Bei der Strahlung, auf die im Titel hingewiesen wird, handelt es sich physikalisch um die elektromagnetische “Strahlung” bzw. um elektromagnetische Wellen, die im Allgemeinen ein wirklich sehr weites Spektrum von Wellenlängen bzw. Frequenzen überstreichen. Das sichtbare Licht ist nur ein winziger Ausschnitt aus diesem Spektrum, das an seinem langwelligen Ende z. B. die Radiowellen hat und an der hochfrequenten Kante die Gamma- bzw. Kernstrahlung.
Die Infrarotstrahlung (IR), manchmal auch Ultrarotstrahlung genannt, weist mit ihrem Namen schon darauf hin, dass sie sich in der Nähe des roten Lichts befindet, aber eben doch von uns nicht mehr als solches rotes Licht erkannt werden kann, weil für die Reizung unserer Farbzellen im Auge eine gewisse Mindestenergie, d.h. eine Mindestfrequenz erforderlich ist. Die Wellenlängen des Infrarotbereichs sind aber schon so lang, dass sie im Auge keine Nervenimpulse mehr auslösen können, wohl aber auf unserer Haut, die diese Strahlung als Wärme empfindet. In Zahlen:
Der Infrarotbereich umfasst das Wellenlängen-Intervall von 1 mm bis 780 nm
[ein Nanometer (nm) ist ein milliardstel Meter, also in etwa das Zehnfache des Durchmessers eines Wasserstoffatoms.]
Im Frequenzraum entspricht dies dem Intervall von 300 GHz bis 400 THz.
Der Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge ist eigentlich sehr einfach; beide lassen sich leicht ineinander umrechnen:
Lichtgeschwindigkeit = Wellenlänge x Frequenz
Der kleine Trick besteht lediglich darin, die Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum), die ja bekanntlich 300.000 km/s beträgt, in m/s auszudrücken (1000-fach), und so große, aber auch extrem kleine Zahlen drückt man besser in Zehnerpotenzen aus, um nicht wichtige Nullen zu verlieren; daher dann auch die Vorbezeichner wie Giga oder Tera.
Es gibt noch einen wichtigen physikalischen Zusammenhang, nämlich jenen zwischen der Energie einer elektromagnetischen Welle und ihrer Frequenz:
Energie = Planck’sches Wirkungsquantum x Frequenz
Das Planck’sche Wirkungsquantum h ist eine extrem kleine Zahl, sagt aber hier als Proportionalitätskonstante ganz klar aus, dass die Energie um so größer ist, je höher die Frequenz der Strahlung ist. So gesehen lässt sich vielleicht auch verstehen, warum die Infrarotstrahlung früher manchmal als “kaltes Licht” bezeichnet wurde. Ihre Frequenz und damit auch ihre Energie ist kleiner als beim sichtbaren Licht. Eine weitere Plausibilität findet sich in der Astronomie, und damit kommen wir auch zu den Infrarotstrahlern.
Die Sterne sind sehr unterschiedlich in vielerlei Hinsicht, so auch bei den Frequenzsprektren, die sie in den Weltraum abstrahlen. Es gibt da sehr heiße und große O-Sterne, die ihre ganze Lebensenergie quasi sofort heraus pusten mit einer Strahlung, die sich im Schwerpunkt im hochfrequenten (blauen) Licht befindet. Diese Sterne sind mit paar Millionen Jahren auch extrem kurzlebig. Dann ist da als ganz normaler G-Stern z. B. unsere Sonne, deren Schwerpunkt bei der Ausstrahlung im moderaten, gelben Licht liegt; sie hat schon eine Lebenserwartung von mehr als 10 Milliarden Jahre. Geht man weiter in Richtung Langwelligkeit, kommt man z. B. zu den so genannten Roten Riesen, das sind Sterne im Todeskampf, und wie der Name schon sagt, strahlen sie überwiegend rotes Licht ab. Aber die Reise ins Langwellige geht noch weiter. Es gibt dann auch quasi viele unsichtbare, sozusagen ausgeglühte kleine Sonnen, die man auch als braune Zwerge bezeichnet, die vornehmlich im infraroten Bereich Wärme abstrahlen. Selbst unser Planet Jupiter ist solch ein Kandidat. Er war nicht groß genug, um in seinem Zentrum das atomare Fusionsfeuer zünden zu können, um selbst eine kleine Sonne sein zu dürfen. Aber immerhin beobachten wir heute, dass er im Langwelligen mehr abstrahlt als er von außen von der Sonne an Energie erhält; so ist auch der Jupiter ein Infrarotstrahler.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass grundsätzlich jeder Körper, der Licht im Raum abgibt, zugleich auch ein Infrarotstrahler ist, ganz egal, wo sich der Schwerpunkt der entsendeten Lichtfrequenzen befindet. Im Übrigen brauchen wir uns gar nicht so weit in Weltraum bemühen. In unserem täglichen Leben begegnen wir tausendfach Infrarotstrahlern, das sind z. B. die Kollegen am Arbeitsplatz, oder die Kaffeemaschine, die gerade sprudelt, oder die Herdplatte, auf der gerade die Suppe erhitzt wird, oder das Auto, das unten auf der Straße vorbei fährt.
