Infrarotlicht (IR) ist eine Energiewellenlänge, die für das menschliche Auge unsichtbar ist. Die häufigste Quelle dieser Energie ist Wärme; Objekte können ihre relative Temperatur daran messen lassen, wie viel von dieser Energie sie abgeben. Niedrigere Wellenlängen oder „nahes Infrarot“ – am nächsten an der Farbe des sichtbaren Lichts Rot – sind nicht heiß und werden oft verwendet, um Daten in der Elektronik zu übertragen. Eine Fernbedienung kann beispielsweise eine bestimmte Wellenlänge des nahen Infrarots verwenden, um mit einem Empfänger zu kommunizieren und Lichtimpulse zu senden, die ein Signal an das Gerät senden und ihm sagen, was zu tun ist.
Beschreibung und Messung
IR ist eine Energieform und gehört zum elektromagnetischen Spektrum. Dieses Spektrum besteht aus Radiowellen; Mikrowellen; Infrarot-, sichtbares und ultraviolettes Licht; Röntgenstrahlen; und Gammastrahlen. Jede Energieform ist nach Wellenlänge geordnet; Infrarot liegt zwischen Mikrowellen und sichtbaren Lichtwellen, weil seine Wellen kürzer sind als Mikrowellen, aber länger als die des sichtbaren Lichts.
Das Präfix infra kommt vom lateinischen Wort, das „unten“ bedeutet; der Begriff bedeutet „unterhalb von Rot“ und zeigt seine Position im elektromagnetischen Spektrum an. Sichtbares Licht hat eine Reihe von Wellenlängen, die sich in den sieben Farben des Regenbogens manifestieren; Rot hat die längste Wellenlänge und Violett die kürzeste. Infrarot, mit Wellenlängen länger als die Farbe Rot, ist für das menschliche Auge unsichtbar.
Genau wie beim sichtbaren Licht gibt es beim IR eine Reihe von Wellenlängen. Die Internationale Beleuchtungskommission hat es in drei allgemeine Abschnitte unterteilt, die auf der Länge der Welle und der Dichte basieren. Diese Gruppen sind allgemein als nahes, mittleres und fernes Infrarot bekannt, wobei das nahe Infrarot am nächsten zur sichtbaren Lichtseite des Spektrums und weit oder langwellig nahe der Mikrowellenzone liegt. In jeder Gruppe gibt es Verwendungen für IR-Wellenlängen, von der drahtlosen Kommunikation bis zur Funktion als Wärmequelle.
Applikationen
Fast alle Objekte geben Wärme oder Energie ab, und eine der am leichtesten wahrnehmbaren Energieformen ist Infrarot. Wenn ein Objekt nicht heiß genug ist, um sichtbares Licht abzugeben, emittiert es den größten Teil seiner Energie im IR-Spektrum. Es ist diese Wärme, die IR viele Anwendungen in fast allen Lebensbereichen ermöglicht, einschließlich Gesundheit, Wissenschaft, Industrie, Kunst und Unterhaltung.
Die Umwandlung von Infrarotenergie, auch Strahlungswärme genannt, in ein Bild, das das menschliche Auge sehen und verstehen kann, wird mit einem Prozess namens Wärmebildtechnik durchgeführt. Eine IR-Kamera wird verwendet, um die Temperatur eines Objekts genau zu messen, die dann in Farbe übersetzt wird. Beispielsweise zeigt die Infrarot-Bildgebung typischerweise die wärmsten Bereiche eines menschlichen Körpers in Rot, gefolgt von Gelb, Grün, Blau und Violett, wenn die Temperatur sinkt. Durch die Untersuchung der Verteilung der Körperwärme kann die Wärmebildgebung medizinisches Fachpersonal in die Lage versetzen, Körpergewebe und -flüssigkeit zu analysieren, um Verletzungen oder Krankheiten zu erkennen.
Infrarotlicht wird in Nachtsichtgeräten verwendet, damit der Benutzer im Dunkeln sehen kann. Zwei Arten von Nachtsicht verwenden beide IR: thermische und bildverstärkende. Die thermische Nachtsicht ermöglicht es dem Benutzer, Personen und Objekte anhand des von ihnen abgegebenen Wärmemusters zu erkennen. Verstärker verstärken vorhandenes Licht – einschließlich Infrarot –, damit der Benutzer sehen kann.
Als Möglichkeit zur Temperaturmessung wird IR in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Das Militär verwendet Infrarotsensoren, um Ziele zu lokalisieren und zu verfolgen oder versteckte Landminen oder Waffenlager aufzuspüren. Sensoren auf Satelliten werden zur Umweltüberwachung verwendet, um Verschmutzungs-, Feuer- oder Abholzungsgebiete zu lokalisieren. Such- und Rettungsaktionen setzen IR ausgiebig ein, um vermisste Personen zu finden, die im Wald oder Dschungel sowie in eingestürzten Gebäuden oder am Ort anderer Katastrophen verloren gegangen sind.
Viele Fernbedienungen in Haushalten verwenden Infrarot. Diese Fernbedienungen verwenden diese Art von Licht, um Signale zwischen einem Fernbedienungssender und dem von ihm gesteuerten Gerät zu übertragen. Der Sender sendet Licht in Pulsen aus, die in Binärcodes mit entsprechenden Befehlen übersetzt werden. Der Empfänger befindet sich an der Vorderseite des Geräts, wo er diese Lichtimpulse empfängt und in binäre Daten dekodiert, die vom Mikroprozessor im Gerät verstanden werden.
Viele verschiedene Arten von Wissenschaftlern verwenden Infrarot in ihrer Arbeit, von Astronomen, um mehr über Lichtjahre entfernte Galaxien zu erfahren, bis hin zu Archäologen, die es bei der Untersuchung alter Siedlungen verwenden. Infrarot wird auch verwendet, um wertvolle historische und künstlerische Werke zu bewahren, zu restaurieren und zu erhalten; Die unsichtbaren Details antiker Fragmente und Bilder, die unter Gemälden gemalt wurden, werden durch den Einsatz von IR-Technologie ans Licht gebracht. In der Industrie ist die Wärmebildtechnik beim Testen und Überwachen mechanischer Systeme von unschätzbarem Wert.