How big is Długość fali światła fioletowego?

Fiolet to kolor najkrótszych fal światła, jakie widzą ludzie. Eksplorator pokazuje światło fioletowe o długości fali 400 nanometrów, bliskiej najkrótszej, jaką potrafi wykryć ludzkie oko. Nanometr to miliardowa część metra.

Długość fali

Światło rozchodzi się jako fala, a długość tej fali to odległość od jednego grzbietu do następnego. Każdy kolor światła ma inną długość fali. Gdy światło białe przechodzi przez pryzmat, kolory rozchodzą się, tworząc tęczę, z czerwienią na jednym końcu i fioletem na drugim.

Ludzkie oko zwykle wykrywa fale o długościach od około 380 do 700 nanometrów. Fiolet znajduje się na krótkim końcu, przy długości fali około 380 nanometrów, a czerwień na długim, przy długości fali około 700 nanometrów. Dlatego 400 nanometrów to światło fioletowe blisko granicy tego, co ludzie widzą.

Ta granica nie jest ostra. Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa, która ustala normy pomiaru światła, podaje, że światło widzialne nie ma dokładnych granic. Dzieje się tak, ponieważ bardzo jasne źródła bywają widoczne przy falach krótszych niż 400 nanometrów. Komisja umieszcza krótkofalową granicę gdzieś między 360 a 400 nanometrów.

Porównania rozmiarów

• Około 200–250 fal fioletowych ułożonych jeden za drugim zajęłoby szerokość ludzkiego włosa, która wynosi 80–100 mikrometrów. Mikrometr to tysięczna część milimetra.
• Około 19 fal fioletowych sięgałoby w poprzek krwinki czerwonej, która ma około 7,5 mikrometra szerokości.
• Fale światła czerwonego, o długości około 700 nanometrów, są 1,75 raza dłuższe niż fale fioletowe.
• Fale fioletowe są około 6,7 raza dłuższe niż 60-nanometrowe fale światła ultrafioletowego pokazanego w eksploratorze. Ludzkie oko nie widzi tego światła.
• Przy świetle o długości 400 nanometrów dobry mikroskop świetlny potrafi rozdzielić szczegóły oddalone o około 0,2 mikrometra (200 nanometrów), czyli o około pół długości fali. Ta zależność między długością fali a szczegółami wyznacza granicę mikroskopów optycznych.
• Gdyby jedna fala fioletowa była tak długa jak osoba o wzroście 1,7 metra, krwinka czerwona miałaby około 32 metrów średnicy.

Jak oko widzi fiolet

Komórki czopkowe w oku działają jak odbiorniki dostrojone do wąskiego pasma widzialnych długości fal. Oko reaguje na fiolet znacznie słabiej niż na środek tego pasma. W świetle dziennym światło o długości fali 400 nanometrów wydaje się mieć tylko około 1/2500 jasności światła zielonego o długości fali 555 nanometrów i takiej samej mocy. Na tę długość fali oko jest najbardziej wrażliwe. Dlatego światło fioletowe wydaje się przyćmione w porównaniu ze światłem zielonym o tej samej mocy.

Poza fioletem

Światło o falach krótszych niż fioletowe nazywa się światłem ultrafioletowym. Pasmo sąsiadujące ze światłem widzialnym, UV-A, rozciąga się od 315 do 400 nanometrów. Niektóre owady, na przykład trzmiele, widzą bliski ultrafiolet, którego ludzkie oko normalnie nie widzi.

W 1801 roku Johann Ritter wykazał, że to niewidzialne światło istnieje. Wiedział, że papier fotograficzny czernieje szybciej w świetle niebieskim niż w czerwonym. Położył papier za fioletowym końcem widma, tam, gdzie nie było widać żadnego światła, a papier mimo to poczerniał.

Źródła

• 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.