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Farben

[110] Farben (Phys.), verschiedene Arten des Lichtes, welche sich nach der gegenwärtig allgemein angenommenen Undulationstheorie dadurch unterscheiden, daß die Athertheilchen, deren Vibrationen den Eindruck des Lichts überhaupt auf unser Auge hervorbringen, in einer Secunde mehr od. weniger Schwingungen ausführen. In jeder Secunde sind 481 Billionen Schwingungen der Äthertheilchen erforderlich, um rothes, u. 764 Billionen Schwingungen, um violettes Licht zu erzeugen. Da sich alle farbigen Lichtstrahlen mit gleicher Geschwindigkeit ungefähr 42,000 Meilen in einer Secunde fortpflanzen, so ergibt sich die Länge einer rothen Lichtwelle 0,00002541 Zoll u. die einer violetten 0,00001464 Zoll. Alle übrigen von uns wahrnehmbaren F. haben eine zwischen diesen Grenzen liegende Wellenlänge, so daß die größte noch nicht doppelt so groß ist, als die kleinste. Wenn Strahlen von allen möglichen F. gleichzeitig unser Auge treffen, so haben wir den Eindruck des Weiß; so ist z.B. das Licht der Sonne u. dasjenige, welches von allen, das Licht vollkommen reflectirenden od. durchlassenden Körpern herkommt, weiß; dabei zeigt es sich in minderem Glanze u. in Folge dessen schneeweiß, wenn der das Licht reflectirende Körper aus vielen, sehr kleinen, durch merkliche Zwischenräume getrennten Theilchen besteht, wieder Schnee od. der Wasserstaub bei Wasserfällen. Wenn gar kein Licht unser Auge berührt, so haben wir den Eindruck des Schwarz, welches also genauer ein Mangel aller Empfindung ist. Körper, welche kein od. doch unmerklich wenig Licht zurückwerfen, od. durch sich hindurchlassen, nennen wir daher schwarz. Weiß u. Schwarz rechnet man noch nicht unter die F.; diese entstehen vielmehr erst dann, wenn gewisse besondere Arten von Lichtstrahlen einzeln, od. doch nur einige, gleichzeitig in unser Auge gelangen. Eine solche [110] Zerlegung des weißen Sonnenlichts in seine verschieden farbigen Strahlen ist aber hauptsächlich auf fünferlei Weise möglich, nämlich durch Dispersion, d.h. Zerstreuung des Lichis beim Durchgange durch prismatisch geformte Körper; durch Absorption gewisser Lichtstrahlen in vielen Körpern u. damitin Verbindung stehender unvollständiger Reflexion u. Durchlassung; durch Interferenz bei gewisser Methode der Reflexion; od. bei der Beugung; od. bei der Polarisation des Lichts.

A) Farbenbildung (Farbenzerstrenung) durch Dispersion (Dioptrische F., nach Goethe). Leitet man einen Sonnenstrahl durch eine runde Öffnung in ein dunkles Zimmer, so entsteht auf einem, in der Richtung des Strahls angebrachten weißen Papiere ein weißes Bild jener. Öffnung. Fängt man aber zwischen der Öffnung u. dem Papier den Lichtstrahl mit einem Prisma auf, dessen eine Kante (Brechungskante) abwärts gerichtet ist, so bricht sich der Lichtstrahl, u. das Bild der Öffnung erscheint als ein längerer, farbiger, höher als das vorige Bild gelegener Streif. Dieser Streif, den man das Farbenspectrum (Farbenbild) nennt, ist von unten zuerst roth, dann orangegelb, dann schwefelgelb, dann grün, dann hellblau, dann dunkelblau u. zuletzt violett gefärbt. Die verschieden farbigen Strahlen unterscheiden sich also durch ihre verschiedene Brechbarkeit, u. zwar ist violett das am stärksten, roth das am wenigsten brechbare Licht. Sie heißen von ihrem Ursprunge her auch prismatische F. u. von der gewöhnlichsten Naturerscheinung, bei welcher sie zum Vorschein kommen, Regenbogenfarben. Endlich bezeichnet man auch jede einzelne Farbenart als homogenes Licht im Gegensatz zu dem aus verschiedenen F. gemischten, weißen od. heterogenen Licht. Läßt man nun jeden dieser gefärbten Strahlen einzeln durch ein Prisma gehen, so wird er zwar gebrochen (u. zwar zunehmend vom Rothen biszum Violetten), aber