為什麼血是紅色的而胳膊上的血管看起來是青色的？

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由於 @金晨羽投稿，@秋水的答案被 citation needed，但是 @秋水沒有加參考的習慣，我也就不強求了。我查了資料後，認為 @秋水的答案的確不完整，甚至可以說是錯的。

@金晨羽所質疑的重點是：既然紅光穿透力更強，被吸收得更少（大致），為何是藍色被保留下來？
對此我查到了這個報道 http://discovermagazine.com/1996/dec/theskinnyonblueb954
由此追到這篇文獻 http://www.ilm-ulm.de/fileadmin/files/literatur/1151.pdf
注意，西方的描述是，皮膚下的血管呈藍色（blue）。

簡要科普地概括一下：
文獻中的總結：血管偏藍色，不是藍光在血管處被反射得更多；而是因為紅光在血管處，相對周圍環境，被反射得更少。具體原因，要同時考慮光的穿透能力和組織對光的吸收。

以白種人為例（這事和膚色有關），在沒有血管的地方，皮膚將大部分的光反射，其中紅光穿透到比較深的地方才被反射，而藍光穿透得比較淺。如果血管非常接近皮膚，我們將看到紅色，是正常的。

如果血管比較深，在藍光碰不到，紅光碰得到的地方，血管對藍光幾乎沒有影響。此時，靜脈血對紅光的吸收，比其他組織稍強一點（呈暗紅）。由於紅光在皮膚中走的距離更長，被更多組織吸收，這個差別被進一步放大。這使我們看到的靜脈血顏色比周圍皮膚更藍。

我自己的總結：靜脈血吸收更多紅光，使光譜偏藍。由於紅光的穿透力強，這個差別在穿透皮膚的過程中被放大。

-- 陳浩

雖然我不懂醫學，特別是沒有解剖過人體，不清楚毛細血管分布的密度，動脈的尺寸，深度，皮膚結構和透光性等等，但作為一個光學出身的人，我實在對樓上所引用的答案表示按耐不住了。
樓上所引用的，關於血管呈現藍綠色的解釋，明顯是錯誤的。原因在於它在解釋紅色和藍色時採取了不一致的雙重依據：
1，在解釋淺層血管是紅色時，其依據是血管（或者血液、紅細胞）能反射紅光；
2，在解釋深層血管是藍色時，其依據是，紅光在進入深層時已經被吸收不少，因此反射的強度大大減少，而藍光在皮膚表面被反射，因此和周圍比起來，深層血管看上去是藍色的。
問題是，在沒有深層血管的地方，紅光被反射的豈不是更加少（零），這樣一來，我們的皮膚在沒有深層血管的地方，豈不是看起來應該是藍色的？？
我們豈不是都成了藍色人！！

我對英文原文考慮反射，散射，透射，吸收時採用自相矛盾邏輯湊答案的做法表示嚴重鄙視。。
不要相信外國人，英文的科普教育恐怕還不如我國。我國很多謬論就是從science america這樣的半吊子雜誌上傳來的。
盡信書不如無書。

實際上，即便皮膚有淺層血管，只要下面有深層血管，深層血管周圍看起來就是藍色的，雖然紅光應該被上面的淺層血管發射了；在沒有深層血管的地方，也沒有發現更深的藍色，雖然紅色理論上反射的更少。這種無法自圓其說的不一致的邏輯，給紅光反射減弱致藍色學說拍了一個大巴掌。。

我不是學醫的，我不亂下結論，但陳先生引用的英文科普文獻是實實在在的謬誤，這由上述分析顯而易見。

從物理學的角度，我只能提出一下幾個假說，供大家分析：

紅光和藍光在皮膚內都會散射，紅光波長長，散射的強度比較少，因此能進入皮膚內部比較深，但最後的結局都是被散射掉；散射不是吸收，只是不再按照原方向前行罷了。

根據無血管處，皮膚大致呈白色，我們不難判斷，皮膚本身對各個波長都是有微弱反射（散射）的，所以是透明但帶乳白色。
透一絲紅色是因為進入皮膚的紅光被紅色血液里的紅光反射物再一次散射出來的結果。這能解釋為什麼淺層血管是紅色，為什麼人會臉紅等等；到此為止，和上述解答是一樣的；

對於深層血管，我們上面已經駁倒因為紅光被反射的少而顯示藍色的解釋，可能的解釋是，血管本身（注意，不是血液），對紅光有吸收，因而在這部分反射的光中，紅光明顯缺失，藍綠光還有一部分，最後看起來，從這個界面反射出去的光就是藍綠色。
這和之前淺層以及乳白色透明皮膚的反射結果是互相獨立的，最後我們看到的顏色是他們的疊加。

最後結論：
1，藍光雖然散射，但不代表消失或者被吸收，只是改變的傳播方向，能量不再集中朝著前方深入前進；
2，為了產生藍色，必須有兩個要素：反射藍光以及吸收紅光；
3，紅光反射減弱說無法解釋以下問題：
既然紅光穿透力強不被皮膚反射，藍色最開始就被反射，為什麼我們的皮膚看起來不是藍色的？（取一個皮膚樣品，或者找到皮膚處沒有大血管的部分）
即便淺層有血管，深層的血管還是能顯出藍色？這表明紅光必定在此處被吸收。

