Infrarot wird auch Wärmestrahlung genannt, seine Wellenlängen liegen jenseits des sichtbaren Lichts. Aber anders als beim sichtbaren Licht (380 bis 750 nm) überstreichen die Wellenlängen des Infrarot nicht nur einen kleinen Bereich, sondern mehrere Größenordnungen. Welche Wellenlängen das genau sind und in welche Bereiche sich das Infrarot einteilen lässt, das erfährst Du in diesem Beitrag.
Vom Mikrometer zum Millimeter
Fangen wir mit der Gesamtbetrachtung an. Die Wellenlängen des Infrarot grenzen direkt an sichtbares Rotlicht an. Sie starten bei etwa 750 bis 800 nm (Nanometer), was 0,8 µm (Mikrometer) entspricht. Das langwelligste Infrarot liegt bei etwa 1 mm (Millimeter). Ein Millimeter entspricht 1000 Mikrometer, d.h. die Infrarot-Wellenlängen decken einen Bereich von drei mathematischen Größenordnungen ab.
Welche Frequenzen gehören zu den Infrarot-Wellenlängen?
Die Frequenz gibt an, wie oft die elektromagnetische Welle pro Sekunde schwingt. Je länger die Wellenlänge, desto größer ist die Frequenz. Ihre Maßeinheit ist das Hertz. Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von 1 µm schwingt mit einer Frequenz von etwa 300 THz (Terahertz). Das sind 300 Billionen Schwingungen pro Sekunde. Dementsprechend schwingt Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von 1 mm etwa 300 Milliarden mal pro Sekunde. Das sind 0,3 THz oder 300 Gigahertz.
In welche Bereiche werden die Wellenlängen beim Infrarot eingeteilt?
Es gibt zwei Klassifizierungskategorien von Infrarot-Strahlung. Die eine Kategorie ist medizinisch motiviert. Da geht es darum, wie Infrarot mit der Haut und der Netzhaut wechselwirkt, sprich, welchen Schaden die Strahlung bei hoher Intensität oder längerer Exposition anrichten kann. Die zweite Kategorie ist anwendungsorientiert, d.h. welche technischen Eigenschaften der jeweiligen Strahlung man für bestimmte Anwendungen ausnutzen kann.
Welche Wellenlängen von Infrarot wechselwirken mit der Haut und dem Auge?
Es gibt drei Wellenlängenbereiche des Infrarot, die unterschiedlich auf die Haut und Netzhaut einwirken. Sie werden in IR-A, IR-B und IR-C unterschieden.
- IR-A (0,8 µm – 1,4 µm): IR-A ist die kurzwelligste Infrarot-Strahlung mit dem höchsten Energiegehalt. Deswegen kann sie am tiefsten in die Haut eindringen. Sie gelangt auch auf die Netzhaut und kann das Fettgewebe erreichen.
- IR-B (1,4 µm – 3 µm): Der mittlere Wellenlängenbereich ist bereits unschädlich für die Netzhaut und kann nicht mehr dorthin gelangen. Die Strahlung kann aber noch die Blutgefäße bis dahin durchdringen, wo das Fettgewebe beginnt.
- IR-C (3 µm – 1 mm): IR-C steht für den langwelligsten Bereich der Infrarot-Strahlung. Sie besitzt keine Eindringtiefe mehr und ist auf der Haut und der Hornhaut lediglich noch oberflächenaktiv.
Welche Wellenlängen stehen für nahes und fernes Infrarot?
Auch die technische Klassifizierung von Infrarot-Strahlung umfasst drei Bereiche. Dabei fasst der kurzwelligste Bereich die oben beschriebene IR-A und IR-B Strahlung zusammen.
- Nahes IR (0,8 µm – 3 µm): Der nahe IR-Bereich hat die größte technische Relevanz. Die Wellenlängen, die noch unter 1 µm liegen, finden in der drahtlosen Kommunikation (IR-Fernbedienungen, Scanner, Lichtschranken) ihren Einsatzbereich. Im Mikrometer-Bereich bringt Infrarot-Strahlung Moleküle zum Schwingen, weshalb sie in der Spektroskopie eingesetzt wird. In Nachtsichtgeräten wird die Wärmestrahlung sichtbar gemacht.
- Mittleres IR (3 µm – 50 µm): Hier ist ein breites Spektrum der Wärmestrahlung vertreten, welches beispielsweise in Heizstrahlern und medizinischen Infrarotlampen eingesetzt wird (auch wenn es selbstverständlich Überlappungen zum nahen IR gibt). Ein besonderes Einsatzgebiet sind Infrarotlaser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm.
- Fernes IR (50 µm – 1 mm): Ein interessanter Einsatzbereich von fernem IR (kombiniert mit den beiden anderen Wellenlängenbereichen) ist die Reflexion der Strahlung durch grüne Vegetation. Damit werden Vegetationstypen unterschieden und es lassen sich Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand der Pflanzen ziehen.
Infrarot – ein breites Spektrum
Während die Wellenlängenbereiche des sichtbaren Lichts ganz einfach nach Farben unterschieden werden, muss die Unterteilung der Wellenlängen des Infrarot anderen Klassifizierungen folgen, entweder medizinischer oder technischer Natur. Am gebräuchlichsten sind die Einteilungen in nahes, mittleres und fernes IR.