nicht weiter in F. zerlegt. Sammelt man aber alle 7 gefärbten Strahlen mittelst eines Linsenglases in einen Punkt, so wird das vorige weiße Sonnenlicht wieder hergestellt. Diese 7 prismatischen F. sind im Spectrum nicht scharf von einander abgegrenzt, sondern gehen durch unmerkliche Nüancen in einander über. Durch Aufhalten der verschiedenen Theile des Spectrums kann man alle in der Natur vorkommenden Farbenmischungen genau nachahmen. Auch lassen sich hieraus die farbigen Ränder, die an den durch ein Prisma betrachteten Körper erscheinen, erklären. Bei diesen Versuchen erscheinen die prismatischen F. immer mehr od. weniger vermischt, weil die Strahlen nicht vollkommenparallel auffallen. Ein reines Spectrum erhält man, wenn man von dem im Brennpunkte einer sehr convexen Linse entstehenden Sonnenbild einen Strahl durch eine enge Öffnung gehen läßt u. mit einem reinen Flintglasprisma od. einem hohlen, mit Schwefelkohlenstoff gefüllten Glasprisma auffängt. In dem so entstandenen reinen Spectrum bemerkl man, wie Fraunhofer zuerst entdeckte, mehr als 500 starke u. schwache, größtentheils scharf begrenzte senkrechte Linien u. Streifen, die alle dunkler als der übrige Theil des Farbenbildes, u. einige sogar ganz schwarz waren, u. welche meistens nicht an der Grenze zweier F., sondern Einer Farbe, immer aber an derselben Stelle im nämlichen Farbenfelde erscheinen, das brechende Mittel des Prisma mag sein, welches es will. Daher kann man sich dieser dunkeln Linien nach Fraunhofer zur Bestimmung der Brechbarkeit der verschieden gefärbten Strahlen in verschiedenen Mitteln bedienen. Das Licht der Planeten u. noch mehr das der Fixsterne, sowie alles durch Verbrennen erzeugte Licht unterscheidet sich in dieser Hinsicht sehr vom Sonnenlichte. Im Spectrum des Kerzenlichts zeigt sich nur Eine, u. zwar sehr helle Linie zwischen dem pomeranzen- u. schwefelgelben Felde; in dem des elektrischen Lichts mehrere sehr helle Linien etc. Die schwarzen Linien ändern sich u. nehmen an Anzahl ab, wenn man das Licht durch verschiedene Körper gehen läßt, bevor man es im Prisma auffängt. Die Jod- u. Bromflamme erzeugt gleich weit abstehende Linien, Chlorgas gar keine. Die Strontianflamme erzeugt einen orangefarbenen, hellblauen u. mehrere rothe, durch dunkle Zwischenräume getrennte Strahlen. Wird Schwefel mit Salpeter verbrannt, so erscheint an der rothen Grenze des Spectrums eine rothe, von dieser durch einen dunkeln Zwischenraum getrennte Linie. Beim Auf- u. Untergang der Sonne verschwinden alle violetten u. blauen F. gänzlich aus dem Spectrum, u. es kommen dafür mehrere dunkle Linien zum Vorschein. Diese dunkeln Linien stellen daher nichts anderes, als Lücken im Sonnen- od. überhaupt Lichtspectrum dar, indem die dem Orte derselben entsprechenden Lichtgattungen durch Absorption verloren gingen. Die Intensität od. die erleuchtende Kraft der. verschiedenen Farbenstrahlen, d.h. der Eindruck, den sie auf das Auge machen, ist nicht bei jeder Farbe gleich, sondern zwischen Gelb u. Orange am stärksten u. gegen die violetten u. rothen allmählig abnehmend. Sie läßt sich durch folgende Zahlen ausdrücken: Äußerstes Roth 32, Mitte desselben 94, Orange 640, zwischen Gelb u. Orange 1000, Grün 480, Hellblau 170, zwischen Blau u. Violett 31, Violett 5,6. Die chemische Wirksamkeit nimmt vom rothen Lichte, wo sie am schwächsten ist, gegen das violette zu, sogar außerhalb des letzteren zeigen sich noch namhafte chemische Wirkungen schneller u. auffallender vor sich, als im rothen u. gelben. Die erwärmende Kraft der verschieden gefärbten Strahlen ist dagegen im violetten Licht am schwächsten u. nimmt gegen das rothe hin zu. Auch liegen außerhalb des rothen Lichts noch Strahlen, welche nur erwärmen, ohne zu desoxydiren od. zu leuchten.

