Physik Optik?
Hallo, und zwar Frage ich mich, ob man nicht Farben im Wasser anders wahrnehmen müsste als in Luft. Denn das Licht gelangt doch in das Wasser, wird gebrochen und verändert dabei sowohl die Ausbreitungsrichtung, als auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit. Da ja auch die Frequenz gleich bleibt, müsste doch die Wellenlänge laut der Formel v=Lambda*f auch unterschiedlich werden. Würde man die Farben dann nicht als andere Farben wahrnehmen?
1 Antwort
Ja, im Wasser ist die Wellenlänge anders, aber das wirkt sich nicht auf die Farbwahrnehmung aus. Die Moleküle, die in den Augen für die Unterscheidung der Farben zuständig sind, reagieren unterschiedlich stark auf Photonen mit bestimmten Energiewerten. Da die Frequenz des Photons im Wasser gleich bleibt, bleibt auch seine Energie gleich, und damit auch der Farbreiz, den es im Auge hervorruft.
In dem Diagramm hier sind die Emfindlichkeitskurven der drei Farbrezeptortypen zu sehen: https://de.wikipedia.org/wiki/Farbwahrnehmung#/media/Datei:Cone-response-de(2).svg
Das Auge ist nun hauptsächlich mit Wasser gefüllt. Dennoch sind mit den nm-Angaben in solchen Spektren immer die Wellenlängen gemeint, die das btr. Licht in Luft bzw. Vakuum hat oder hätte. Die Prismen und Gitter, mit denen man Spektren untersucht, werden ja nicht unter Wasser betrieben.
Daß die Unterwasserwelt einen deutlichen Blaustich hat, liegt an einem anderen Grund: Das Wasser ist ein Blaufilter. Es absorbiert den roten Teil des sichtbaren Spektrums etwa hundert mal stärker als den blauen Teil. Deshalb ist das Tageslicht unter Wasser bläulich.
Siehe hier das Diagramm "Water full-range spectral absorption curve": https://www.collegesidekick.com/study-guides/chemistryformajorsxmaster/water-properties-2
Nicht missverstehen: Das Wasser verschluckt bei seiner Filterwirkung immer ganze Photonen, und zwar mehr von den roten Photonen als von den blauen Photonen. Es verschluckt nicht einen Teil der Energie eines Photons, so dass dieses sich verfärben würde. Wäre das so, dann würde das Licht dadurch ja auch in Richtung rot statt in Richtung blau verfärbt.
OK, vielen Dank für die ausführliche Antwort!