scinexx | Überblick: Das Wichtigste in Kürze - Farben Strukturfarbe Schmetterlinge - Farben, Strukturfarbe, Schmetterlinge, Seifenblasen, Irisieren, Schillern, Farbentstehung, Optik, Physik, Flügelschuppen, Nanotechnologie, Physik, Bionik, Biologie

Freitag, 10.02.2012

Dossier

Überblick

Das Wichtigste in Kürze

Der Eindruck von Farbe entsteht immer dann, wenn nur bestimmte Wellenlängen des Lichts unsere Augen erreichen. Diese Aufspaltung kann sowohl durch Pigmente, als auch durch so genannte Strukturfarben zustande kommen.

Pigmente sind chemische Verbindungen, die Farbe erzeugen, indem sie einen Großteil der Lichtwellen absorbieren und nur Licht einer bestimmten Farbigkeit - Wellenlänge - reflektieren. Wird beispielsweise nur Licht im roten Wellenbereich reflektiert, erscheint der Gegenstand rot.

Strukturfarben hingegen nutzen physikalische Phänomene wie die Lichtbrechung, Beugung oder die Interferenz als Farbgeber. Sie treten immer dann auf, wenn Licht auf Strukturen trifft, deren Größenordnung im Nanometerbereich liegt und die daher kleiner sind als seine Wellenlänge.

Interferenzfarben beruhen auf einer phasenverschobenen Überlagerung von Lichtwellen. Sie tritt auf, wenn Licht durch transparente Schichten fällt und ein Teil an ihrer Vorder- ein weiterer an ihrer Rückseite gebrochen und reflektiert wird. Die zurückgeworfenen Wellen überlagern sich und sind dabei leicht phasenverschoben: Treffen jeweils zwei Wellenberge aufeinander, verstärkt sich ihr Licht, es tritt eine "konstruktive" Interferenz auf. Treffen ein Wellenberg und ein Tal zusammen, löschen sie sich gegenseitig aus (destruktive Interferenz).

Das Schillern vieler Schmetterlinge und Vögel geht auf solche Interferenzfarben zurück. Auch das Irisieren von Seifenblasen oder vieler Edelsteine wie dem Opal beruht auf diesem Phänomen.

Die von der Natur entwickelten "optischen Gitter" könnten, in die Technik übertragen, in der Zukunft als optische Datenleiter und - speicher Verwendung finden. Zur Zeit arbeiten Forscher weltweit an der Entwicklung so genannter "photonischer Kristalle" für die Informationstechnologie.

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Stand 06.07.2003

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