B) Farbenbildung durch Absorption u. damit in Verbindung stehende mangelhafte Reflexion u. Transmission (Katoptrische F., nach Goethe). Weil fast niemals alle Lichtstrahlen zurückgeworfen werden, so erscheint das reflectirte Licht der Körper gewöhnlich gefärbt. Wirst ein Körper das Licht in der dem Sonnenlicht eigenen Mischung zurück, so erscheint er weiß, u. seine Strahlen lassen sich durch das Prisma ebenfalls in die 7 F. zerlegen. Wirst er so wenig Licht zurück, daß es keinen merklichen Eindruck auf das Sehorgan macht, so erscheint er schwarz. Roth, blau etc. erscheint ein Körper, wenn er nur diejenigen Lichtwellen vorzugsweise reflectirt, welche durch ihre Geschwindigkeit in uns die Vorstellung von Roth od. Blau etc. hervorbringen. Fällt das von einem rothen Körper reflectirte Licht auf eine weiße Fläche, so erscheint diese ebenfalls roth gefärbt. Im rothen Felde des Spectrums erscheint rothes Papier noch röther, im blauen Felde blaues [111] Papier noch blauer; dagegen ist rothes Papier im dunkelblauen od. violetten Felde ganz schwarz. Wirst ein Körper mehrere der 7 Farbenstrahlen zurück, so erscheint er in der Farbe, welche die Vermischung dieser Strahlen gibt. Die F. Orange, Grün u. Violett sind im Spectrum einfach, können aber auch durch Mischung entstehen. Orange entsteht aus Gelb u. Roth, Grün aus Gelb u. Blau, Violett aus Roth u. Blau. Eine solche gemischte Farbe wird du, ch das Prisma in ihre ursprünglichen F. wieder zerlegt, die einfachen Farbenstrahlen dagegen bleiben hier unzerlegt. Die meisten durchsichtigen Körper zeigen sowohl durch das reflectirte Licht, wenn man sie ansieht, als mittelst des durchgelassenen Lichts, wenn man durchsieht, dieselbe Farbe; manche solcher Körper dagegen, bes. flüssige, wie die Tinctur der Roßkastanienrinde, des blauen Sandelholzes, die Lösungen mancher Mangansalze, das Selen, das Brom, gewisse Krystalle, selbst dünngeschlagenes Gold, erscheinen im reflectirten Lichte mit einer anderen Farbe, als im durchgelassenen. So erscheint Gold im durchgelassenen Lichte grün. Man nennt diese Eigenschaft Dichroismus (s.d.). Ost hat auch die geringere od. größere Dicke od. Dichtigkeit eines Körpers Einfluß auf die Färbung des von demselben durchgelassenen od. reflectirten Lichts. Betrachtet man mit einem sehr dünnen Stück Schmalteglas eine schmale Lichtlinie des Prisma, so sieht man alle F. des Spectrums; war aber das Glas dicker, so entstehen mehrere schwarze Zwischenräume in demselben. Ganz ähnliche Erscheinungen finden Statt, wenn man einen Lichtstrahl durch dünneren od. dichteren Joddampf od. andere gefärbte Gasarten leitet. Substanzen, welche gewisse gefärbte Strahlen vorzugsweise. zurückwerfen u. anderen Körpern diese Eigenschaften mittheilen, nennt man Farbestoffe, Pigmente od. schlechthin F., obwohl in einem ganz anderen Sinne, als den wir bisher mit diesem Begriffe verbanden. Wenig Pigmente werfen die F. so reinzurück, als sie im Spectrum erscheinen, fast stets werden neben der Hauptfarbe noch andere Strahlen reflectirt, welche dann das Grundfarbenfeld als Farbensäume umgeben. Über die Art, diese Pigmente verschiedentlich zu mischen u. anderen Körpern mitzutheilen, handelt die Färberei od. Färbekunst (s.d.). So wie man das durch Brechungzerstreute Licht wieder zu Weiß vereinigen od. durch Aufhalten eines Theils des Farbenspectrums gemischte F. hervorbringen kann, so vermag auch reflectirtes, farbiges Licht den Eindruck von Weiß od. einer gemischten Farbe hervorzubringen. Malt man die 7 F. in den angegebenen räumlichen Verhältnissen auf eine Scheibe (Farbenscheibe, Farbenspindel) od. einen Kreisel (Farbenkreisel), u. dreht diese, von der Sonne beschienen, schnell um ihre Achse, so fließt der Eindruck aller F. im Auge zusammen u. die Scheibe erscheint weiß. Fehlt aber eine einzige Farbe, so erscheint sie wieder farbig. Diejenige Farbe, welche einem bestimmten Gemenge von F. zur Ergänzung zu Weißlichte fehlt, heißt Ergänzungsfarbe (complementäre Farbe, Gegenfarbe). Fehlt z.B. im Spectrum alles Roth, so geben die übrigen F. zusammen grün; es ist daher das Roth die Complementärsarbe des Grün, indem beide gemeinschaftlich alle F. des ganzen Spectrums in sich enthalten; ebensoverhalten sich Orange u. Blau, Gelb u. Violett zu einander. Zwei auf diese Art einander ergänzende F. nennt man ein Farbenpaar. Sieht man eine Zeit lang auf ein auf weißem Grunde liegendes Stück grünes Papier u. zieht dies dann plötzlich weg, so erscheint diese jetzt leer gewordene Stelle sofort roth, weil durch den langen Anblick des intensiven Grün die davon betroffene Stelle der Retina für diese Farbe unempfindlich geworden u. nur noch für die übrigen F. des Spectrums, also für das Roth, empfänglich ist.

