가시광선: 좁은 창

전자기 스펙트럼은 피코미터(감마선)에서 킬로미터(전파)까지의 파장을 아우릅니다. 인간의 눈은 놀라울 정도로 좁은 대역, 대략 380~700나노미터에만 반응합니다. 이 작은 영역 안에 인류가 이름 붙인 모든 색상이 존재합니다. 이 도구의 각 파장은 유리 프리즘으로 햇빛을 분리할 때 생성되는 것과 같은 단일 순수 스펙트럼 색상에 해당합니다.

뉴턴과 프리즘

1666년, 아이작 뉴턴은 햇빛을 삼각 유리 프리즘에 통과시켜 보라, 파랑, 초록, 노랑, 주황, 빨강의 연속적인 색상 띠로 펼쳐지는 것을 관찰했습니다. 뉴턴은 백색광이 모든 가시광선 파장이 중첩된 합성물임을 인식했습니다. 그는 이 무지개 같은 현상을 스펙트럼이라는 단어로 명명했습니다. 이 실험은 색상이 유리에 의해 추가되는 것이 아니라 파장에 담긴 빛 자체의 속성임을 증명했습니다.

파장에서 색상으로

이 도구는 Dan Bruton의 스펙트럼 근사 알고리즘을 사용하여 각 파장을 가장 가까운 RGB 값으로 변환합니다. 순수 스펙트럼 색상은 RGB 모니터가 근사적으로만 표현할 수 있는 좁은 색역을 차지합니다. 예를 들어, 520nm의 선명한 스펙트럼 초록색은 화면이 물리적으로 재현할 수 있는 어떤 초록색보다도 채도가 높습니다. 이 알고리즘은 각 파장을 구간별 선형 RGB 성분으로 매핑하고, 인간의 감도가 감소하는 보라색과 빨간색 가장자리 근처에서 강도 감쇠를 적용합니다.

주파수와 에너지

파장, 주파수, 광자 에너지는 동일한 현상을 바라보는 세 가지 관점입니다. 주파수가 높을수록 파장은 짧아지고 광자당 에너지는 커집니다. 380nm의 보라색 빛은 3.26eV의 광자를 운반하며 789THz로 진동합니다. 700nm의 빨간색 빛은 428THz에서 1.77eV를 운반합니다. 이 에너지 차이는 자외선(보라색 바로 너머)이 피부 화상을 유발할 수 있는 반면, 적외선(빨간색 바로 너머)은 단순히 피부를 따뜻하게 하는 이유를 설명합니다.