Untertitel: Holzofenpizza und Sonnenbrand
In diesem Abschnitt geht es um jene EM-Wellen, die direkt an das sichtbare Licht angrenzen, nämlich Infrarot und Ultraviolett.
Infrarot schließt an den sichtbaren roten Bereich des Lichts an. Weil Menschen und deren Augen verschieden sind, gibt es abweichende Angaben über diese Grenze, die von $7,5\cdot 10^{-7}$ m bis $8\cdot 10^{-7}$ m reichen. Oft wird Infrarot mit Wärmestrahlung gleichgesetzt. Das ist aber nur die halbe Wahrheit und physikalisch gesehen nicht richtig.
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Es gibt zahlreiche Anwendungen, bei denen IR durch Laser oder Laserdioden erzeugt wird, etwa bei Fernbedienungen, Lichtschranken, Rauchmeldern und Schnittstellen von Laptops oder Handys, aber auch bei der Datenübertragung durch Glasfaserkabel und beim medizinischen Laser. In all diesen Fällen liegt der Ursprung des Infrarots nicht in der Wärmestrahlung eines Objekts. Auf der anderen Seite strahlen Körper mit einigen hundert Kelvin, also so gut wie alle Gegenstände in deiner Umgebung, Infrarot (Abb. 35.14), und daher kommt auch die saloppe Gleichsetzung von IR und Wärmestrahlung.
Bleiben wir bei der Wärmestrahlung. Diese ist neben Wärmeleitung und Konvektion der dritte Mechanismus der Wärmeübertragung, der im Gegensatz zu den beiden anderen nicht an Materie gebunden ist. Wärmestrahlung gibt es auch im Vakuum. Wenn Gegenstände große Flächen haben und ihre Temperaturen weit über der der Umgebung liegen, dann kann der Wärmeverlust durch Strahlung beträchtlich sein. Mit speziellen Kameras kann man Wärmebilder erstellen und so z. B. die Isolation von Häusern überprüfen. Metalle reflektieren EM-Wellen, also auch Wärmestrahlung. Das nutzt man z. B. bei innen verspiegelten Thermosgefäßen aus und bei Alufolien, in die man Speisen und Menschen einpacken kann.
| Die Intensität der Wärmestrahlung in Falschfarbendarstellung |
Ultraviolett schließt an den sichtbaren violetten Bereich des Lichts an, und man unterteilt es in UV-A bis UV-C (siehe Tab. ). Ein nicht unwesentlicher Teil des Sonnenlichts liegt im UV-Bereich (Abb. 35.6). Ein gewisses Maß an Sonne ist gesund, weil es das Wohlbefinden steigert und die Bildung von Vitamin D anregt. Ein Zuviel ist aber wegen des UV-Anteils schädlich für die Haut und kann letztlich zu Hautkrebs führen. Durch das Abnehmen der Ozonschicht hat sich die „Aggressivität“ des Sonnenlichts in den letzten Jahrzehnten drastisch erhöht. Wichtig: Es gibt keine bräunende Strahlung, die nicht auch hautschädigend ist, auch nicht im Solarium!
| Die absolute Photonenenergie lässt sich mit $E = h\cdot f$ berechnen ($h = 6,62\cdot 10^{-34}$ Js). |