C) Farbenbildung durch Lichtinterferenz bei der Reflexion. Es gehören hierher die von Goethe sogenannten Epoptischen F. Unter Interferenz versteht man die Erscheinung, daß zwei gleichartige auf einen Punkt treffende. Lichtstrahlen sich entweder in ihrer Wirkung verstärken od. zerstören. Da nämlich jeder Strahl aus einer Menge auf einander folgender Wellen u. jede Welle aus Berg u. Thal besteht, so werden sich beide Wellensysteme einander verstärken, wenn immer gleichzeitig die Berge u. gleichzeitig die Thäler eintreffen; sie werden sich aber aufheben, wenn gleichzeitig von dem einen ein Berg, von dem anderen ein Thal anlangt. Wenn nun ein Punkt von zwei weißen, also heterogenen Lichtstrahlen getroffen wird u. er ist so gelegen, daß gerade die rothen Strahlen sich durch Interferenz aufheben, so erscheint er grün; heben sich die orangenen Strahlen auf, so erscheint er blau u. s. s. Hiernach wird folgende von Fresnel erfundene Methode der Interferenz u. Farbenerzeugung bei Reflexion erklärlich. Läßt man durch eine seine Öffnung heterogenes, d.i. weißes od. gemischtes Licht, das man wo möglich vorher mittelst einer starken Linse concentrirte, auf zwei Spiegel fallen, welche so zusammengefügt sind, daß sieeinen sehr stumpfen, einspringenden Winkel mit einander machen (wobei jedoch keiner der beiden zusammengefügten Ränder im Geringsten vorstehen darf), u. hält man in der Gegend, wo die beiden von diesen Spiegeln zurückgeworfenen Strahlen sich schneiden, ein Blatt Papier, so bemerkt man hier eine Menge paralleler, heller u. dunkler Streifen, die mit den lebhaftesten F. geschmückt sind u. in einem geringen Abstande von der Mitte verschwinden. Diese Streifen werden durch die wechselseitige Einwirkung der beiden reflectirten Lichtbündel erzeugt; der mittlere leuchtende Streif entsteht durch Strahlen, die gleiche, die den mittleren zunächst liegenden Streifen durch Strahlen, die ungleiche Wege zurückgelegt haben. Da der Streif von jeder Farbe einen anderen Platz von der Mitte weg einnimmt u. nach einiger Wiederholung die lichten Streifen der einen Farbe mit den dunkeln Streifen der anderen Farbe zusammenfallen, so müssen sie vom Mittelpunkte weg immer undeutlicher werden u. zuletzt ganz verschwinden. Hierher gehören auch die Newtonschen Farbenringe. Legt man auf ein convexes Glas von großer Brennweite ein planes u. läßt dann homogenes, z.B. rothes Licht darauf fallen, drückt man nun die beiden Gläser allmälig gegen einander u. stellt sich so davor, daß man das reflectirte Licht beobachten kann, so zeigen sich um den Mittelpunkt, worin sich die Gläser zu berühren scheinen, abwechselnd helle, rothe u. dunkle, fast schwarze Ringe, die sich bei zunehmendem Drucke allmählig erweitern, bis endlich bei der innigen Berührung der Gläser in dem Mittelpunkte ein schwarzer Fleck entsteht. Sieht man die Gläser im durchgehenden Lichte an, so findet man auch hier rothe Ringe mit schwarzen[112] ab weche und, doch tritt dann an die Stelle der rothen ein schwarzer Ring, u. umgekehrt. Die schwarzen Ringe im reflectirten Lichte entstehen, weil hier alles Licht durchgelassen, keins reflectirt u. die schwarzen Ringe im durchgelassenen Lichte, weil hier alles Licht reflectirt, keins durchgelassen wurde. Läßt man gelbes Licht auffallen, so entstehen ähnliche gelbe u. schwarze Ringe, aber von kleinerem Durchmesser, u. so nimmt dieser Durchmesser bei den einzelnen F. vom rothen zum violetten Lichte immer mehr ab, so daß er sich im rothen zu dem im violetten Lichte verhält wie 14_: 9. Läßt man nun statt des homogenen Lichts Weißlicht auf die Gläser fallen, so bilden sich um den schwarzen Punkt an der Berührungsstelle der beiden Gläser durch Combination der verschiedenfarbigen Ringsysteme bunte Farbenringe, u. zwar so, daß die im durchgelassenen Lichte erscheinenden F. immer die complementären derjenigen sind, die an derselben Stelle sich im reflectirten Lichte zeigen. Diese Farbenringe folgen vom Mittelpunkte bis zum Rande im reflectirten sowohl, als durchgelassenen Lichte in solgender Ordnung auf einander: