大约 15 年前，美国各城市和小镇开始将路灯从钠灯更换为 LED 灯，这使得许多夜间道路的颜色从黄橙色变为亮白色。但最近，一种奇怪的新夜间颜色开始在美国乃至全球各地被发现。自 2021 年初以来，包括佛罗里达州、犹他州、德克萨斯州和马萨诸塞州在内的州以及加拿大和爱尔兰都陆续出现了关于紫色路灯的传闻。
这种现象可能看起来很奇怪，但似乎无伤大雅。毕竟，除了在万圣节临近时吓到附近的居民之外，紫色路灯还可能造成什么危害呢？但事实证明，照亮道路的光线色调可能会影响驾驶员和行人在夜间出行时对周围环境的感知。这使得紫色路灯成为潜在的安全隐患。
白色 LED 路灯是如何工作的？
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更新路灯以使用发光二极管是有道理的。根据美国能源部的数据，LED 是目前存在的最节能的照明技术之一。与其他类型的照明相比，它们往往更耐用、寿命更长，同时产生的光质量相当甚至更好。
这些二极管可以发射各种波长的光——但它们本身不会产生的一种颜色是白色。因此，当您看到白色 LED 灯，例如路灯中的那些，它们实际上发出的是红色、绿色和蓝色（或红色、黄色和蓝色）的混合光，这些颜色组合在一起会产生白色的外观。创建这种错觉有两种流行的方法。一种是将微小的 LED 灯组合在一起，每个 LED 灯都发出红色、绿色或蓝色，形成一个大的设备。另一种是仅使用蓝色 LED，但在其表面涂上一层称为荧光粉的荧光物质。当来自二极管的蓝光穿过这层荧光粉时，荧光粉会吸收一些蓝色波长并吐出红色和黄色波长。这导致了颜色混合，再次呈现出白色。
第二种方法之所以流行，是因为它比第一种方法更节能。休斯顿大学化学副教授雅科布·布尔戈奇说，产生红色和绿色光的 LED 比发出蓝光的 LED 需要更多的能量。除了节省能源外，荧光粉方法所需的电路也比三种不同颜色的 LED 少。西奈山伊坎医学院光与健康研究中心的项目主管约翰·D·布洛夫说，这使得路灯更便宜。这种方法不适用于所有应用；例如，电视和变色灯泡需要产生多种颜色的光。但是，为了简单地用白光照亮街道，制造商通常会选择更便宜、更高效的蓝色 LED 和荧光粉涂层组合。
但为什么有些路灯突然变成紫色了呢？
加州大学圣巴巴拉分校材料科学教授拉姆·塞沙德里说，荧光粉技术是可靠的。“在我的大学外面，我们的街道上已经安装 LED 照明……多年了，一直[没有]问题，”他补充道。
然而，一些路灯突然变成了一种刺眼的紫色。如果不解剖其中一个有缺陷的灯，就很难确定确切的原因，但科学家们有一个假设：明亮的紫色光表明灯周围的荧光粉层已经“剥离”——脱落——露出了下面的蓝色 LED 光，布尔戈奇说。他解释说，尽管蓝色 LED 灯原则上是深蓝色的，但它们确实自然带有一点紫色和紫罗兰色的色调。
灯泡本身可能以各种方式发生故障，但其他故障会产生不同的结果。如果 LED 部分出现缺陷，灯光就会熄灭。德克萨斯 A&M 大学博士后研究员斯鲁蒂·哈里亚尼说，如果问题是荧光粉层的化学降解，颜色会逐渐从白色变为灰白色，她曾与布尔戈奇一起研究荧光粉材料以获得博士学位。
至于灯泡涂层可能发生的剥离，它可能是由任何原因引起的：由于持续运行导致灯具内部积聚热量、过往车辆的振动，甚至重力向下拖拽荧光粉层，布尔戈奇和哈里亚尼表示。
紫色光如何影响视力？
突然发现自己身处紫色灯光笼罩的街道上可能会令人不安。但更令人担忧的是，这种光线会改变驾驶员和行人感知周围环境的方式。这是因为眼睛中不同类型的感光细胞负责不同光照条件下的视觉。
当暴露在日光下时，人眼视网膜中的锥状感光细胞会变得活跃，使人们能够辨别颜色。但在弱光条件下，杆状感光细胞负责视觉。尽管杆状细胞无法区分颜色，但它们对低波长光（电磁光谱的蓝色部分）比锥状细胞更敏感。这两种感光细胞的另一个区别是，杆状细胞主要位于视网膜的周边部分。布洛夫说，因此，在蓝白色光线下，夜间驾驶的人们可能比在黄白色光线下更快地注意到周边视觉中的移动物体。（他指出，大多数此类研究都是使用相对宽光谱的光，即带有蓝色和黄色底色的白光，而不是完全蓝色或黄色的光进行的。）在蓝调光线下获得更好的周边视觉是有代价的：一旦移动物体进入焦点，就更难看清它。这是因为人眼中央视觉中占主导地位的蓝色敏感锥状感光细胞非常少。此外，锥状细胞在昏暗环境中不太可靠。
布洛夫说，他认为紫色路灯不利于驾驶员或行人的安全。首先，失去荧光粉层可能会降低灯泡的亮度——而路灯应该根据其使用的道路类型发出一定水平的光。其次，蓝色和紫色饱和的光线会降低人们看清细节的能力，因为视网膜中央缺乏蓝色敏感锥状细胞。最后，布洛夫说，蓝紫色光线使得区分不同颜色非常困难；一切都变成了蓝色或黑色。
布洛夫建议行人和驾驶员为了在紫色路灯或任何灯光下保持安全而采取的一件事是，在夜间步行或驾驶时摘下太阳镜和滤蓝光眼镜。由于蓝光往往让人感觉更亮，因此人们可能会想戴上墨镜以防止眩光。“但在夜间，”布洛夫说，“我们真正想要的是尽可能多的光线。”
塞沙德里说，最重要的是，紫色路灯的事故不应该被用来诋毁所有 LED 灯。“通常用于制造荧光粉的材料非常稳定，”他说。“一定是制造或某些特定 LED 出现了一些问题，因为世界上大多数 LED 灯都没有面临这个问题。”