Dieses Quiz als Battle spielen: Deutsch, Klasse 9-10, G-Niveau

Additive und subtraktive Farbmischung - Physik

Einleitung

Farben entstehen nicht immer auf dieselbe Weise. Auf einem Bildschirm werden farbige Lichtanteile addiert. Beim Mischen von Druckfarben, Wasserfarben oder Farbfiltern werden dagegen Anteile des einfallenden Lichts absorbiert. Diese beiden Vorgänge heißen additive und subtraktive Farbmischung.

Du lernst, beide Modelle zu unterscheiden, typische Mischfarben vorherzusagen und Anwendungen aus Alltag und Technik zu erklären. Im Mittelpunkt stehen Licht, Absorption, Reflexion, Farbfilter, RGB und CMYK.

Lernziele

Nach diesem aiMOOC kannst Du erklären, warum sich Lichtfarben anders mischen als Körperfarben. Du kannst die Grundfarben der beiden Modelle nennen, Mischungen vorhersagen, technische Anwendungen zuordnen und einfache Experimente auswerten.

Physikalische Grundlagen

Licht und Farbwahrnehmung

Sichtbares Licht ist elektromagnetische Strahlung. Unterschiedliche Wellenlängen lösen in unserem Auge unterschiedliche Farbeindrücke aus. Die drei Typen von Zapfen reagieren auf überlappende Bereiche des sichtbaren Spektrums. Deshalb kann derselbe Farbeindruck durch verschiedene Lichtspektren entstehen.

Weißes Sonnenlicht enthält viele Wellenlängen. Ein Prisma kann sie durch Dispersion räumlich trennen. Ein Bildschirm erzeugt dagegen einen weißen Eindruck meist aus nur drei passend dosierten Lichtanteilen: Rot, Grün und Blau.

Merke: Ein Farbeindruck ist eine Reaktion des Sehsystems. Er ist nicht identisch mit einer einzelnen Wellenlänge.

Lichtquelle, Körper und Filter

Eine Lichtquelle sendet Licht aus. Ein beleuchteter Körper kann bestimmte Wellenlängen stärker reflektieren und andere stärker absorbieren. Ein Farbfilter lässt einige Wellenlängen passieren und hält andere zurück.

Emission: Eine Lichtquelle erzeugt oder sendet Licht aus.
Reflexion: Licht wird an einer Oberfläche zurückgeworfen.
Absorption: Lichtenergie wird vom Material aufgenommen.
Transmission: Licht durchdringt ein Material.

Diese Unterscheidung entscheidet darüber, welches Farbmischungsmodell passt.

Additive Farbmischung

Grundprinzip

Bei der additiven Farbmischung treffen Lichtanteile verschiedener Farben gleichzeitig ins Auge oder auf eine Projektionsfläche. Die Lichtanteile überlagern sich. Mehr beteiligtes Licht bedeutet im idealen Modell eine höhere Helligkeit.

Die additiven Grundfarben sind:

Die spektralen Anteile addieren sich idealisiert:

$S_{g e s a m t} (λ) = S_{R} (λ) + S_{G} (λ) + S_{B} (λ)$

Dabei bezeichnet $λ$ die Wellenlänge und $S$ die spektrale Stärke des Lichts.

Mischregeln des RGB-Modells

Rot + Grün ergibt Gelb.
Grün + Blau ergibt Cyan.
Blau + Rot ergibt Magenta.
Rot + Grün + Blau ergibt bei passender Intensität Weiß.
Kein Licht ergibt Schwarz.

Gelb, Cyan und Magenta sind in diesem Modell Sekundärfarben. Zwei Lichtfarben, die sich zu Weiß ergänzen, heißen komplementär. Typische Paare sind Rot und Cyan, Grün und Magenta sowie Blau und Gelb.

Anwendungen

Additive Farbmischung wird überall genutzt, wo Licht selbst die Farbinformation trägt. Beispiele sind Fernseher, Smartphones, Computermonitore, Beamer, LED-Wände, Bühnenbeleuchtung und farbige Schatten.

Ein Pixel eines üblichen Displays besteht aus sehr kleinen roten, grünen und blauen Teilflächen oder Subpixeln. Aus normalem Betrachtungsabstand verschmelzen ihre Lichtwirkungen zu einem Farbeindruck.

Experiment: Farbige Schatten

Du brauchst drei geeignete Lichtquellen mit roten, grünen und blauen Farbfolien, eine weiße Wand und einen undurchsichtigen Gegenstand. Richte die Lichtquellen aus verschiedenen Richtungen auf den Gegenstand. Dort, wo alle Lichtfarben ankommen, erscheint die Wand annähernd weiß. Wird eine Lichtfarbe vom Gegenstand blockiert, bleiben die beiden anderen übrig und erzeugen einen farbigen Schatten.

