Formel zur Berechnung von Lichtwellenlänge/-farbe?

Hallo zusammen,

ich habe im Internet so Einiges über Licht gelesen und finde das Thema sehr interessant. Hier 4 Fragen (A bis D), die miteinander zusammenhängen, für die ich bisher aber nirgends eine Antwort gefunden habe. Kann die mir bitte jemand beantworten?

Wenn ich einen Laserstrahl mit blauem Laserlicht von ca. 450nm Wellenlänge und einen roten Laserstrahl mit Laserlicht von ca. 700nm Wellenlänge auf einer weißen Leinwand in einem Punkt übereinanderleuchten lasse, mit A) welcher Formel kann ich dann die Wellenlänge berechnen, die die Farbe des an diesem Punkt auf der Leinwand zu sehenden Lichtpunktes hat und B) welche berechnete Wellenlänge / welche Farbe hätte der Punkt dann bitte?

Gilt diese Berechnungsformel auch C) für den Infrarot-Bereich (mit Licht über IR-Laser) und D) für den UV-Bereich (mit Licht über UV-Laser) des Lichtspektrums oder braucht man dafür andere Formeln um die Wellenlänge des gekreuzten Lichtstrahlenpunktes zu berechnen?

Vielen Dank für Eure Antworten schon im Voraus,

Matthias

hi

du hast da glaube ich einen denkfehler , gundlage der wellen mechanik, wellen mischen sich nicht, okay die ausage ist ein bissel faslch, verdeutlicht es aber.
schau mal du mißt das licht am punkt, zu erst dein einen leser, und das spektrometer zeigt dir bei der wellenlänge einen schönen auschlag, nun kommt der zweite leser dazu,das spektrometer zeigt dir den auschlag des ersten leser, dann kommt ne weile nix, dann kommt der auschlag des zweiten leser.
also gab es in dem sin keine wellenlängen veränderung sonder nur eine aufmischung.
mathematisch gesehen wenn du den genauen punkt auf einer welle wissen willst wenn beide welen längen sich über lagen, nehme die formel für diesen punkt der einen welle, und setze sie in klammern dann ein plus und die selbe formeln nur mit den werten der nächten welle dazu, und du kannst mathematisch dann den punk ausrechnen, aber wie gesagt licht wellen beeinflussen sich eigendlich nicht

weswegen du beim radio den emfänger auch immer auf genau eine frequenz einstellen mußt

Ouh, das sprengt leider meinen Rahmen!

Man sieht nur das Lichtspektrum, das reflektiert wird - dies gilt auch messtechnisch - abhängig vom Untergrund der Reflexionsfläche (weiß ist neutral - je nach Weißgrad; oder Aluhochglanz-Reflektor).
Wenn die beiden Lichtquellen (450 blau, 700 rot) mit gleichen Lichtstärken auftreffen, dann ergibt sich daraus ein Wellenlängenmittel von 575 nm (gelb, Neigung Richtung grün).
Ansonsten muß der jeweilige Lichtstärkenfaktor mitberechnet werden.
Das gilt für alle Wellenlängenbereiche.
Dies kann einfach mit einer x, y ,z-Formel berechent werden - Wenn die jeweilige Lichtstärke bekannt ist, dann diesen als Faktor zu jeweils x, bzw. y mulitiplizieren.
Beispiel einer einfachen Berechnung bei gleichen Lichtstärken:
(X + Y) : 2 = Z >
(450nm + 700nm) : 2 = 575nm (gelb)

bei unterschiedlichen Lichtstärken, z.B.:
F1 (450nm) = 3 F2 (700nm) = 2 >
[F1 (X) + F2 (Y)] : 2 = Z
(3x 450nm + 2x 700nm) : 2 = 687,50nmn (rot)

Den jeweiligen Spektralwert (Lichtfarbe) kann man aus Spektraltabellen ablesen.

(Vielleicht gibt es kompliziertere Formeln, dies ist eine einfachere Lösung)

Sorry,

eine Formel zur Berechnung kann ich nicht mitteilen.
Nur gibt es Tabellen, die einem die Wellenlängen bestimmter Farben verraten.

Ich bin mir bewusst, dass dies keine zufriedenstellende Antwort sein kann.

Zuerst muss man folgendes klarstellen:
Wenn man zwei Laser mischt, entsteht in einem linearen Medium (und das ist Luft und das Titanoxid der Wandfarbe oder Leinwand) keine neue Wellenlänge. Es bleiben zweierlei Lichtwellen mit ihren ursprünglichen Wellenlängen, die sich nur zufällig vom selben Punkt in die selbe Richtung ausbreiten.
Dass das Auge eine neue Farbe wahrnimmt, liegt an der gemeinsamen Reizung verschiedener Farbrezeptoren durch die zwei Wellenlängen.
Und hier kommt das dicke Problem. Mit einem Laser einer bestimmten Wellenlänge lassen sich nur Punkte auf dem Farbdreieck (siehe Wikipedia) erzeugen, die am oberen Kurvenzug des Farbdreiecks liegen. Eine Mischfarbe zweier Wellenlängen liegt aber immer innerhalb des Farbdreiecks. Es ist also eigentlich gar nicht möglich einen Laser zu finden, der das gleiche Licht erzeugt, wie die Mischung zweier Laser.