weiß-schwarz, gelblichroth-blau, schwarz-weiß, violett-gelb, blau-roth, weiß-violett, roth-blau-grün, violett-gelb, blau-roth, grün-purpur, gelb-blau, rothgrün,-gelb, gelb-grün-roth, roth-grün, grün-roth,-grünlich-blau,-roth,-grünlich-blau,-roth. Die Dimensionen dieser Farbenringe ändern sich mit der Veränderung der Lage des Auges gegen die Gläser. Die Erscheinung erklärt sich im Allgemeinen dadurch, daß ein Theil der Lichtstrahlen, nachdem sie in das obere, plane Glas eingedrungen sind, an dessen unterer Fläche zurückgeworfen. wird, ein anderer dagegen erst noch den Weg durch den Zwischenraum bis zum unteren, convexen Glas zurückgelegt, an dessen oberer Fläche erst reflectirt wird u. nun vermöge seines Wegunterschiedes mit dem ersteren interferirt. Auf ähnliche Weise erzeugen dünne, durchsichtige Plättchen Farbenerscheinungen, weil einige Strahlen an der oberen, andere an der unteren Fläche reflectirt werden u. beide sich einander verstärken od. aufheben, je nachdem der Wegunterschied eine gerade od. ungerade Anzahl halber Weglängen beträgt. Mehr hierüber s.u. Interferenz. Daher erklären sich die F. dünner Seifenblasen ed. Glaskugeln, dünner Fischschuppen, des Wassers u. Weingeistes, die in dünnen Schichten eine dunkle Unterlage bedecken, der farbige Überzug mancher stehenden Gewässer od. Metallauflösungen, aus deren Oberfläche sich etwas Oxyd abgeschieden hat, die farbigen Ringe in den Sprüngen der Krystalle etc. Eine ähnliche Bewandniß hat es mit der Reflexion des Lichts von gestreiften Oberflächen od. von seinen Fasern, wo ebenfalls in Folge von Lichtinterferenz die bekannten Schillerfarben entstehen, die sich nach der verschiedenen Stellung des Auges auf verschiedene Art abändern. Hierher gehört das schöne Farbenspiel der Perlmutter, deren geschliffene Oberfläche die natürlichen Flächen der Schichten, aus denen sie besteht, durchschneidet u. dadurch solche F. erzeugt, ferner das Schillern der Bartonschen Irisknöpfe (s.d.), matter Fensterscheiben, mancher Seidenzeuge, der Flügeldecken vieler Insecten etc. Nur die Gestalt der Oberfläche verursacht alle diese Farbenerscheinungen.

D) Farbenbildung durch Interferenz bei der Beugung (Diffraction) des Lichts, Beugungserscheinungen (Paroptische F., nach Goethe). Von einigen hierher gehörigen Phänomenen ist bereits unter dem Artikel Beugung des Lichts die Rede gewesen, wir heben daher nur noch folgende aus. Betrachtet man ein vom Sonnenlicht beschienenes, hinlänglich glänzendes, kleines Object, z.B. ein von der Sonne beschienenes, auf der concaven Seite geschwärztes Uhrglas, einen gut polirten metallenen Kleiderknopf, durch eine enge Spalte (am besten durch eine in ein Staniolplättchen, das man auf eine Glasfläche geklebt, geschnittene schmale Spalte), so erscheint das Sonnenbild von einer Reihe farbiger Bilder zu beiden Seiten umgeben. Legt man zwei solcher Spalten rechtwinkelig über einander, so zeigt sich auf dem Uhrglas od. Metallknopf ein schönes farbiges Kreuz. Durch einen seinen Nadelstich in einem Staniolplättchen od. Kartenblatt angesehen, erscheint das Sonnenbildchen am Uhrglase mit Farbenringen umgeben. Wendet man statt des Weißlichts rothes Licht an, so erscheint die Spalte in der Mitte roth, seitlich dagegen wird die rothe Farbe durch mehrere, von der Mitte aus allmählig an Dunkelheit abnehmende, aber immer von gleicher Breite bleibende schwarze Streifen unterbrochen. Bei Lichtstrahlen von anderer Farbe haben diese Streifen eine andere, für jede bestimmte Farbe gleich bleibende Breite u. eine andere Entfernung vom Mittelpunkte: die rothen Streifen sind die breitesten, die violetten die schmälsten. Beim Weißlicht geht die weiße Mitte der Spalte an ihren Grenzen aus dem Gelben ins Rothe über; seitlich sieht man Streifen mit lebhaften F., u. zwar so, daß der erste, beiderseits zunächst liegende Streif alle F., vom Violett bis zum Roth, in sich enthält, der zweite, weniger lebhaft gefärbte Streif des Violetts entbehrt, bis sich diese Farbenbilder (nach Fraunhofer Spectra erster Klasse) nach drei- bis viermaliger