How big is 보라색 빛 파장?
400 nanómetros!
보라색은 사람이 볼 수 있는 빛 가운데 파장이 가장 짧은 빛의 색이다. 이 사이트가 보여 주는 보라색 빛의 파장은 400나노미터로, 사람의 눈이 감지할 수 있는 가장 짧은 파장에 가깝다. 나노미터는 10억분의 1미터이다.
파장
빛은 파동으로 이동하며, 파장은 파동의 마루 하나에서 다음 마루까지의 거리이다. 빛은 색마다 파장이 다르다. 흰빛이 프리즘을 통과하면 색들이 무지개처럼 갈라지는데, 한쪽 끝은 빨간색이고 반대쪽 끝은 보라색이다.
사람의 눈은 보통 약 380~700나노미터의 파장을 감지한다. 보라색은 짧은 쪽 끝인 약 380나노미터 부근에, 빨간색은 긴 쪽 끝인 약 700나노미터 부근에 있다. 따라서 400나노미터는 사람이 볼 수 있는 범위의 가장자리에 가까운 보라색 빛이다.
이 가장자리는 뚜렷하지 않다. 빛을 측정하는 기준을 정하는 국제조명위원회는 가시광선에 정확한 한계는 없다고 말한다. 아주 밝은 광원은 400나노미터보다 짧은 파장에서도 보이는 경우가 있기 때문이다. 위원회는 짧은 쪽 한계를 360~400나노미터 사이 어디쯤으로 본다.
크기 비교
- 보라색 빛의 파동 약 200~250개를 끝과 끝을 맞대어 한 줄로 늘어놓으면 사람 머리카락의 굵기에 이른다. 머리카락의 굵기는 80~100마이크로미터이다. 마이크로미터는 1밀리미터의 1,000분의 1이다.
- 보라색 빛의 파동 약 19개가 적혈구의 지름에 걸쳐 놓인다. 적혈구는 지름이 약 7.5마이크로미터이다.
- 길이가 약 700나노미터인 적색광의 파동은 보라색 빛 파동의 1.75배이다.
- 이 사이트에 나오는 자외선의 파동은 길이가 60나노미터이며, 보라색 빛의 파동은 그 약 6.7배이다. 자외선은 사람의 눈으로 볼 수 없다.
- 400나노미터 빛을 쓰면 성능이 좋은 광학 현미경은 약 0.2마이크로미터(200나노미터) 떨어진 세부 구조를 구분할 수 있으며, 이는 파장의 약 절반이다. 파장과 세부 구조 사이의 이 관계가 광학 현미경의 한계를 정한다.
- 보라색 빛의 파동 하나의 길이가 사람의 키 1.7미터와 같다면, 적혈구는 지름이 약 32미터일 것이다.
눈이 보라색을 보는 방식
눈의 원추세포는 가시광선이라는 좁은 파장 대역에 맞춰진 수신기처럼 작용한다. 눈은 이 대역의 가운데에 비해 보라색에는 훨씬 덜 반응한다. 낮에는 400나노미터 빛의 밝기가, 같은 출력의 555나노미터 녹색광의 약 2,500분의 1밖에 되지 않는 것으로 보인다. 눈은 이 녹색광의 파장에 가장 민감하게 반응한다. 그래서 보라색 빛은 같은 출력의 녹색광 옆에서 어둡게 보인다.
보라색 너머
보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라고 한다. 가시광선 바로 옆 대역인 UV-A는 315~400나노미터에 걸쳐 있다. 호박벌 같은 일부 곤충은 근자외선을 볼 수 있지만, 사람의 눈은 보통 볼 수 없다.
1801년에 요한 리터는 이 보이지 않는 빛이 존재함을 보여 주었다. 그는 사진용 감광지가 빨간빛에서보다 파란빛에서 더 빨리 검게 변한다는 것을 알고 있었다. 그가 스펙트럼의 보라색 끝 너머, 아무 빛도 보이지 않는 곳에 감광지를 놓았더니 감광지는 그래도 검게 변했다.
출처
- 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.