Sicherheit: Verwende nur ungefährliche, kühle Lichtquellen. Blicke nie direkt in sehr helle LEDs und verwende keine Laser.

Subtraktive Farbmischung

Grundprinzip

Bei der subtraktiven Farbmischung wird weißes Licht durch Pigmente oder Filter verändert. Bestimmte Wellenlängen werden absorbiert. Dadurch erreicht weniger Licht das Auge.

Die idealisierten subtraktiven Grundfarben sind:

Ein idealer Cyanfilter absorbiert vor allem Rot, ein idealer Magentafilter vor allem Grün und ein idealer Gelbfilter vor allem Blau. Werden Filter hintereinander angeordnet, multiplizieren sich ihre Transmissionsgrade:

$T_{g e s a m t} (λ) = T_{1} (λ) \cdot T_{2} (λ)$

Jeder weitere Filter kann nur noch Lichtanteile durchlassen, die zuvor nicht entfernt wurden.

Mischregeln des CMY-Modells

Cyan + Magenta ergibt Blau.
Magenta + Gelb ergibt Rot.
Gelb + Cyan ergibt Grün.
Cyan + Magenta + Gelb ergibt idealerweise Schwarz.

Reale Druckfarben sind nicht ideal. Ihre Mischung wirkt häufig dunkelbraun oder dunkelgrau statt tiefschwarz. Deshalb ergänzt der Vierfarbdruck das Modell um Schwarz. Das K in CMYK steht für die schwarze Schlüsselfarbe beziehungsweise Key Plate.

Pigmente und Körperfarben

Pigmente senden normalerweise kein eigenes sichtbares Licht aus. Sie verändern das einfallende Licht durch Absorption, Streuung und Reflexion. Ein gelber Gegenstand erscheint unter weißem Licht gelb, weil er vor allem gelbe beziehungsweise rote und grüne Lichtanteile zurückwirft und blaue Anteile stärker absorbiert.

Beim Mischen von Pigmenten werden die Absorptionswirkungen kombiniert. Dadurch bleibt ein kleinerer Anteil des ursprünglichen Lichts zur Reflexion übrig. Die einfache CMY-Regel ist ein nützliches Modell, reale Malfarben können jedoch deutlich davon abweichen.

Anwendungen

Subtraktive Farbmischung findest Du bei Farbdruckern, im Offsetdruck, in der Malerei, bei Textilfarben, Farbfolien und hintereinanderliegenden Farbfiltern. Beim Druck liegt die Farbe auf meist weißem Papier. Das Papier reflektiert das Licht, nachdem die Farbschichten bestimmte Spektralanteile absorbiert haben.

Additiv und subtraktiv im Vergleich

Merkmal	Additive Farbmischung	Subtraktive Farbmischung
Ausgangspunkt	Dunkelheit beziehungsweise kein Licht	Weißes einfallendes Licht
Grundfarben	Rot, Grün, Blau	Cyan, Magenta, Gelb
Vorgang	Lichtanteile werden überlagert	Lichtanteile werden absorbiert
Mischung aller Grundfarben	Weiß	Idealisiert Schwarz
Typische Anwendungen	Bildschirm, Beamer, Bühne	Druck, Malfarbe, Farbfilter
Physikalische Leitidee	Spektren werden addiert	Durchgelassene oder reflektierte Spektren werden eingeschränkt

Häufige Denkfehler

Gelb ist nicht immer eine Spektralfarbe: Auf einem Bildschirm entsteht Gelb meist durch rotes und grünes Licht. Dieser Farbeindruck kann ähnlich aussehen wie schmalbandiges gelbes Licht, obwohl die Spektren verschieden sind.
Malfarben folgen nicht exakt dem Schulmodell: Reale Pigmente besitzen breite und unregelmäßige Absorptionsbereiche.
Schwarz ist kein Lichtgemisch: Bei additiver Mischung bedeutet Schwarz fehlendes Licht. Beim Druck entsteht Schwarz durch starke Absorption.
Grundfarben sind modellabhängig: RGB und CMY sind keine universellen Listen für jede technische oder künstlerische Situation.

Beobachten und Vorhersagen

Beispiel Bildschirm

Ein Bildschirm zeigt Gelb, indem rote und grüne Subpixel leuchten, während der blaue Anteil gering bleibt. Erhöht man alle drei RGB-Anteile gleichmäßig, wird die Anzeige heller und nähert sich einem Grau- oder Weißton.

