Dichromatismus (oder Polychromatismus) ist ein Phänomen, bei dem der Farbton eines Materials oder einer Lösung sowohl von der Konzentration der absorbierenden Substanz als auch von der Tiefe oder Dicke des durchquerten Mediums abhängt. Bei den meisten Substanzen, die nicht dichromatisch sind, hängt nur die Helligkeit und Sättigung der Farbe von ihrer Konzentration und Schichtdicke ab.

Beispiele für dichromatische Substanzen sind Kürbiskernöl, Bromphenolblau und Resazurin. Wenn die Kürbiskernölschicht weniger als 0,7 mm dick ist, erscheint das Öl hellgrün, und in einer dickeren Schicht erscheint es hellrot.

Das Phänomen steht sowohl mit den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Substanz als auch mit der physiologischen Reaktion des menschlichen Sehsystems auf die Farbe in Zusammenhang. Diese kombinierte physikochemisch-physiologische Basis wurde erstmals 2007 erläutert.

Physische Erklärung
Dichromatische Eigenschaften können durch das Beer-Lambert-Gesetz und durch die Anregungseigenschaften der drei Arten von Kegelphotorezeptoren in der menschlichen Retina erklärt werden. Dichromatismus ist potenziell in jeder Substanz beobachtbar, die ein Absorptionsspektrum mit einem breiten, aber flachen lokalen Minimum und einem schmalen, aber tiefen lokalen Minimum aufweist. Die scheinbare Breite des tiefen Minimums kann auch durch das Ende des sichtbaren Bereichs des menschlichen Auges begrenzt sein; In diesem Fall muss die wahre volle Breite nicht notwendigerweise schmal sein. Wenn die Dicke der Substanz zunimmt, ändert sich der wahrgenommene Farbton von dem, der durch die Position des breiten, aber flachen Minimums (in dünnen Schichten) definiert ist, zu dem Farbton des tiefen, aber schmalen Minimums (in dicken Schichten).

Das Absorptionsspektrum von Kürbiskernöl hat das breite, aber flache Minimum im grünen Bereich des Spektrums und das tiefe lokale Minimum im roten Bereich. In dünnen Schichten ist die Absorption bei irgendeiner spezifischen grünen Wellenlänge nicht so niedrig wie für das rote Minimum, aber eine breitere Bande von grünlichen Wellenlängen wird übertragen, und daher ist das Gesamterscheinungsbild grün. Der Effekt wird durch die größere Empfindlichkeit gegenüber Grün der Photorezeptoren in dem menschlichen Auge und die Verengung der Rot-Durchlässigkeitsbande durch die langwellige Grenze der Photorezeptor-Empfindlichkeit des Kegels verbessert. Nach dem Beer-Lambert-Gesetz nimmt bei Betrachtung durch die farbige Substanz (und somit Ignorierung der Reflexion) der Anteil des bei einer gegebenen Wellenlänge transmittierten Lichts T exponentiell mit der Dicke t ab, T = e-at, wobei a die Extinktion ist bei dieser Wellenlänge. Sei G = e-aGt die grüne Transmission und R = e-aRt die rote Transmission. Das Verhältnis der zwei übertragenen Intensitäten ist dann (G / R) = e (aR-aG) t. Wenn die rote Extinktion kleiner als die grüne ist, nimmt mit steigender Dicke t auch das Verhältnis von rotem zu grünem transmittiertem Licht zu, was dazu führt, dass der scheinbare Farbton der Farbe von grün zu rot wechselt.

Quantifizierung
Das Ausmaß des Dichromatismus des Materials kann durch den Krefts-Dichromatizitätsindex (DI) quantifiziert werden. Es ist definiert als der Unterschied im Farbtonwinkel (Δhab) zwischen der Farbe der Probe bei der Verdünnung, wo die Farbsättigung (Farbsättigung) maximal ist und der Farbe von viermal mehr verdünnt (oder dünner) und viermal konzentrierter (oder dicker) Probe. Die zwei Farbtonwinkelunterschiede werden als Dichromatizitätsindex in Richtung heller (Krefts DIL) bzw. Dichromatikindex in Richtung dunkler (Krefts DID) bezeichnet. Krefts Dichromatizitätsindex DIL und DID für Kürbiskernöl, das zu den am stärksten dichromatischen Substanzen zählt, sind -9 bzw. -44. Dies bedeutet, dass Kürbisöl seine Farbe von grün-gelb zu orange-rot wechselt (für 44 Grad im Lab-Farbraum), wenn die Dicke der beobachteten Schicht von ca. 0,5 mm auf 2 mm erhöht wird; und es ändert sich leicht in Richtung Grün (für 9 Grad), wenn seine Dicke 4-fach reduziert wird.

Geschichte
Eine Aufzeichnung von William Herschel (1738-1822) zeigt, dass er 1801 bei der Arbeit an einem frühen Sonnenteleskop den Dichromatismus mit einer Lösung von Eisen (II) -sulfat und Tinktur von Nussschalen beobachtete, aber er erkannte den Effekt nicht.