자색광은 왜 청색광보다 파장이 짧을까

무지개나 프리즘으로 만들어진 빛의 색 띠를 보면 청색광보다 단파장인 쪽에서 보라색 빛이 보입니다. 보라색은 청색에 적색이 더해진 색입니다만, 왜 청색광보다 단파장인 쪽에 더 장파장인 적색이 섞인 보라색 빛이 보이는 것일까요. 청색광보다 단파장인 쪽에서 자색광이 보이는 것은 인간의 색각과 관련되어 있습니다. 인간의 눈에 있는 망막에는 적색, 녹색, 청색의 빛을 느끼는 원추세포가 있습니다. 그림은 인간의 평균 색각 반응을 그래프로 나타낸 것입니다. R(적색광), G(녹색광), B(청색광)의 그래프는 빛의 파장에 대해 각각의 색을 느끼는 색각의 자극의 비율을 나타낸 것으로 G(녹색광)의 최대의 자극 값을 1로 표준화한 것 입니다. 이 그래프를 보면 청색과 녹색에 대한 색각은 각각 450nm 부근과 550nm 부근을 중심으로 하는 빛에 반응하는 것을 알 수 있습니다. 한편, 적색에 대한 색각은 주로 600nm 부근을 중심으로 하는 적색광에 반응하지만, 450nm 부근을 중심으로 하는 청색광에 해당하는 부분에서도 반응하는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어 파장 450nm 부근의 빛에 대해서는 청색과 적색의 색각이 응답하지만, 청색과 적색의 자극치의 차이가 크기 때문에 청색으로 인식합니다. 그러나 파장 450nm보다 짧은 파장의 빛에 대해서는 청색과 적색의 자극치의 차이가 작아지기 때문에 청색에 적색이 더해진 보라색으로 인식하게 됩니다. 이 보라색은 청색의 반응이 많기 때문에 청자색의 빛이 됩니다. 그런데 빛의 삼원색의 혼색에서는 적색광과 청색광을 혼합하면 마젠타(자홍색)의 빛이 됩니다. 이 경우에는 적색과 청색의 색각이 각각 충분히 반응하기 때문에 자홍색의 빛이 됩니다. 마젠타의 빛은 상술한 청자색의 빛과 달리 무지개 속에는 존재하지 않는 색의 빛, 즉 해당하는 파장의 단색광이 없는 빛이 됩니다. 분홍색의 단색광이 존재하지 않는 것도 같은 이유입니다.