Wie entsteht Farbe?

Die meißten Menschen sind mit der Tatsache vertraut, dass Sonnenlicht mit Hilfe eines Glas-Prismas in die Regenbogenfarben aufgespalten werden kann (siehe Abbildung). Sonnenlicht, oder weßes Licht, ist eine Kombination der Spektralfarben, die wir als weißes Licht wahrnehmen.

Dies gilt für viele Lichtquellen, nicht nur für das Sonnenlicht. Wir nennen den Farbbereich, in welchen das Sonnenlicht aufgespalten werden kann, das "sichtbare Spektrum".

Wenn man in einem Materiel Farbe sehen kann, wie z.B. bei einem farbigen Diamanten, so bedeutet dies, dass das vom Objekt kommende Licht durch das Objekt selbst modifiziert wurde. Eine odere mehrere Farben, die im ursprünglichen "weißen Licht" vorhanden sind, wurden auf irgendeine Art und Weise eliminiert. Daher ist das aus dem Objekt austretende Licht eine Kombination aus den verbleibenden Farben.

Wenn zum Beispiel ein Diamant diejenigen Wellenlängen des Lichts absorbiert, die violett und blau repräsentieren, so so ist das aus dem Diamant austretende Licht eine Kombination aus grün, gelb, orange und rot, was das menschliche Auge als als einen gelben Diamanten wahrnimmt.

Wenn ein Objekt einen Grossteil des Lichts einer Farbe absorbiert, erscheint das Objekt in der Regel in seiner Komplementärfarbe: Eine Tomate absorbiert einen Grossteil des grünen Lichts; so erscheint sie für das menschliche Auge rot.

Warum aber sind die meisten Diamanten farblos, einige jedoch gelb oder pink? Was macht einen Diamanten farbig? Wenn ein Diamant das Licht modifiziert, absorbiert er in der Regel einen Teil des sichtbaren Spektrums. Viele Arten chemischer Elemente, Verbindungen und Strukturen können eine Lichtabsorption in einem Material verursachen. Viele Edelsteine erhalten ihre Farbe z.B. durch kleinste metallische Unreinheiten des Periodensystems der Elemente. Rubin und Smaragd erhalten ihre Farbe durch Chrom, Amethyst, Peridot und roter Granat hingegen durch Eisen.

Der Diamant stellt hier eine Ausnahme dar, da seine Farben nicht durch metallische Verunreinigungen verursacht werden. Die Farben bei Diamanten entstehen oft durch Stickstoff. Stickstoff ist als Verunreinigung bei anderen Edelsteinen ungewöhnlich. Aber auch Defekte innerhalb der Kristallstruktur eines Diamanten können Farbe entstehen lassen.

Während die Ursache für Farbe in dem einen Edelstein eine ähnliche Farbe in einem anderen Edelstein auslösen kann, kann keiner der Ursachen für die Farbe bei Diamanten direkt auf andere Edelsteine übertragen werden.