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Bernhard Piazzi 27.03.2007 Didaktik der Physik SS 2007

Was ist Farbe?. Bernhard Piazzi 27.03.2007 Didaktik der Physik SS 2007. Definition:.

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Bernhard Piazzi 27.03.2007 Didaktik der Physik SS 2007

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Presentation Transcript

  1. Was ist Farbe? Bernhard Piazzi 27.03.2007 Didaktik der Physik SS 2007

  2. Definition: „Farbe ist diejenige Gesichtsempfindung eines dem Auge strukturlos erscheinenden Teiles des Gesichtsfeldes, durch die sich dieser Teil, bei einäugiger Beobachtung mit unbewegtem Auge, von einem gleichzeitig gesehenen, ebenfalls strukturlosen angrenzenden Bezirk allein unterscheiden kann.“ Definition nach DIN 6164

  3. Aha? Was soll das heißen? • Farbe ist eine Eigenschaft von Objekten • Farbeindruck eines Gegenstandes entsteht im Gehirn des Beobachters • Farbe ist etwas relatives(zeit-, ort-, gemütsabhängig)

  4. Übersicht • Was passiert am Objekt? • Was passiert im Auge? • 3-Komponenten-Theorie • Farbmischung • Farbkoordinatensysteme • Farbmetrik

  5. Was passiert am Objekt? Durchsichtfarben: Das Licht wird durch einen transparenten Körper gefiltert. Lichtfarben: Das Licht trifft direkt auf die Netzhaut des Betrachters. Körperfarben: Das Licht wird von einem Körper reflektiert. Fluoreszierende Farben werden bei der Bestrahlung selbst zum Leuchten angeregt und addieren zum reflektierten Strahlungsanteil zusätzlich den Anteil der spektralen Eigenstrahlung.

  6. Lichtfarben Beispiele: Plasmafernseher „klassischer“ Fernseher

  7. Körperfarben (Aufsichtsfarben) Weißes Sonnenlicht (polychromatisch) trifft auf die Körperoberfläche Ein Teil des Sonnenlichtes wird (wellenlängenabhängig) an der Körperoberfläche reflektiert.

  8. Fluoreszierende Stoffe • Fluoreszierende Farbstoffe: • Uranin (giftig-radioaktiv) • Rhodamin (gelbgrün bis orangerot) • Fluorescein

  9. Was passiert im Auge? • Netzhaut besteht ausS-Zapfen ...besonders empfindlich für shortwavesM-Zapfen ...besonders empfindlich für medium wavesL-Zapfen ...besonders empfindlich für longwaves • Stäbchen unterstützen das Helligkeitssehen bei der Dämmerung und in der Nacht

  10. Sensitivitätsbereiche der Zäpfchen Empfindlichkeit der Zäpfchen in Abhängigkeit der Wellenlänge

  11. Blauanteil des Spektrums m …Gesamtintensität der Strahlung mb …Mass für die Erregungsstärke des Blauzapfens Die Erregungsstärke für den blauenAnteil entspricht der Fläche unter ∑b.

  12. Qs= ∫ s(l) ∙ s(l) dl Ql= ∫ s(l) ∙ l(l) dl 800 800 400 400 Qm= ∫ s(l) ∙ m(l) dl 800 400 Berechnung der Erregungswerte Qs, Qm und Ql sind dabei die Erregungswerte der verschiedenen Zäpfchentypen

  13. Welche Spektren kann eine Zäpfchenart unterscheiden? unterscheidbare Spektren nicht unterscheidbare Spektren

  14. Farben gleicher Erregungswerte • Zwei Farben erscheinen gleich, wennQl=Ql‘ Qm=Qm‘ Qs=Qs‘ • Die Farbe einer Natriumlampe kann zum Beispiel am Bildschirm nachempfunden werden (erscheint uns gleich). Die beiden Farben (Spektren) sind jedoch physikalisch verschieden.

  15. Problem: Wie kann ich künstlich Farben duplizieren? Idee: Mischen wie bei Wasserfarben! 1 Farbe: Erhalte alle Farben zwischen dieser Farbe und Weiß (transparent) 2 Farben: Erhalte alle Farben zwischen diesen beiden und Weiß

  16. 3 Farben angeordnet im Dreieck: 3 Komponententheorie (Hermann von Helmholtz): „Aus farbigem Licht dreier Primärfarben kann man jede beliebige andere Farbe mischen.“ Dies ist jedoch falsch!!! Man kann nur die Farben innerhalb des Dreiecks mischen!!! Mischbare Farben sind von den gewählten Primärfarben abhängig.

  17. CIENormfarbtafel • Mischung aus drei theoretischen Farben XYZ • Normiert: x+y+z=1 • Eindeutig bis auf Helligkeit

  18. Additive Farbmischung • Farben addieren sich:Intensität nimmt zu • Spektrum wird erweitert • Vereinigung von Lichtquellen

  19. RGB-Farbraum • 2563=16777216 Farben • Nicht alle Farben darstellbar (keine Negativen Werte möglich) • Monitore, LCDs, TFTs und Fernseher

  20. sRGB vs. Adobe-RGB Rot: [0.6400, 0.3300] Grün: [0.3000, 0.6000] Blau: [0.1500, 0.0600]

  21. Multiplikative Farbmischung • auch subtraktiv • Filter „subtrahieren“ bestimmtes Spektrum • Filter lassen nur Schnittmenge durch • Pigmente auf Papier:nur bestimmte Farben werden reflektiert

  22. CMYK-Farbmodell • Angabe in Prozent • Schwarz: starker Kontrast Schrift • Tintenstrahldrucker, Siebdruck

  23. Beispiel

  24. Umrechnung RGB - CMY • Werte in Prozent:Rot = 100 – CyanGrün = 100 – MagentaBlau = 100 – Gelb • Farbumrechner

  25. Farbmetrik • Industriestandard • Annahme: gleiche Farbreize erzeugen gleiche Farbempfindungen • Messen der Farbe mittels Spektralphotometer • Ermitteln der Wertebezüglich absolut-weißin Prozent • Optischer Fingerabdruck

  26. Farbwirkung Das gleiche Grün wirkt auf verschiedenem Hintergrund anders.

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