Wie funktioniert Infrarotwärme?

Infrarot bezieht sich auf die Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums, die zwischen sichtbarem Licht und Mikrowellen liegen. Infrarotstrahlung wird von uns als Wärme empfunden, obwohl wir sie nicht sehen können. Der Ursprung der Infrarotwärme liegt auf atomarer Ebene, wo die durch die Bewegung subatomarer Partikel erzeugte Wärme im Infrarotbereich in elektromagnetische Strahlung umgewandelt wird. Infrarotwärme sollte von thermischer Konvektion und Wärmeleitung unterschieden werden, da sie durch ein Vakuum wandern kann.

Um zu beobachten, wie Infrarotwärme funktioniert, ist das Heizen und Kühlen der Erde wahrscheinlich das hilfreichste Beispiel. Abgesehen von allen Wetterereignissen und -mustern sowie Meeresströmungen erwärmt die Infrarotwärme der Sonne die Erde tagsüber und nachts, nachdem die Sonne untergegangen ist, gibt sie den Boden ab. Es ist interessant festzustellen, dass die Sonne zwar eine große Menge an Infrarotwärme abgibt, aber nur etwa die Hälfte der Wärme, die wir am Boden spüren, von direkter Infrarotstrahlung der Sonne stammt. Die andere Hälfte stammt aus der Energie des sichtbaren Lichts, das von Gegenständen auf der Erde absorbiert und später als Infrarotwärme abgegeben wird.

Künstliche Infrarotwärme wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Im industriellen Kontext wird das Erhitzen und Schweißen von Kunststoff durch Infrarotstrahler durchgeführt, ebenso wie das Aushärten bestimmter Beschichtungen und bestimmter Schritte bei der Glasherstellung. Viele von uns haben Infrarot-Wärmelampen in Restaurants gesehen, mit denen Lebensmittel vor dem Servieren warm gehalten werden. Hierbei handelt es sich um speziell entwickelte Glühbirnen, die so viel Infrarotenergie wie möglich abgeben und weniger Wert auf die Lichterzeugung legen.

Infrarotwärme kann auch gezielt so erzeugt werden, dass sie medizinisch therapeutisch wirkt. Ferninfrarotstrahlung wird manchmal verwendet, um Arthritispatienten und anderen, die an chronischen Schmerzen leiden, Schmerzlinderung zu bieten. Es wird auch zum Enteisen von Flugzeugflügeln und in Infrarotsaunen eingesetzt.

Nicht alle Infrarotwellenlängen werden von uns als Wärme empfunden. Licht, das sich gerade jenseits der roten Seite des sichtbaren Spektrums befindet, ist überhaupt nicht heiß, und dies ist die Art von Infrarotlicht, das von Fernbedienungen und einigen Computergeräten zur Datenübertragung verwendet wird. Dieser Teil des Infrarotbereichs wird als nahes Infrarot bezeichnet, da er nahe am sichtbaren Spektrum liegt. Wellen im mittleren und fernen Infrarot sind solche, die wir als Kalorienwärme wahrnehmen.