Wiederholung u. mit jedesmaliger Ausfallung einer Farbe vom Violett gegen Roth zu, verlieren. Je weiter vom Mittelpunkt entfernt, desto schwächer werden die F. Je enger die Spalte, desto deutlicher erscheint das ganze Phänomen. Eine außerordentliche Farbenpracht läßt sich hervorbringen, wenn man das Licht durch mehrere sehr seine beugende Öffnungen, wie durch viereckige u. runde auf das Objectiv eines Fernrohres fallen läßt, namentlich wenn man zu diesem Behuf sich eines Gitters aus seinen, parallelen, gleichweit von einander abstehenden Spalten bedient, z.B. wenn man in dünne Goldplättchen od. in eine Rußschicht, womit eine Spiegeltafel belegt ist, seine Linien radirt. Stellt man ein solches Gitter vor das Objectiv eines Fernrohrs, mit welchem man auf eine seine, senkrechte Spalte in einem Fensterladen visirt, u. zwar so, daß die Linien des Gitters mit der Spalte parallel stehen, so erblickt man in einiger Entfernung zu beiden Seiten der Spalte sehr schöne Farbenbilder, die, je weiter entfernt, desto breiter werden. Das Farbenlicht dieser Bilder ist bei sehr seinen Gittern vollkommen homogen, u. mit den bekannten dunkeln Linien versehen; man nennt diese Bilder nach Fraunhofer vollkommene Spectra zweiter Klasse; bei minder seinen Gittern ist es nicht vollkommen homogen u. bildet dann die unvollkommenen Spectra zweiter Klasse. Durch Radirung seiner concentrischer Kreise auf einer dunkeln Glasplatte entstehen, wenn man das Licht durch eine kleine runde Öffnung fallen[113] läßt, ringförmige, concentrische Spectra. Läßt man den durch die Spalte im Fensterladen fallenden Lichtkeil auf eine so radirte Glasplatte, die an der entgegengesetzten Seite geschwärzt ist, auffallen, so kann man auch solche Farbenbilder durch Reflexion hervorbringen. Aber auch das freie, unbewaffnete Auge reicht bei einem sehr seinen Gitter zur Wahrnehmung dieser Phänomene des gebeugten Lichts hin. Hierher gehört das prachtvolle Farbenspiel, welches man bemerkt, wenn man durch die Fahne einer Vogelfeder, od. durch ein Stück dunkeln, regelmäßig gewebten, z.B. seidenen Zeuges nach einem leuchtenden Punkt sieht; die farbigen Ringe, welche leuchtende Punkte umgeben, wenn man durch bethaute od. bestaubte Glastafeln auf sie sieht, die Farbenringe, die den Mond bei centralen Sonnenfinsternissen umgeben. Sogar die Mondhöfe u. die die Sonne od. den Mond bei nebeligem Himmel umgebenden Farbenkränze lassen sich aus den Gesetzen der Lichtbeugung erklären. Das Nähere hierüber s.u. Interferenz.

E) Farbenbildung durch Interferenz polarisirter Lichtstrahlen. Obwohl die hierher gehörigen Erscheinungen (Entoptische F., nach Goethe) erst im Artikel Lichtpolarisation ihre Erklärung finden können, so wollen wir doch die wichtigsten derselben hier vorläufig anführen. Legt man ein dünnes Glimmerplättchen auf den sogenannten Tisch des Polarisationsinstruments u. betrachtet man es durch ein Nicolsches Prisma od. im oberen Polarisationsspiegel, dem Zerlegungsspiegel, so erscheint es brillant gefärbt u. die F. vertauschen sich mit den complementären, wenn man den Zerleger um 90° dreht. Hält man die Glimmerplättchen schief, so ändert sich die Intensität der Färbung u. es gibt eine Lage, in welcher das Plättchen so dunkel erscheint, als der Grund, also keine sichtbare Einwirkung auf die Lichtstrahlen hervorbringt. Läßt man polarisirles Licht durch ein dünnes Glimmerplättchen gehen u. fängt es dann mit einer der polarisirten Glasplatte parallelen Glasplatte auf, so erscheint das Plättchen im reflectirten Lichte mit der einen u. im durchgelassenen mit der complementären Farbe. Ist das Plättchen dicker als ¹/₁₀ Zoll, so bleibt es farblos, ist es dünner, so erscheinen hier immer lebhafte, den erwähnten Newtonschen Farbenringen analoge F. Richtet man das Auge auf eine große horizontale Glasplatte so, daß es einen convergirenden, polarisirten Lichtbüschel von ihr erhält, hält man dann vor das Auge ein parallel mit der Achse geschliffenes Turmalinplättchen so, daß der polarisirte Lichtbüschel senkrecht darauf u. die Achse desselben in