4，血管壁可以做到這一點。這也是為什麼粗血管或者老化的血管看起來是藍綠紫色。

因此，我從光學的角度猜測，可能是粗厚的血管壁吸收了紅光，並且反射散射後的藍光所致。

下圖只是看看血管壁的結構：

回答了另一個問題「為什麼手腕上的靜脈是藍色？那全身的靜脈是什麼顏色的啊？」後被通知該問題與這個問題重複，需要在這裡重答一遍。

首先做一點解釋：
我與 @陳浩依據的是同一篇文獻。該文的解釋確實有晦澀的地方，但@曾博對它的批判並無道理，他忽視了作者在文中開篇就指出的「most human tissues are highly scattering in the visible and near-infrared regions of the spectrum, making the scattering process 100-1000 times more probable than the absorption process.」他所謂「在解釋深層血管是藍色時，其依據是，紅光在進入深層時已經被吸收不少，因此反射的強度大大減少，而藍光在皮膚表面被反射，因此和周圍比起來，深層血管看上去是藍色的。」其實，吸收紅光的是血液，而不是皮下組織，那麼「在沒有深層血管的地方，紅光被反射的豈不是更加少（零），這樣一來，我們的皮膚在沒有深層血管的地方，豈不是看起來應該是藍色的？？」自然也就不能成立了。另外，他提出的「血管本身對紅光有吸收」是不成立的，因為血管是白色而不是藍色。

下面是我原先在另一處的回答：

血管本身是半透明的白色，灌充血液後呈紅色。如果用內窺鏡伸入體內觀察，將看到暗紅色的靜脈。如果把靜脈從體內分離出來，重新灌上血液，看到的依然是血液的紅色。那麼為什麼體表的靜脈會呈現藍色呢？這主要涉及皮下脂肪和其他結構對光的散射、血管中的血液對光的吸收，以及人的視錯覺。

日常生活中的光源主要是白光，但為了簡化起見，我們這裡只考慮紅光和藍光。當紅光和藍光同時照射到皮膚上時，藍光能穿透的距離比紅光淺得到多，因此，如果血管的位置足夠深，那麼藍光因為不能到達血管，所以很少被血液吸收，而紅光則有很大一部分被血液吸收。假設皮膚其他部位紅光和藍光的反射率分別是50%和30%，那麼由於血液對光的吸收，有血管的部位紅光和藍光的反射率可能分別降低到30%和25%。比較反射光中紅光和藍光的比值，就會發現有血管的部位要更「藍」一些。但實際上，有血管的部位雖然沒有周圍紅，但依然是紅色，而不是藍色。之所以看起來是藍色，這是一種視錯覺，可能與色常性（color constancy）相關。色常性本身是色覺對不同光照下物體顏色的糾正機制，可以便於確認物體。但人的色常性是不完美的，不同色覺之間存在交叉干擾。具體的神經機制較為複雜，目前並不十分清楚。

皮下的血管看起來是藍色還是紅色，取決於多個因素。最主要的因素是血管的深度，如前段所述。其次是血管的直徑，越粗的血管越顯得藍。最後是血液的吸收光譜。靜脈血比動脈血對紅光的吸收更多，所以在相同深度、相同直徑的血管中，靜脈血顯得更藍一些。只要足夠淺、足夠細，靜脈也可以是紅色的，比如家兔的耳緣靜脈。這是因為血液可以有效的吸收藍光（血液對藍光的吸收比紅光強得多，只是在較深的靜脈中沒有機會吸收藍光罷了！）。而動脈一般比靜脈細的多，而且埋藏較深，所以它雖然在足夠深的時候也是藍色的，但我們沒有辦法隔著那麼厚的組織觀察到它們。

至於人體解剖圖上藍色的靜脈和紅色的動脈，純粹是為了方便區分，並不反映血管真實的顏色。有興趣的朋友可以看這篇論文：Kienle, A., Lilge, L., Vitkin, I.A., Patterson, M.S., Wilson, B.C., Hibst, R., Steiner, R. (1996). Why do veins appear blue? A new look at an old question. Applied Optics, 35(7), 1151-1160.

摘自網路：
日本的研究人員指出, 靜脈本身為黑紅色, 之所以看起來是
青色, 與靜脈周邊的皮膚顏色有關。通過對靜脈上皮膚及其
周圍皮膚光反射率的測定, 研究人員發現，靜脈周邊皮膚呈
赤色, 靜脈上皮膚赤色卻相對較少。
我們在看東西的時候, 往往受到周邊顏色的影響, 所以在大面
積周圍膚色的影響下, 赤色較少的靜脈血管看上去就是青色的了。

在不同的血管中，血液因含有的氧氣量不同，呈兩種顏色：鮮紅色和紫紅色。在肺中吸足了氧氣後，血液是鮮紅色的，這樣的血把氧送到身體的各部分後，氧氣減少了，顏色就變成了紫色。這種紫色的血液，透過手上和腳上的皮膚和血管壁，就變成了青色的。含有大量氧氣的鮮紅色血液在皮膚的深處血管中，外面是看不到這種血管的。