Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


Seitenleiste

Licht-im-Terrarium.de

Vorwort

strahlung:ir

Infrarotstrahlung

Infrarotstrahlung bildet gewissermaßen das Gegenstück zur UV-Strahlung und schließt sich im Spektrum am roten Ende des sichtbaren Bereichs an. Infrarotstrahlung hat also immer eine Wellenlänge größer als 780 nm. Man unterschiedet genauso wie bei der UV-Strahlung drei Bereiche, die mit A, B und C bezeichnet werden.

  • IRA: 780 nm – 1'400 nm (0,78 µm – 1,4 µm).
  • IRB: 1'400 nm – 3'000 nm (1,4 µm – 3 µm).
  • IRC: 3'000 nm – 1'000'000 nm (3 µm – 1000 µm).

Die Grenzen sind (wie bei der Einteilung der UV-Strahlung) daran angepasst, wie verschiedene künstliche und biologische Materialien mit der Infrarotstrahlung interagieren. Infrarot-A-Strahlung kann als tiefer als einige Millimeter in den menschlichen Körper eindringen. Grund hierfür ist die Absorption von Infrarotstrahlung in Wasser. Glas und Quarzglas, das beispielsweise für Linsen eingesetzt wird ist oberhalb von 3000 nm nicht mehr transparent. 3000 nm (3 µm) bilden daher die Grenze zwischen Infrarot-B. und Infrarot-C-Strahlung. nm. Bei einer Wellenlänge größer als 1000 µm (1 mm) spricht man nicht mehr von Infrarotstrahlung sondern von Terrahertzstrahlung. Strahlung mit noch größeren Wellenlängen bezeichnet man als Mikrowellen.

Entdeckt wurde die Infrarotstrahlung 1800 von Friedrich Wilhelm Herschel [936]; [937]. Er arbeitete seit Jahren an der Erforschung des Sternenhimmels und wollte die Sonne durch ein Teleskop betrachten. Dazu musst er die Sonne abschwächen, um seine Augen nicht zu gefährden. Er versuchte verschiedene farbige Gläser zu kombinieren und merkte dabei, dass das Licht hinter den Gläsern manchmal wärmer und manchmal kühler war. So kam er auf die Frage, ob Licht unterschiedlicher Farben eine unterschiedliche Wärme transportiert. Um das herauszufinden, spaltete er Sonnenlicht mit einem Prisma ein seine Regenbogenfarben auf und bestimmte mit einem Thermometer die Temperatur der einzelnen Farben. Er stellte fest, dass die Temperatur im blauen Teil am geringsten ist und zum roten Spektralbereich hin immer stärker ansteigt. Als er anschließend das Thermometer über den roten Bereich hinaus bewegte, konnte er auch dort eine höhere Temperatur als Zimmertemperatur messen.

Es handelt sich um ein sehr einfaches und anschauliches Experiment das man auch leicht mit Kindern durchführen kann. Es gibt dazu verschiedene Anleitungen im Internet, z.B. diese englischsprachige gut bebilderte Anleitung

In nachfolgenden Versuchen fand er heraus, dass sich diese unsichtbare Strahlung genauso wie sichtbares Licht durch Linsen und Spiegel beeinflussen lässt, Glasplatten durchdringt und von Papier absorbiert wird. Er nannte diese unsichtbare Strahlung „Kalorische Strahlen“ vom lateinischen Wort calor für Wärme.

Der Anstieg der Temperatur von blauen zum infraroten Teil des Spektrums, den Herschel gesehen hat, hat nichts damit zu tun, dass rotes Licht generell mehr Wärme transportieren würde als blaues Licht. Was Herschel hier gesehen hat, ist allein die Form des Sonnenspektrums, die von einem Prisma erzeugt wird. Die Spektren, die wir heute gewohnt sind, tragen die Bestrahlungsstärke über die Wellenlänge des Lichts auf. Ein Prisma zerlegt das Licht aber nicht proportional zur Wellenlänge sondern ungefähr proportional zur Frequenz. In diesem Fall steigt die Bestrahlungsstärke vom blauen zum infraroten Bereich fast linear an.

Wie das Experiment von Herschel bereits zeigt, transportiert nicht nur die Infrarotstrahlung Wärme sondern auch das sichtbare Licht. Grundsätzlich transportiert jede Form von elektromagnetischer Strahlung Wärme, egal ob es sich um UV-Strahlung, sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung handelt. ⇒ Wärmestrahlung

Literatur

[936] Barr, S. E. (1960) Historical Survey of the Early Development of the Infrared Spectral Region. American Journal of Physics, 28 URL http://dx.doi.org/http: ... /28/1/10.1119/1.1934975.
[937] Lovell, D. J. (1968) Herschel's Dilemma in the Interpretation of Thermal Radiation. Isis, 59 pp. 46–60.

Diskussion

Geben Sie Ihren Kommentar ein. Wiki-Syntax ist zugelassen:
X T Q L Q
 
strahlung/ir.txt · Zuletzt geändert: 2016/01/09 13:58 von sarina

Seiten-Werkzeuge