How big is 紫光波长?
400 nanómetros!
紫色是人眼所能看到的光中波长最短的颜色。本站所示的紫光波长为 400 纳米，接近人眼所能探测到的最短波长。纳米是十亿分之一米。
波长
光以波的形式传播，其波长是相邻两个波峰之间的距离。每种颜色的光都有不同的波长。白光穿过棱镜时，各种颜色会分散开来，形成一道彩虹，红色位于一端，紫色位于另一端。
人眼通常能探测到约 380 至 700 纳米的波长。紫色位于短波一端，约为 380 纳米；红色位于长波一端，约为 700 纳米。因此，400 纳米的紫光已接近人眼可见范围的边缘。
这条边界并不清晰。负责制定光测量标准的国际照明委员会指出，可见光并没有精确的界限，因为非常明亮的光源有时在短于 400 纳米的波长下依然可见。该委员会将短波极限定在 360 至 400 纳米之间。
大小比较
- 大约 200–250 个紫光波长首尾相连，就能铺满一根人类头发的宽度，头发宽约 80–100 微米。微米是千分之一毫米。
- 大约 19 个紫光波长首尾相连，就能跨过一个红细胞，红细胞宽约 7.5 微米。
- 红光的波长约为 700 纳米，是紫光波长的 1.75 倍。
- 紫光的波长约为本站所示紫外线波长（60 纳米）的 6.7 倍，而人眼无法看到紫外线。
- 用 400 纳米波长的光时，一台优良的光学显微镜能分辨相距约 0.2 微米（200 纳米）的细节，约为波长的一半。波长与可分辨细节之间的这种关系，决定了光学显微镜的极限。
- 如果一个紫光波长有身高 1.7 米的人那么长，红细胞就会有约 32 米宽。
眼睛如何感知紫色
眼睛中的视锥细胞就像专门接收可见光窄波段的接收器。相比这一波段的中段，眼睛对紫色的反应要弱得多。在日光下，同等功率的 400 纳米光看起来只有 555 纳米绿光亮度的约 2500 分之一——这正是眼睛最敏感的波长。这就是紫光在同等功率的绿光旁边显得暗淡的原因。
紫色之外
波长比紫光更短的光称为紫外线。紧邻可见光的波段是 UV-A（长波紫外线），范围是 315 至 400 纳米。一些昆虫，比如熊蜂，能够看到近紫外光，而人眼通常看不到这种光。
1801 年，约翰·里特证明了这种不可见光的存在。他知道感光纸在蓝光下比在红光下变黑得更快。于是他把感光纸放在光谱紫色端之外、肉眼看不到任何光的地方，结果它依然变黑了。
参考资料
- 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.