Beispiel Farbfilter

Weißes Licht trifft zuerst auf einen Gelbfilter. Der Filter schwächt den blauen Anteil. Danach folgt ein Cyanfilter, der den roten Anteil schwächt. Vor allem grünes Licht bleibt übrig. Die Kombination erscheint daher grün.

Beispiel Drucker

Für eine rote Druckfläche werden idealisiert Magenta und Gelb kombiniert. Magenta schwächt Grün, Gelb schwächt Blau. Rot wird am stärksten reflektiert. Zusätzliche schwarze Tinte kann Konturen und dunkle Bereiche verbessern.

Vertiefung: Farbraum und Grenzen

Ein Gerät kann nicht jeden für Menschen sichtbaren Farbeindruck erzeugen. Die Menge darstellbarer Farben heißt Farbraum. Ein RGB-Bildschirm und ein CMYK-Drucker besitzen unterschiedliche Farbräume. Deshalb kann eine leuchtende Bildschirmfarbe im Ausdruck matter wirken. Farbmanagement versucht, die Darstellung verschiedener Geräte aufeinander abzustimmen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Grundfarben gehören zur additiven Farbmischung? (Rot Grün Blau) (!Cyan Magenta Gelb) (!Rot Gelb Blau) (!Orange Grün Violett)

Welche Farbe entsteht additiv aus rotem und grünem Licht? (Gelb) (!Cyan) (!Blau) (!Schwarz)

Welche Farbe entsteht additiv aus allen drei RGB-Grundfarben bei passender Intensität? (Weiß) (!Schwarz) (!Braun) (!Magenta)

Welche Grundfarben gehören zur idealisierten subtraktiven Farbmischung? (Cyan Magenta Gelb) (!Rot Grün Blau) (!Rot Gelb Grün) (!Blau Weiß Schwarz)

Welche Farbe entsteht subtraktiv aus Cyan und Gelb? (Grün) (!Rot) (!Magenta) (!Weiß)

Was geschieht bei einem Farbfilter hauptsächlich? (Bestimmte Lichtanteile werden absorbiert) (!Alle Lichtanteile werden verstärkt) (!Licht wird vollständig in Schall umgewandelt) (!Jede Wellenlänge wird gleich stark reflektiert)

Welches Gerät arbeitet typischerweise mit additiver Farbmischung? (Bildschirm) (!Tintenstrahldrucker) (!Wasserfarbkasten) (!Druckmaschine)

Warum enthält der CMYK-Druck schwarze Tinte? (Für tiefe neutrale Schwarztöne und klare Details) (!Damit der Druck selbst Licht aussendet) (!Damit aus Rot und Grün Weiß entsteht) (!Damit Papier durchsichtig wird)

Welche beiden additiven Lichtfarben ergeben Cyan? (Grün und Blau) (!Rot und Grün) (!Rot und Blau) (!Gelb und Magenta)

Was bedeutet Schwarz bei einem ausgeschalteten Bildschirm? (Es gelangt kaum Licht vom Bildschirm zum Auge) (!Alle RGB-Anteile leuchten maximal) (!Cyan und Gelb werden gedruckt) (!Weißes Licht wird durch ein Prisma zerlegt)

Memory

Additive Grundfarben	Rot Grün Blau
Subtraktive Grundfarben	Cyan Magenta Gelb
Vollständige Lichtaddition	Weißer Farbeindruck
Fehlende Lichtemission	Schwarzer Bildschirm
Typische RGB-Anwendung	Leuchtendes Display
Typische CMYK-Anwendung	Vierfarbiger Druck
Roter Komplementärpartner	Cyaner Lichtanteil
Spektrale Verringerung	Absorption im Material

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Farbmischungsart
Smartphone-Display	Additive Farbmischung
Tintenstrahldruck	Subtraktive Farbmischung
Bühnenbeleuchtung	Additive Lichtüberlagerung
Wasserfarbenbild	Subtraktive Pigmentmischung
Hintereinanderliegende Farbfilter	Subtraktive Filterwirkung

...

Kreuzworträtsel

Lichtquelle	Was sendet bei der additiven Farbmischung farbiges Licht aus?
Absorption	Welcher Vorgang entfernt bestimmte Lichtanteile?
Reflexion	Welcher Vorgang wirft Licht an einer Oberfläche zurück?
Magenta	Welche subtraktive Grundfarbe absorbiert idealisiert vor allem Grün?
Cyan	Welche subtraktive Grundfarbe absorbiert idealisiert vor allem Rot?
Pixel	Wie heißt das kleinste adressierbare Bildelement eines Displays?

