How big is Longueur d'onde de la lumière violette?

Le violet est la couleur des plus courtes longueurs d'onde de lumière que les humains peuvent voir. L'explorateur montre une lumière violette d'une longueur d'onde de 400 nanomètres, proche de la plus courte que l'œil humain puisse détecter. Un nanomètre est un milliardième de mètre.

Longueur d'onde

La lumière se propage comme une onde, et sa longueur d'onde est la distance entre deux crêtes successives de cette onde. Chaque couleur de lumière a une longueur d'onde différente. Quand la lumière blanche traverse un prisme, les couleurs se séparent en un arc-en-ciel, avec le rouge à une extrémité et le violet à l'autre.

L'œil humain détecte généralement des longueurs d'onde allant d'environ 380 à 700 nanomètres. Le violet se situe à l'extrémité courte, autour de 380 nanomètres, et le rouge à l'extrémité longue, autour de 700 nanomètres. Ainsi, 400 nanomètres correspond à une lumière violette proche de la limite de ce que les humains peuvent voir.

Cette limite n'est pas nette. La Commission internationale de l'éclairage, qui établit les normes de mesure de la lumière, indique qu'il n'existe pas de limites précises à la lumière visible. Cela s'explique par le fait que des sources très lumineuses sont parfois visibles à des longueurs d'onde inférieures à 400 nanomètres. La commission situe la limite courte quelque part entre 360 et 400 nanomètres.

Comparaisons de taille

• Environ 200 à 250 ondes violettes, mises bout à bout, couvriraient la largeur d'un cheveu, qui mesure de 80 à 100 micromètres de large. Un micromètre est un millième de millimètre.
• Environ 19 ondes violettes s'étendraient sur la largeur d'un globule rouge, qui mesure environ 7,5 micromètres de large.
• Les ondes de la lumière rouge, d'environ 700 nanomètres, sont 1,75 fois plus longues que celles-ci.
• Les ondes violettes sont environ 6,7 fois plus longues que les ondes de 60 nanomètres de la lumière ultraviolette de l'explorateur, invisible à l'œil humain.
• Avec une lumière de 400 nanomètres, un bon microscope optique peut distinguer des détails espacés d'environ 0,2 micromètre (200 nanomètres), soit environ une demi-longueur d'onde. Ce lien entre longueur d'onde et détail détermine la limite des microscopes optiques.
• Si une onde violette avait la longueur d'une personne de 1,7 mètre, un globule rouge mesurerait environ 32 mètres de diamètre.

Comment l'œil voit le violet

Les cônes de l'œil agissent comme des récepteurs réglés sur l'étroite bande des longueurs d'onde visibles. L'œil réagit beaucoup moins bien au violet qu'au milieu de cette bande. En plein jour, une lumière de 400 nanomètres ne paraît qu'environ 2 500 fois moins lumineuse qu'une lumière verte de même puissance à 555 nanomètres, la longueur d'onde à laquelle l'œil est le plus sensible. C'est pourquoi la lumière violette paraît terne à côté d'une lumière verte de même puissance.

Au-delà du violet

La lumière dont la longueur d'onde est plus courte que celle du violet est appelée lumière ultraviolette. La bande la plus proche de la lumière visible, les UV-A, s'étend de 315 à 400 nanomètres. Certains insectes, comme les bourdons, peuvent voir la lumière proche ultraviolette, que l'œil humain ne perçoit normalement pas.

En 1801, Johann Ritter a démontré l'existence de cette lumière invisible. Il savait que le papier photographique noircissait plus vite sous une lumière bleue que sous une lumière rouge. Il a placé du papier au-delà de l'extrémité violette du spectre, là où aucune lumière n'était visible, et le papier a quand même noirci.

Sources

• Visible Light. NASA Science, 2023.
• Anatomy of an Electromagnetic Wave. NASA Science, 2023.
• Ultraviolet Waves. NASA Science, 2023.
• Visible radiation. International Commission on Illumination, International Lighting Vocabulary, 2020.
• Ultraviolet radiation. International Commission on Illumination, International Lighting Vocabulary, 2020.
• CIE spectral luminous efficiency for photopic vision. International Commission on Illumination, 2019.
• Resolution. Nikon MicroscopyU.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
• Erythrocytes. In Anatomy and Physiology, 2nd edition. OpenStax, 2022.