Farbwahrnehmung spielt.

Und genau so ist es. Farbige Gegenstände sind nicht „von selbst“ farbig. Sie reflektieren oder absorbieren („verschlucken“) elektromagnetische Wellen, zu denen auch das Licht gehört. Elektromagnetische Wellen unterscheiden sich in ihrer Wellenlänge, also der Strecke von einem Wellental zum nächsten.  Das für Menschen sichtbare Licht hat Wellenlängen zwischen 380 und 780 Nanometern. Kurzwelliges Licht um 400 Nanometer erscheint uns blau, langwelliges Licht über 600 Nanometern nehmen wir als rot wahr.  

Unterschiedliche Wellenlängen – unterschiedliche Farben.

Die Oberfläche einer reifen Tomate "verschluckt" kurze und mittellange Lichtwellen und wirft das langwellige Licht zurück - deshalb erscheint sie uns rot. Der Himmel wiederum ist blau, weil die Luft- und Staubteilchen in der Atmosphäre die kurzen, blauen Wellen des Sonnenlichts besser streuen als die langen roten Wellen. Erst am Abend, wenn die Sonne nicht mehr senkrecht über uns steht, sondern knapp über dem Horizont hängt, verändert sich die Himmelsfarbe: Da das Licht nun in einem anderen Winkel auf die Erde trifft, muss es einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen. Dabei wird das blaue Licht so sehr gestreut, dass es seinen Weg in menschliche Augen nicht mehr findet. Stattdessen kommt das rote Licht besser durch, und es entsteht ein wunderbar roter Abendhimmel.

Übrigens gehören auch Röntgen- und UV-Strahlen sowie Infrarotlicht, Mikrowellen und Radiowellen zu den elektromagnetischen Wellen: Das so genannte elektromagnetische Spektrum umfasst Wellenlängen von wenigen Femtometern bis hin zu mehreren Kilometern. Grundsätzlich gilt: Je kürzer elektromagnetische Wellen sind, desto energiereicher und gefährlicher sind sie. Röntgenstrahlung zum Beispiel ist sehr kurzwellig, ebenso wie die noch gefährlichere Gamma-Strahlung.

Bewusst und ohne technische Hilfsmittel können Menschen allerdings nur die Wellenlängen des Farbspektrums wahrnehmen.

2. Einige Tiere sind ganz farbenblind oder sehen nachts viel besser als wir.

Jeder kennt die Situation: Nachts wach geworden, der Mund ist so trocken… Auf in die Küche, ein Glas Wasser holen. Batsch! Vor den Tisch gelaufen. Also, der Katze passiert das nie…

Das liegt daran, dass Katzenaugen anders aufgebaut sind als die von Menschen. Zwar findet man auf unserer Netzhaut ebenso wie auf der Netzhaut von Katzen zwei verschiedene Arten von Sinneszellen: zum einen die Zapfen für das Farbensehen, und zum anderen die Stäbchen, die Helligkeitsunterschiede wahrnehmen. Katzen haben aber, anders als wir Menschen, sehr viele Stäbchen und nur wenige Zapfen; deshalb haben sie zwar Schwierigkeiten mit der Farbwahrnehmung, können sich aber auch bei tiefer Dunkelheit zurechtfinden und ertragen zudem mehr Licht als Menschen. Zusätzlich können Katzen ihre Pupillen etwa dreimal stärker regulieren als wir: klein bei Tag, groß bei Nacht. So können sie noch das kleinste bisschen Licht aufnehmen.

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So oder so ähnlich sehen Katzen die Welt: Etwas weniger bunt als wir Menschen und mit einem anderen Fokus. Ihre Fernsicht ist deutlich schlechter als unsere, dafür nehmen sie Bewegungen besser wahr.

Wir Menschen - allgemein eher als tagaktive Wesen bekannt - besitzen zwar recht wenige Stäbchen und sind damit vergleichsweise nachtblind. Dafür haben wir aber gleich drei verschiedene Zapfenarten: Den S-Typ (Blaurezeptor), der besonders empfindlich für kurze Lichtwellen ist, den M-Typ (Grünrezeptor) für mittellange Wellen und den L-Typ (Rotrezeptor) für lange Wellen. Wenn "buntes" Licht auf unsere Netzhaut fällt, werden diese drei Zapfenarten unterschiedlich stark gereizt. So können wir Tausende Farben voneinander unterscheiden – oder auch nicht, wenn uns eine Zapfenart fehlt oder nicht richtig funktioniert. Das ist zum Beispiel bei Patienten mit Rot-Grün-Sehschwäche der Fall. Und, wie schon erwähnt, bei Katzen: Sie haben nicht nur weniger Zapfen auf der Netzhaut als Menschen, sondern müssen auch mit nur zwei Zapfenarten vom S- und M-Typ auskommen. Rotes Licht können Katzen so gut wie gar nicht wahrnehmen.

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Wir Menschen können deutlich weiter in die Ferne blicken als Katzen und sehen mehr und sattere Farben. Dafür kommen wir mit Dunkelheit schlechter zurecht.

A propos wahrnehmen: Vom Lichteinfall auf die Netzhaut zum fertigen Bild ist es noch ein weiter Weg, bei Katzen ebenso wie bei Menschen. Die Zapfen und Stäbchen haben nämlich nur die Aufgabe, Licht in elektrische Impulse umzuwandeln und an das Gehirn zu übermitteln. Erst dort entwickeln wir einen Eindruck von Helligkeit und Farbe, ebenso wie von der räumlichen Anordnung der Dinge in unserer Umgebung. Eine großartige Leistung, die unser Gehirn da vollbringt! Allerdings lässt es sich dabei auch gerne mal aufs Glatteis führen - man denke nur an die optischen Täuschungen, auf die es so gerne hereinfällt…