LearningApps

Lückentext

Bei der additiven Farbmischung werden farbige

überlagert. Die drei Grundfarben des RGB-Modells heißen Rot, Grün und

. Rotes und grünes Licht erzeugen gemeinsam den Farbeindruck

. Treffen Rot, Grün und Blau mit passender Intensität zusammen, erscheint die Mischung

. Ein ausgeschalteter Bildschirm erscheint schwarz, weil er kaum

aussendet. Bei der subtraktiven Farbmischung werden bestimmte Wellenlängen durch Pigmente oder Filter

. Die drei idealisierten Grundfarben heißen Cyan, Magenta und

. Cyan und Magenta ergeben im idealen Modell

. Gelb und Cyan ergeben

. Reale CMY-Farben erzeugen zusammen oft kein tiefes

. Deshalb verwenden Drucker zusätzlich schwarze Tinte im Modell

. Ein Monitor und ein Drucker können unterschiedliche Mengen sichtbarer Farben darstellen; diese Menge nennt man

.

Offene Aufgaben

Leicht

RGB-Suche: Finde drei Geräte in Deiner Umgebung, die additive Farbmischung verwenden, und begründe Deine Auswahl mit je einem Satz.
CMYK-Suche: Untersuche eine farbig gedruckte Seite mit einer Lupe und beschreibe sichtbare Farbpunkte oder Raster.
Farbprognose: Erstelle sechs Karten mit Farbmischungen und notiere auf der Rückseite die erwarteten Ergebnisse.
Display-Makroaufnahme: Fotografiere einen Bildschirm stark vergrößert und markiere rote, grüne und blaue Subpixel.

Standard

Farbige Schatten: Plane ein sicheres Experiment mit zwei oder drei farbigen Lichtquellen, dokumentiere Aufbau, Beobachtung und Erklärung.
Filterkette: Untersuche nacheinander angeordnete Farbfolien und erkläre, warum die Reihenfolge idealisiert kaum, die Materialqualität aber deutlich wirken kann.
Pigmentvergleich: Mische verschiedene Malfarben und vergleiche die Ergebnisse mit den idealen CMY-Regeln.
Bildschirm und Ausdruck: Erstelle am Computer eine sehr leuchtende Farbe, drucke sie aus und analysiere die sichtbaren Unterschiede.

Schwer

Spektralanalyse: Nutze ein einfaches Spektroskop oder ein Beugungsgitter, um das Spektrum einer weißen LED und einer RGB-Anzeige zu vergleichen.
Erklärvideo Farbmischung: Produziere ein kurzes Lernvideo, das eine additive und eine subtraktive Mischung experimentell zeigt.
Farbmanagement-Fallstudie: Recherchiere, warum Farben zwischen Kamera, Bildschirm und Druck abweichen, und entwickle einen Ablauf zur Verringerung der Unterschiede.
Modellkritik: Formuliere eine begründete Kritik an der Aussage, alle Farben ließen sich vollständig aus drei Grundfarben herstellen.

Lernkontrolle

Experiment auswerten: Auf einer weißen Wand überlagern sich rotes, grünes und blaues Licht. Ein Gegenstand blockiert nur das blaue Licht. Leite die Farbe des betreffenden Schattens her und begründe Deine Lösung.
Filterproblem lösen: Weißes Licht durchläuft zuerst einen Magentafilter und danach einen Gelbfilter. Erkläre anhand der absorbierten Lichtanteile, welche Farbe idealisiert übrig bleibt.
Technik vergleichen: Vergleiche die Farberzeugung eines Beamers mit der eines Farbdruckers. Beziehe Lichtquelle, Mischung, Helligkeit und Endergebnis ein.
Fehlvorstellung prüfen: Beurteile die Aussage „Gelb ist immer Licht einer einzigen Wellenlänge“ und entwickle ein Gegenbeispiel aus der Bildschirmtechnik.
Alltagstransfer: Erkläre, warum ein cyanfarbenes T-Shirt unter rotem Licht sehr dunkel erscheinen kann.
Modellgrenze untersuchen: Begründe, warum drei reale Druckfarben gemeinsam häufig kein tiefes Schwarz ergeben und welche technische Lösung eingesetzt wird.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

additive und subtraktive Farbmischung sicher unterscheidest,
RGB- und CMY-Grundfarben korrekt verwendest,
Mischfarben begründet vorhersagst,
Absorption, Reflexion, Transmission und Emission passend einsetzt,
Bildschirm, Beleuchtung, Pigment und Drucker dem richtigen Modell zuordnest,
Beobachtungen aus Experimenten nachvollziehbar auswertest,
Grenzen idealisierter Farbmodelle erkennst,
eine Anwendung oder ein eigenes Experiment verständlich dokumentierst.