Wenn ich einen Laserstrahl mit blauem Laserlicht von ca. 450nm
Wellenlänge und einen roten Laserstrahl mit Laserlicht von ca.
700nm Wellenlänge auf einer weißen Leinwand in einem Punkt
übereinanderleuchten lasse,

mit A) welcher Formel kann ich

dann die Wellenlänge berechnen, die die Farbe des an diesem
Punkt auf der Leinwand zu sehenden Lichtpunktes hat

Wie gesagt, geht nicht. Was geht, ist, eine Wellenlänge zu finden, die der Mischfarbe entspräche, wenn man die Sättigung verringert. Ist aber schwierig. Denn der Farbort des „gesehenen“ Lichtpunkts hängt nicht nur von den Wellenlängen der Lichtquellen ab, sondern auch von deren jeweiliger Intensität. Wenn der Anteil gleich ist, kann man beide Werte in ein u’v’-Diagramm (siehe Wikipedia CIELUV) einzeichnen, mit einer Linie verbinden und auf halber Strecke finden sich die u und v-Werte des neuen Farbortes.
Bei unterschiedlicher Gewichtung (Lichtsärke) der beiden Laser verschiebt sich der erste Zielpunkt auf dem u’v’-Diagramm. Dann muss man noch eine Linie radial zum Rand des Farbdreiecks ziehen und die Wellenlänge ablesen. Hier kommt leider das nächste Problem. Bei einer Mischung aus Rot und Blau funktioniert auch das nicht! Denn rot und blau mischt sich zu violett und es gibt keinen violetten Laser.

und B)

welche berechnete Wellenlänge / welche Farbe hätte der Punkt
dann bitte?

siehe A, geht nicht.

Gilt diese Berechnungsformel auch C) für den Infrarot-Bereich
(mit Licht über IR-Laser) und D) für den UV-Bereich (mit Licht
über UV-Laser) des Lichtspektrums oder braucht man dafür
andere Formeln um die Wellenlänge des gekreuzten
Lichtstrahlenpunktes zu berechnen?

Hier geht’s wieder um meine erste Aussage. Zwei gemischte Wellenlängen ergeben in linearen Medien keine neue Wellenlänge sondern bleiben erhalten. Nur das Auge nimmt die Entstehung einer neuen Farbe wahr.

Wenn Licht gemischt wird, das vorher nicht sichtbar war (UV / IR), kommt hinterher auch nur unsichtbare Strahlung raus.

Vielen Dank für Eure Antworten schon im Voraus,

Matthias

Noch ein Kommentar zur Antwort von allge0.

Das ist schlicht falsch. Wer jemals rotes und blaues Licht gemischt hat, weiß, dass sich daraus ein blasses violett ergibt. Aber niemals gelb. Eine platte Mischung von zwei Wellenlängen ergibt ohne spezielle Mechanismen genau diese zwei Wellenlängen, aber keine dritte. Und auch das Auge sieht kein gelb, sondern ein blasses violett, weil der rote und der blaue Rezeptor gereizt werden.

Bitte nicht irgendwelche Formeln ausdenken und drauflos posten.

Hallo Matthias,
die Antwort dürfte Dich eventuell enttäuschen: es entsteht überhaupt keine neue Wellenlänge, und da gibt es auch nichts zu berechnen. Was Du siehst, ist die Summe der beiden Lichtpunkte.
Dass Du hier eine andere Farbe wahrnimmst als die beiden Ausgangsfarben, hängt eben mit der Lichtwahrnehmung in unserem Auge zusammen. Das ist ein Thema für sich. Dieses gehört aber eher in die Medizin/Biologie als in die Naturwissenschaftliche Optik (als Untergebiet der Physik). Die Farbwahrnehmung des Auges läuft auch nicht über Wellenlängen, sondern eher Dinge wie Farbtemperatur etcetera. Hier allerdings kenne ich mich nicht so gut aus.
Beispiel für eine praktische Anwendung desselben Effekts: viele „weiße“ LEDs (Leuchtdioden) bestehen tatsächlich aus einer blauen LED beschichtet mit einem bestimmten Leuchtstoff, der vom blauen Licht angeregt wird und dann selbst gelb strahlt. Wenn Du mit Meßgeräten (einem Spektrometer) dieses Licht analysierst, findest Du nur gelbes und blaues Licht. Unser Auge macht daraus weiß.

Gruß,
Mario.

Frage war:

Wenn ich einen Laserstrahl mit blauem Laserlicht von ca. 450nm
Wellenlänge und einen roten Laserstrahl mit Laserlicht von ca.
700nm Wellenlänge auf einer weißen Leinwand in einem Punkt
übereinanderleuchten lasse, mit A) welcher Formel kann ich
dann die Wellenlänge berechnen, die die Farbe des an diesem
Punkt auf der Leinwand zu sehenden Lichtpunktes hat und B)
welche berechnete Wellenlänge / welche Farbe hätte der Punkt
dann bitte?

Gilt diese Berechnungsformel auch C) für den Infrarot-Bereich
(mit Licht über IR-Laser) und D) für den UV-Bereich (mit Licht
über UV-Laser) des Lichtspektrums oder braucht man dafür
andere Formeln um die Wellenlänge des gekreuzten
Lichtstrahlenpunktes zu berechnen?

Vielen Dank für Eure Antworten schon im Voraus,

Matthias