Eine der verblüffendsten Eigenschaften des Lebens ist die Tatsache, dass es Farbe gibt. Um das Phänomen Farbe zu verstehen, hilft es, wenn man sich Licht als eine Welle vorstellt. Aber bevor wir dazu kommen, reden wir ein wenig über Wellen im Allgemeinen. Stell dir vor, du sitzt auf einem Schiff im Meer und beobachtest einen Korken, der auf und ab wippt. Als Erstes erkennt man, dass sich die Bewegung wiederholt. Der Korken verfolgt immer wieder den gleichen Pfad … auf und ab, auf und ab. Diese wiederholende bzw. periodische Schwingung ist typisch für Wellen. Dann bemerkt man noch etwas anderes: Mit einer Stoppuhr kann man messen, wie viel Zeit der Korken benötigt, um von seiner höchsten Position zur niedrigsten zu kommen und wieder nach oben. Nehmen wir mal an, er benötigt 2 Sekunden. Physikalisch ausgedrückt misst man die periodische Schwingung der Wellen, auf denen der Korken liegt, d. h. die Zeit, die eine Welle benötigt, um ihre eigene Bewegung einmal komplett zu durchlaufen. Dieselbe Information kann auch anders ausgedrückt werden, indem man die Wellenfrequenz berechnet. Die Frequenz, wie der Name schon sagt, gibt an, wie "frequent" (häufig) die Wellen sind, d. h. wie viele von ihnen pro Sekunde vorbeiziehen. Wenn man weiß, wie viele Sekunden eine ganze Welle benötigt, kann man einfach herausfinden, wie viele Wellen pro Sekunde vorbeiziehen. In diesem Fall sind es 0,5 Wellen pro Sekunde, da jede Welle 2 Sekunden braucht. Aber genug mit schwimmenden Korken. Was hat es mit Licht und Farbe auf sich? Wenn Licht eine Welle ist, dann muss es auch eine Frequenz haben, richtig? Ja, in der Tat. Und wir haben bereits einen Namen für die Lichtfrequenz, die unsere Augen wahrnehmen. Sie nennt sich Farbe. Richtig. Farbe ist nichts anders als ein Maß davon, wie schnell sich Lichtwellen bewegen. Wären die Augen schnell genug, könnten wir diese periodischen Schwingungen direkt beobachten, so wie wir das mit dem Korken im Meer können. Da aber die Frequenz des Lichtes, das wir sehen, so stark ist, dass es sich um ca. 400 Mio. Mal pro Sekunde auf- und abbewegt, können wir sie unmöglich als Welle wahrnehmen. Aber wir können die Frequenz beim Betrachten der Farbe erkennen. Die niedrigste für uns sichtbare Lichtfrequenz ist rot, die höchste violett. Dazwischen bilden alle anderen Farben einen kontinuierlichen Frequenzbereich, das so genannte sichtbare Spektrum. Also, wie ist es, wenn man einen gelben Bleistift auf dem Schreibtisch liegen hat? Die Sonne sendet alle Lichtfarben aus, so dass das Licht jeder Farbe auf den Bleistift trifft. Der Bleistift sieht gelb aus, weil er das gelbe Licht mehr reflektiert als die anderen Farben. Was passiert mit dem Blau, dem Violett und dem Rot? Diese werden absorbiert und die Energie, die sie mit sich tragen, wandelt sich in Wärme um. Ähnlich ist es mit Objekten, die andere Farben haben. Blaue Dinge reflektieren blaues Licht, rote Dinge rotes Licht usw. Weiße Objekte reflektieren alle Lichtfarben, während schwarze das Gegenteil tun und alle Frequenzen absorbieren. Daran liegt es auch, dass es so unangenehm ist, wenn man an einem sonnigen Tag sein Lieblings-Metallica-T-Shirt trägt.
One of the most striking properties about life is that it has color. To understand the phenomenon of color, it helps to think about light as a wave. But, before we get to that, let's talk a little bit about waves in general. Imagine you're sitting on a boat on the ocean watching a cork bob up and down in the water. The first thing you notice about the motion is that it repeats itself. The cork traces the same path over and over again... up and down, up and down. This repetitive or periodic motion is characteristic of waves. Then you notice something else... using a stopwatch, you measure the time it takes for the piece of cork to go over its highest position down to its lowest and then back up again. Suppose this takes two seconds. To use the physics jargon, you've measured the period of the waves that cork is bobbing on. That is, how long it takes a wave to go through its full range of motion once. The same information can be expressed in a different way by calculating the wave's frequency. Frequency, as the name suggest, tells you how frequent the waves are. That is, how many of them go by in one second. If you know how many seconds one full wave takes, then it's easy to work out how many waves go by in one second. In this case, since each wave takes 2 seconds, the frequency is 0.5 waves per second. So enough about bobbing corks... What about light and color? If light is a wave, then it must have a frequency. Right? Well... yes, it does. And it turns out that we already have a name for the frequency of the light that our eyes detect. It's called color. That's right. Color is nothing more than a measure of how quickly the light waves are waving. If our eyes were quick enough, we might be able to observe this periodic motion directly, like we can with the cork and the ocean. But the frequency of the light we see is so high, it waves up and down about 400 million million times a second, that we can't possibly see it as a wave. But we can tell, by looking at its color, what its frequency is. The lowest frequency light that we can see is red and the highest frequency is purple. In between all the other frequencies form a continuous band of color, called the visible spectrum. So, what if you had a yellow pencil sitting on your desk? Well, the sun emits all colors of light, so light of all colors is hitting your pencil. The pencil looks yellow because it reflects yellow light more than it reflects the other colors. What happens to the blue, purple and red light? They get absorbed and the energy they are carrying is turned into heat. It is similar with objects of other colors. Blue things reflect blue light, red things reflect red light and so on. White objects reflect all colors of light, while black things do exactly the opposite and absorb at all frequencies. This - by the way - is why it's uncomfortable to wear your favorite Metallica t-shirt on a sunny day.