How big is Wellenlänge von violettem Licht?

Violett ist die Farbe der kürzesten Lichtwellenlängen, die Menschen wahrnehmen können. Der Explorer zeigt violettes Licht mit einer Wellenlänge von 400 Nanometern, nahe der kürzesten, die das menschliche Auge erkennen kann. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter.

Wellenlänge

Licht breitet sich als Welle aus, und seine Wellenlänge ist der Abstand von einem Wellenkamm zum nächsten. Jede Lichtfarbe hat eine andere Wellenlänge. Fällt weißes Licht durch ein Prisma, fächern sich die Farben zu einem Regenbogen auf, mit Rot an einem Ende und Violett am anderen.

Das menschliche Auge nimmt üblicherweise Wellenlängen von etwa 380 bis 700 Nanometern wahr. Violett liegt am kurzwelligen Ende bei etwa 380 Nanometern, Rot am langwelligen Ende bei etwa 700 Nanometern. 400 Nanometer entsprechen also violettem Licht nahe der Grenze dessen, was Menschen sehen können.

Diese Grenze ist nicht scharf. Die Internationale Beleuchtungskommission, die Normen für die Messung von Licht festlegt, erklärt, dass es keine genauen Grenzen für sichtbares Licht gibt. Das liegt daran, dass sehr helle Lichtquellen manchmal auch bei Wellenlängen unter 400 Nanometern noch sichtbar sind. Die Kommission setzt die untere Grenze irgendwo zwischen 360 und 400 Nanometern an.

Größenvergleiche

• Etwa 200–250 violette Wellen würden, aneinandergereiht, die Breite eines menschlichen Haares überspannen, das 80–100 Mikrometer breit ist. Ein Mikrometer ist ein Tausendstel Millimeter.
• Etwa 19 violette Wellen würden sich über ein rotes Blutkörperchen erstrecken, das etwa 7,5 Mikrometer breit ist.
• Die Wellen von rotem Licht, etwa 700 Nanometer lang, sind 1,75-mal so lang wie diese.
• Violette Wellen sind etwa 6,7-mal so lang wie die 60-Nanometer-Wellen des ultravioletten Lichts im Explorer, das das menschliche Auge nicht sehen kann.
• Mit Licht von 400 Nanometern Wellenlänge kann ein gutes Lichtmikroskop Details auflösen, die etwa 0,2 Mikrometer (200 Nanometer) auseinanderliegen – etwa eine halbe Wellenlänge. Dieser Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Detailschärfe bestimmt die Grenze optischer Mikroskope.
• Wäre eine violette Welle so lang wie eine 1,70 Meter große Person, hätte ein rotes Blutkörperchen einen Durchmesser von etwa 32 Metern.

Wie das Auge Violett sieht

Zapfenzellen im Auge wirken wie Empfänger, die auf das schmale Band der sichtbaren Wellenlängen abgestimmt sind. Das Auge reagiert auf Violett viel schwächer als auf die Mitte dieses Bandes. Bei Tageslicht erscheint Licht von 400 Nanometern nur etwa 1/2.500 so hell wie grünes Licht gleicher Leistung bei 555 Nanometern, der Wellenlänge, für die das Auge am empfindlichsten ist. Deshalb wirkt violettes Licht neben grünem Licht gleicher Leistung dunkel.

Jenseits von Violett

Licht mit kürzeren Wellenlängen als Violett wird ultraviolettes Licht genannt. Das an das sichtbare Licht angrenzende Band, UV-A, reicht von 315 bis 400 Nanometern. Manche Insekten, etwa Hummeln, können nahes ultraviolettes Licht sehen, das für das menschliche Auge normalerweise unsichtbar ist.

1801 wies Johann Ritter nach, dass dieses unsichtbare Licht existiert. Er wusste, dass sich fotografisches Papier in blauem Licht schneller schwarz färbte als in rotem. Er legte Papier jenseits des violetten Endes des Spektrums aus, wo kein Licht mehr zu sehen war, und es färbte sich trotzdem schwarz.

Quellen

• 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.