OERs zum Thema

Freie Medien und Vertiefung

Verknüpfte Lernbereiche

Additive und subtraktive Farbmischung - Physik

aiMOOC-Projekte

Schulfach+

Prüfungsliteratur 2026
Bundesland	Bücher	Kurzbeschreibung
Baden-Württemberg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Mittlere Reife Der Markisenmann - Jan Weiler oder Als die Welt uns gehörte - Liz Kessler Ein Schatten wie ein Leopard - Myron Levoy oder Pampa Blues - Rolf Lappert	Abitur Dorfrichter-Komödie über Wahrheit/Schuld; Roman über einen Ort und deutsche Geschichte. Mittlere Reife Wahllektüren (Roadtrip-Vater-Sohn / Jugendroman im NS-Kontext / Coming-of-age / Provinzroman).
Bayern	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Lustspiel über Machtmissbrauch und Recht; Roman als Zeitschnitt deutscher Geschichte an einem Haus/Grundstück.
Berlin/Brandenburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Der Biberpelz - Gerhart Hauptmann Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Gerichtskomödie; soziales Drama um Ausbeutung/Armut; Komödie/Satire um Diebstahl und Obrigkeit; Roman über Erinnerungsräume und Umbrüche.
Bremen	Abitur Nach Mitternacht - Irmgard Keun Mario und der Zauberer - Thomas Mann Emilia Galotti - Gotthold Ephraim Lessing oder Miss Sara Sampson - Gotthold Ephraim Lessing	Abitur Roman in der NS-Zeit (Alltag, Anpassung, Angst); Novelle über Verführung/Massenpsychologie; bürgerliche Trauerspiele (Moral, Macht, Stand).
Hamburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun	Abitur Justiz-/Machtkritik als Komödie; Großstadtroman der Weimarer Zeit (Rollenbilder, Aufstiegsträume, soziale Realität).
Hessen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Prozess - Franz Kafka	Abitur Gerichtskomödie; Fragmentdrama über Gewalt/Entmenschlichung; Erinnerungsroman über deutsche Brüche; moderner Roman über Schuld, Macht und Bürokratie.
Niedersachsen	Abitur Der zerbrochene Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun Die Marquise von O. - Heinrich von Kleist Über das Marionettentheater - Heinrich von Kleist	Abitur Schwerpunkt auf Drama/Roman sowie Kleist-Prosatext und Essay (Ehre, Gewalt, Unschuld; Ästhetik/„Anmut“).
Nordrhein-Westfalen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Komödie über Wahrheit und Autorität; Roman als literarische „Geschichtsschichtung“ an einem Ort.
Saarland	Abitur Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Furor - Lutz Hübner und Sarah Nemitz Bahnwärter Thiel - Gerhart Hauptmann	Abitur Erinnerungsroman an einem Ort; zeitgenössisches Drama über Eskalation/Populismus; naturalistische Novelle (Pflicht/Überforderung/Abgrund).
Sachsen (berufliches Gymnasium)	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Irrungen, Wirrungen - Theodor Fontane Der gute Mensch von Sezuan - Bertolt Brecht Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Trafikant - Robert Seethaler	Abitur Mischung aus Klassiker-Drama, sozialem Drama, realistischem Roman, epischem Theater und Gegenwarts-/Erinnerungsroman; zusätzlich Coming-of-age im historischen Kontext.
Sachsen-Anhalt	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Themenfelder)	Abitur Schwerpunktsetzung über Themenfelder (u. a. Literatur um 1900; Sprache in politisch-gesellschaftlichen Kontexten), ohne feste Einzeltitel.
Schleswig-Holstein	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Recht/Gerechtigkeit und historische Tiefenschichten eines Ortes – umgesetzt über Drama und Gegenwartsroman.
Thüringen	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool)	Abitur In der Praxis häufig Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool; landesweite Einzeltitel je nach Vorgabe/Handreichung nicht einheitlich ausgewiesen.
Mecklenburg-Vorpommern	Abitur (Quelle aktuell technisch nicht abrufbar; Beteiligung am gemeinsamen Aufgabenpool bekannt)	Abitur Land beteiligt sich am länderübergreifenden Aufgabenpool; konkrete, veröffentlichte Einzeltitel konnten hier nicht ausgelesen werden.
Rheinland-Pfalz	Abitur (keine landesweit einheitliche Pflichtlektüre; schulische Auswahl)	Abitur Keine landesweite Einheitsliste; Auswahl kann schul-/kursbezogen erfolgen.