die Reflexionsebene fällt, u. bringt hierauf eine senkrecht zur Achse geschnittene Doppelspathspalte mit der Turmalinplatte parallel zwischen diese u. die polarisirende Oberfläche, so sieht man eine Anzahl concentrische, glänzende, von einem schwarzen Kreuze durchschnittene Farbenringe, welche den. Newtonschen ähnlich sind. Dreht man die erste Turmalinplatte allmählig um 180°, so bildet sich ein weißes Kreuz mit den complementären F. der vorigen. Man erreicht dasselbe auch, wenn man die Kalkspathplatte zwischen die beiden Platten einer Turmalinzange bringt. Ähnliche Erscheinungen werden durch dicke Glasstücke, die nach dem Glühen schnell abgekühlt wurden, im Polarisationsinstrumente unter den angegebenen Bedingungen hervorgebracht. Ähnliche Erscheinungen, wie die bei der Kalkspathplatte beschriebene, zeigen auch die übrigen einachsigen Krystalle mit Ausnahme des Bergkrystalls; legt man aber eine senkrecht gegen die Hauptachse geschliffene Platte des letzteren zwischen die Polarisationsspiegel, so erscheint ihr Bild durchaus lebhaft gefärbt u. die Farbe wechselt in der Reihenfolge der prismatischen F., während man den oberen Spiegel dreht; diese von Arago zuerst beobachtete Erscheinung hat zuerst Fresnel erklärt u. mit dem Namen Circularpolarisation bezeichnet. Sie findet sich, außer beim Bergkrystall, noch bei einigen Flüssigkeiten, namentlich beim Terpentinöl u. Zuckerauflösungen. Bringt man eine senkrecht gegen die Achse geschliffene Quarzplatte zwischen die beiden Platten einer Turmalinzange, wobei auch die schräg die Platte durchlaufenden Strahlen zum Auge gelangen, so erblickt man ein prächtiges System farbiger Ringe. Von den bisher erwähnten physikalischen od. objectiven Farbenerscheinungen unterscheiden sich die physiologischen, welche mehr in inneren Verhältnissen des thierischen Organismus ihren Grund haben. Diese F., welche man auch zufällige, od. nach Goethe subjective F. nennt, entstehen aus der Fortdauer eines Lichteindrucks im Sehorgan selbst. Betrachtet man einen stark erleuchteten rothen Kreis auf weißem Grunde eine Zeit lang unverwandt, u. schließt dann plötzlich die Augen, so erhält das Sehorgan den Eindruck der Ergänzungsfarbe, d.i. von Grün ebenso, als ob bei offenen Augen der rothe Kreis plötzlich weggezogen worden wäre. Wird ein von weißem Licht erzeugter Schatten von rothem Lichte beleuchtet, so erscheint er objectiv roth gefärbt; wird aber ein von farbigem (z.B. rothem) Licht erzeugter Schatten von Weißlicht erhellt, so erscheint er subjectiv mit der complementären Farbe (grün) gefärbt. Ebenso, wenn das Licht von allen Seiten einfällt. Farbiges Licht, z.B. das des blauen Himmels, färbt den (z.B. von der Sonne erzeugten) Schatten eines dunkeln Körpers mit der ihm eignen, weißes Licht dagegen einen farbigen Schatten mit der complementären Farbe. Wirst die aufgehende Sonne den Schatten eines Körpers auf eine weiße Wand, so erscheint dieser wegen der Bläue des Himmels blau; ist der Schatten sehr schmal, so kann er unten geröthet erscheinen, wenn die Farbe des Morgenroths hier zurückgeworfen wird u. die Sonne sich bereits über die Röthe des Himmels gehoben hat. Der Schatten eines größeren Gegenstandes erscheint aber hier nicht gefärbt, weil aus dem Raume, welchen das Auge vollkommen übersieht, kein weißes Licht zur Vergleichung in dasselbe fallen u. eine complementäre Färbung darin hervorrufen kann. Daher erscheint uns bei heiterem Himmel u. tiefem Stande der Sonne ein auf den Schnee geworfener Schatten blau. Nach dem Untergange der Sonne erscheinen die Gipfel der mit Schnee bedeckten Alpengebirge zuweilen violett, wenn sich das rothe Licht des Horizonts mit dem blauen des Himmels darauf vermischt. Nach Plateau entstehen diese subjectiven complementären F. nicht dadurch, daß das Auge für die ursprüngliche Farbe unempfindlich wird u. nur noch für die complementäre Farbe empfänglich bleibt, sondern aus einem entgegengesetzten Zustande, welchen die Netzhaut des Auges nach dem Aufhören der unmittelbaren Eindrücke freiwillig annimmt. Betrachtet man z.B. ein