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Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) - auch als Wärmestrahlung
bezeichnet - ist Teil der optischen Strahlung und damit Teil des
elektromagnetischen Spektrums (siehe Abbildung). Sie schließt sich in Richtung
größerer Wellenlängen an das sichtbare Licht an. Ihr Wellenlängenbereich reicht
von 780 Nanometer bis 1 Millimeter. Infrarotstrahlung wird unterteilt in die kurzwellige
IR-A-Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 780 bis 1400 Nanometer, die
IR-B-Strahlung (1400 bis 3000 Nanometer) und den langwelligen Teilbereich, die
IR-C-Strahlung (3000 Nanometer bis 1 Millimeter).
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Das elektromagnetische Spektrum (für größere Ansicht Grafik anklicken)
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Die wichtigste natürliche Quelle für IR-Strahlung ist die
Sonne. IR-Strahlung hat einen Anteil von 50 Prozent an der Sonnenstrahlung, die den
Erdboden erreicht. Außerdem gibt die durch die Sonneneinstrahlung erwärmte Erde
IR-Strahlung ab. Die Absorption der Strahlung durch die in der Atmosphäre
enthaltenen natürlichen und künstlichen Gase wie Wasser, Kohlendioxid, Ozon,
Methan und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) führt zur zusätzlichen Erwärmung
der Erde. Dieser Prozess ist für den Wärmehaushalt der Erde von entscheidender
Bedeutung.
Die Entdeckung beziehungsweise der Nachweis der IR-Strahlung gelang dem
deutschen Astronomen William Herschel erstmalig im Jahre 1800, als er das
Sonnenlicht mit einem Prisma spektral zerlegte und dabei jenseits des roten, das heißt langwelligsten Bereichs des sichtbaren Lichts eine nicht sichtbare aber
wärmende Strahlung feststellte. Die Fähigkeit zur Erwärmung von Stoffen dient
auch heute noch zum Nachweis der Infrarotstrahlung. Mit Hilfe von sogenannten
Infrarotkameras ist es möglich, Infrarotstrahlung sichtbar zu machen.
Infrarotkameras können zum Beispiel zur berührungslosen Temperaturmessung verwendet
werden. Bekannter ist aber der Einsatz als sogenanntes Nachtsichtgerät.
Jeder "warme" Körper (Körpertemperatur oberhalb
des absoluten Nullpunkts von circa -273°C) gibt Infrarotstrahlung ab. Die
abgestrahlte Energiemenge und die Wellenlängenverteilung der Strahlung hängen
von der Temperatur des Körpers ab. Je wärmer ein Körper ist, umso mehr Energie
in Form von IR-Strahlung gibt er ab und umso kürzer ist die Wellenlänge der
Strahlung.
Infrarotstrahlung mit relativ niedriger Intensität wird als
angenehm empfunden. Bei höheren Intensitäten ist sie jedoch mit
gesundheitlichen Gefahren (zum Beispiel Augenschäden und Verbrennungen) verbunden, vor
denen man sich schützen muss. In begrenztem Umfang stellen die körpereigenen
Thermo- und Schmerzrezeptoren natürliche Schutzmechanismen dar.
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