Abbildung 1. Ein Hund, gesehen im Infrarotspektrum.

Infrarotstrahlung (IR) ist eine Art von Strahlungsenergie mit längeren Wellenlängen als das sichtbare Licht, das der Mensch sehen kann, aber mit kürzeren Wellenlängen als Radiowellen. Ihr Bereich reicht von relativ kleinen Wellenlängen in der Nähe der Farbe Rot, 700×10-9 m, bis zu fast einem Millimeter, 3×10-4 m.

Wirkung von IR

Auch wenn Infrarotstrahlung vom menschlichen Auge nicht gesehen werden kann, ist sie durchaus spürbar. Infrarotenergie wird als Wärme empfunden, weil sie mit Molekülen interagiert, indem sie diese anregt, wodurch sie sich schneller bewegen und die Innentemperatur des Objekts, das die Infrarotenergie absorbiert, steigt. Obwohl alle Wellenlängen der Strahlungsenergie Oberflächen erwärmen, die sie absorbieren, ist die Infrarotstrahlung im täglichen Leben am häufigsten anzutreffen, da sie von „gewöhnlichen“ Objekten als Strahlungswärme abgegeben wird (weitere Informationen hierzu finden Sie unter Schwarzkörperstrahlung und dem Wiener Gesetz). Zum Beispiel strahlt der Mensch bei einer Temperatur von 37°C den größten Teil seiner Strahlungswärme im Infrarotbereich ab, wie in Abbildung 1 zu sehen ist.

Abbildung 2. Kohlendioxid ist in der Lage, mit der Infrarotstrahlung zu interagieren, was zu einem Ungleichgewicht zwischen der in die Atmosphäre eintretenden und der aus ihr austretenden Strahlung führt.

Rund 50 % der Sonnenenergie, die auf die Erde trifft, wird in Form von Infrarotstrahlung abgegeben, weshalb das Gleichgewicht dieser Strahlung in der Atmosphäre für die Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur und eines stabilen Klimas entscheidend ist. Kohlendioxid in der Atmosphäre erzeugt einen Treibhauseffekt, weil CO2 in der Lage ist, Infrarotstrahlung zu absorbieren und wieder abzugeben (siehe Abbildung 2), im Gegensatz zu den Gasen, die den größten Teil der Atmosphäre ausmachen (molekularer Sauerstoff, O2, etwa 21 % und Stickstoff, N2, etwa 78 %). Dieser Treibhauseffekt ist notwendig, damit die Temperaturen auf der Erde erträglich bleiben. Der zunehmende Gehalt an Treibhausgasen trägt jedoch zu einer instabilen Erwärmung der Erde bei, die Anlass zu großer Sorge gibt. Lesen Sie hier mehr über dieses Ungleichgewicht.

Da das Infrarotspektrum von geringerer Energie ist als das sichtbare Licht, begrenzt dies die Menge an Sonnenenergie, die mit Standard-Photovoltaikzellen nutzbar gemacht werden kann.

Nutzung von IR

Abbildung 3. Nachtsichtgeräte wandeln die von Objekten ausgehende Infrarotstrahlung in sichtbares Licht um, das vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann.

Infrarotstrahlung hat viele Anwendungen, einige davon sind:

• Heizen (Kochen, Saunas, Industrie)
• Nachtsicht (Brillen, Kameras)
• Bildgebung (biologische, mineralische, Verteidigung, Astronomie)
• Klimatologie und Meteorologie

Für weitere Lektüre

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