rothes Kreuz auf schwarzem Grunde u. sieht man dann auf[114] ein rothes Blatt, so erscheint auf diesem ein schwarzes Kreuz. Der zufällige farbige Eindruck hat hier den gleichartigen directen zerstört. Diese zufälligen F. nennt Plateau den negativen, die wirklichen directen den positiven Eindruck, u. nimmt an, daß der von einem Lichteindruck afficirte Theil der Netzhaut nachgehends aus diesem positiven Zustande durch eine Reihe schwingender Bewegungen in den negativen u. dann wieder in den positiven übergehen etc., bis endlich jede Bewegung aufhöre. Doch hat neuerdings Osann einige Zweifel gegen diese Ansicht erhoben. Daß bei den gewöhnlichen subjectiven Farbenerscheinungen auch die Erinnerung mitwirke, beweist Schaffgotsch durch sein Diploskop, welches wesentlich aus zwei, wie ein Doppelperspectiv construirten Cylindern besteht, durch welche die beiden Augen auf eine dahinter befindliche drehbare, halb roth, halb grün gefärbte, erst eine Zeitlang ruhende, dann gedrehte Scheibe sehen. Beim Drehen tauschen sich beide F. um. Schaffgotsch fand ferner, daß ein schwarzer Streif, der halb auf grünem, halb auf rothem Grunde liegt, in eine rothe u. eine grüne Hälfte zerfällt, so wie man weißes, dünnes Postpapier darauf legt. Setzt man in eine weiße rotirbare Scheibe einen farbigen, in der Mitte mit einem schwarzen Kreisbogen versehenen Sector ein, so erscheint beim Drehen der Kreisbogen als subjectiv gefärbte Kreislinie. Nach Schaffgotsch läßt sich eine Farbe in ihre eigene Ergänzungsfarbe umwandeln, wenn z.B. auf einen in rothem Grunde liegenden dunkelrothen Fleck ein weißer Überzug gelegt wird. Daher erscheinen die Hautvenen grün, weil das Venenblut von rothen Häuten umschlossen u. diese von diaphaner weißer Haut bedeckt sind.

Die F. machen sich nicht nur im physischen Leben geltend u. geben Merkmale für Naturstoffe, sondern üben auch einen großen Einfluß auf das ästhetisch-sittliche Gefühl aus. Der Eindruck des Schwarzen, des alles Licht verschlingenden, symbolisirt die Vernichtung der Lebensbewegung, den Tod, während Weiß, welches durch vollkommene Zurückstrahlung alles Lichts entsteht, die Farbe der Reinheit u. Unschuld ist. Jede Farbe weckt nicht blos, wie Örstedt bemerkl, die Erinnerung an gewisse besondere Gegenstände u. damit verwandte Begriffe, wie z.B. das Roth die Erinnerung an die Wärme des Blutes u. die Liebe, sondern die Farbenempfindung selbst scheint unmittelbar mit dem Wesen gewisser Gefühle zusammenzustimmen. Das Gelb, die intensivste aller F., stimmt zu Heiterkeit u. Frohsinn, wie der gelbe Sonnenglanz od. der Glanz des Goldes, verlangt aber eben deshalb auch mehr als eine andere Farbe völlige Reinheit u. geht daher durch geringe Trübung in die F. des Schmutzes u. der Falschheit über. Das Roth, die wärmereichste Farbe des Spectrums, ist das Symbol jugendlicher Lebenslust u. Liebe. Orange, die Mischung aus Roth u. Gelb, weckt wie jenes die Empfindung der Liebe u. ist energisch erregend wie dieses, ohne jedoch die Harmonie. jeder einzelnen von beiden in sich zu tragen; es wirkt beunruhigend. Vom Blau sagt Goethe, es sei ein reizendes Nichts; obwohl eine Farbe, stehe es dem Dunkeln doch nahe. Dagegen ist Blau der allgemeinen Empfindung die Farbe der Treue; man kann sagen, daß in ihm das Dunkel sich zum Licht aufthue, daß es das Symbol des beständigen Lebensaufgangs im Grunde des Seins ist. Mischt sich zum Blau das Roth, so entsteht Violett, die Farbe der Sehnsucht, des Vermissens u. Entbehrens im Aufstreben. Vereinigt sich das Blau mit Gelb, so hat man im Grün die Farbe des Hinstrebens aus dem dunkleren zum völligen Licht, die Farbe der Hoffnung auf eine hellere Zukunft. Braun aus Gelb, Blau u. Roth zu ungleichen Theilen gemischt, ist die Farbe der Kraft u. Tüchtigkeit, die Farbe des Pflanzen u. Thiere tragenden Erdreichs. Ihre angemessene Zusammenstellung ist daher auch mehr Sache des Geschmacks, als eine wissenschaftliche Aufgabe. Vgl. Newton, Theory of light and colours, Lond. 1742; Goethe, Zur Farbenlehre, Tüb. 1810, 2 Bde.; Herschel, On light, Lond. 1830.