Was ist Infrarot-Strahlung?

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.

Unterteilung in IR-A-, IR-B- und IR-C-Strahlung

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).

Elektromagnetisches Spektrum

Sonne als wichtigste Quelle für Infrarot-Strahlung

Die wichtigste natürliche Quelle für Infrarot-Strahlung ist die Sonne. Infrarot-Strahlung hat einen Anteil von ca. 50 Prozent an der Sonnenstrahlung, die den Erdboden erreicht. Außerdem gibt die durch die Sonneneinstrahlung erwärmte Erde Infrarot-Strahlung ab.

Wärmehaushalt der Erde

Durch die in der Atmosphäre enthaltenen natürlichen und künstlichen Gase wie Wasser, Kohlendioxid, Ozon, Methan und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) wird die von der Erde abgegebene Infrarot-Strahlung absorbiert. Dies führt zu einer zusätzlichen Erwärmung der Erde.

Dieser Prozess ist für den Wärmehaushalt der Erde und damit auch für die globale Erwärmung (Klimawandel) von entscheidender Bedeutung.

Entdeckung durch William Herschel im Jahr 1800

Die Entdeckung beziehungsweise der Nachweis der Infrarot-Strahlung gelang dem deutschen Astronomen William Herschel erstmalig im Jahre 1800. Er zerlegte das Sonnenlicht mit einem Prisma in seine spektralen Teile und fand dabei jenseits des roten, das heißt langwelligsten Bereichs des sichtbaren Lichts eine nicht sichtbare aber wärmende Strahlung.

Die Fähigkeit zur Erwärmung von Stoffen dient auch heute noch zum Nachweis der Infrarotstrahlung.

"Warme" Körper geben Infrarot-Strahlung ab

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.