Infrarotstrahlung Grundlagen

In der nachfolgenen Ausführung finden Sie grundlegende Informationen zur Infrarotstrahlung. 

Die optische Strahlung 

 

Es gibt sehr viele unterschiedliche Meinungen zu Anwendung und Wirkung der  Infrarotstrahlung, doch nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit um die "Theorie" hinter dem Phänomen Infrarot Strahlung zu entdecken und bilden Sie sich ihre EIGENE Meinung.

Die optische Strahlung (UV,IR...)  teilt sich in 3 Teile wie folgt auf:

  1. sichtbares Licht (VIS)
  2. ultraviolette Strahlung (UV)
  3. Infrarot Strahlung (IR)

Nützlich, aber auch gefährlich für den Menschen ist vor allem die UV–Strahlung. Sie entsteht durch die Sonne oder künstliche Strahlenquellen. Wer sich im Übermaß dieser Strahlung aussetzt, erhöht die Gefahr, später an Hautkrebs zu erkranken. Deshalb ist Vorsorge in diesem Bereich besonders wichtig.

Infrarotstrahlung hingegen überträgt in erster Linie Wärme. Sie entsteht z. B. in der Sonne oder bei einem Feuer. Die IR-Strahlung erwärmt die Haut und Augen des Menschen. Dieser Effekt wird in der Medizin wirkungsvoll genutzt. Aber auch hier muss auf ein sinnvolles Maß geachtet werden. Ein Zuviel an Infrarotstrahlung verursacht Schäden.

Wellenbereich der Infrarotstrahlung

Grundlagen der Infrarotstrahlung

Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) - auch als Wärmestrahlung bezeichnet - ist Teil der optischen Strahlung und damit Teil des elektromagnetischen Spektrums. Sie schließt sich in Richtung längerer Wellenlängen an das sichtbare Licht an. Ihr Wellenlängenbereich reicht von 780 nm bis 1 mm. Infrarotstrahlung wird nochmals unterteilt

  • in die kurzwellige IR-A-Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 780 bis 1400 nm
  • die IR-B-Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 1400 bis 3000 nm und den langwelligen Teilbereich
  • die IR-C-Strahlung von 3000 nm bis 1 mm.

Die wichtigste natürliche Quelle für die gesamte Infrarotstrahlung ist die Sonne. Infrarotstrahlung hat einen Anteil von 50% an der den Erdboden erreichenden Sonnenstrahlung. Außerdem gibt die durch die Sonneneinstrahlung erwärmte Erde IR-Strahlung ab.

Die Entdeckung bzw. der Nachweis der IR-Strahlung gelang erstmalig im Jahre 1800 dem deutschen Astronomen William Herschel durch Erwärmung einer geschwärzten Fläche, die mit dem IR-Anteil der spektral zerlegten Sonnenstrahlung beschienen wurde. Die Fähigkeit zur Erwärmung von Stoffen dient auch heute noch zum Nachweis der Infrarotstrahlung. Mit Hilfe von sog. Infrarotkameras ist es möglich, Infrarotstrahlung sichtbar zu machen. Infrarotkameras können z.B. zur berührungslosen Temperaturmessung verwendet werden, bekannter ist aber der Einsatz als sog. Nachtsichtgerät.

Jeder "warme" Körper (und das ist jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts von ca. -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 Infrarotstrahlung gibt er ab und umso kürzer ist die Wellenlänge der Strahlung.

Infrarotstrahlung mit relativ niedriger Intensität wird als sehr angenehm empfunden. Bei höheren Intensitäten hat sie jedoch gesundheitlich negative Auswirkungen (z.B. Augenschäden und Verbrennungen), vor denen man sich schützen muss. In begrenztem Umfang stellen die körpereigenen Thermo- und Schmerzrezeptoren einen natürlichen Schutzmechanismus dar.

Anwendungen von Infrarotstrahlung

Infrarotstrahlung wird vornehmlich zur kontaktlosen Übertragung von Wärme eingesetzt.
Natürliche Infrarot - Strahlungsquellen sind die Sonne und das Feuer. Der infrarote Anteil der den Erdboden erreichenden Sonnenstrahlung beträgt knapp 50% und wird in erster Linie zur Materialtrocknung benutzt. Aber auch das angenehme Wärmeempfinden beim Aufenthalt in der Sonne wird von einem großen Teil der Bevölkerung geschätzt. Offenes Feuer strahlt zum überwiegenden Teil im IR-Bereich, nur geringfügig im sichtbaren Bereich. Hohe IR-Bestrahlungsstärken von 200 W/m2 und mehr treten hauptsächlich in der Glas-, Eisen- und Stahlindustrie als Folge großer Prozesswärme auf.

Die meisten künstlichen Strahlungsquellen sind thermische Strahler. Für Wärmebehandlungen in der Industrie werden Infrarotöfen eingesetzt, z.B. für Trocknungsprozesse oder zur Kunstharz-Polymerisation. Übliche Bestrahlungsstärken liegen im Bereich von 1-8 kW/m2.

Kommerziell verfügbare IR-Strahler bestehen zumeist aus Chromnickelstahl- oder Aluminiumstahl-Drähten, die in metallische Reflektoren eingesetzt sind. IR-Strahler werden bis ca. 1000 °C heiß.

In der Medizin aber auch im häuslichen Bereich werden zur Wärmebehandlung des menschlichen Körpers Infrarot - Bestrahlungslampen eingesetzt. Die Glühwendeltemperaturen dieser Lampen liegen bei ca. 2000 °C. Das Kolbenmaterial besteht aus Quarzglas, damit die Infrarotstrahlung emittiert werden kann. Die Bestrahlungsstärken dieser Lampen liegen im Bereich von 100-300 W/m2.
 
Philips Vitae Lampe In den letzten Jahren kommen in privaten Haushalten vermehrt Infrarot Wärmekabinen zum Einsatz. Wellness boomt und die Menschen wollen imm gesünder leben. Durch die Entwicklung der Vitae Lampe von Philips gelang ein weiterer Meilenstein bei der positiven Nutzung der Sonnenkraft. Somit kann erstmals Infrarot-A (war sonst zumeist der Medizin vorbehalten) effektive und sicher dosiert in privaten Haushalten in den sogenannten Tiefenwärmekabinen eingesetzt werden.

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