Das Spektrum |
Das gesamte Spektrum der elektromagnetischen Wellen umfasst so unterschiedliche Anwendungen wie Radio und Fernsehen, Sprechfunk, Radar, IR, Licht, UV, Röntgenstrahlung usw.
Je nach Wellenlänge dieser Strahlung ergeben sich unterschiedliche Vor- und Nachteile für die jeweilige Anwendung: Beim Radio zum Beispiel hat die Kurzwelle zwar eine große Reichweite, aber durch die kleine übertragbare Bandbreite eine schlechte Qualität; UKW bietet genau die umgekehrten Eigenschaften.
Im infraroten Spektralbereich gibt es ähnliche Phänomene!
Es ist also sehr wichtig, das Spektrum und die Besonderheiten der einzelnen Bereiche genau zu kennen.
Deshalb wird im folgenden der infrarote Spektralbereich zum einen in das gesamte Spektrum eingeordnet, zum anderen aber auch in Unterabschnitte eingeteilt:
Wellenlänge: |
Bezeichnung |
bis 1 mm | Radarwellen |
1 mm bis 780 nm | Infrarot (IR) |
780 nm bis 380 nm | Sichtbares Licht |
380 nm bis 10 nm | Ultraviolett (UV) |
kleiner als 10 nm | Röntgen-, Gamma- und kosmische Höhenstrahlung |
Unterteilung des IR-Spektrums
Der infrarote Spektralbereich wird je nach Anwendung in verschiedenen Weisen mehr oder weniger willkürlich weiter unterteilt:
Die folgende Tabelle gibt die Bezeichnungen nach DIN 5031, Teil 7 wieder:
Bezeichnungen | Untergrenze | Obergrenze | ||
IR | Nahes IR (NIR) | IR-A | 780 nm | 1.4 µm |
IR-B | 1.4 µm | 3.0 µm | ||
Mittleres IR (MIR) | IR-C | 3.0 µm | 5.0 µm | |
Fernes IR (FIR) | 5.0 µm | 1 mm |
Im Bereich der angewandten Infrarottechnik hat sich eingebürgert, von "Fenstern" zu sprechen, weil dort die Atmosphäre eine große Transmission aufweist:
Bezeichnung | Untergrenze | Obergrenze |
MIR-Fenster (auch SW für Short Wavelength) |
3 µm | 5 µm |
FIR-Fenster (auch LW für Long Wavelength) |
8 µm | 14 µm |
Eigenschaften der Bereiche
Die Anwendungsmöglichkeiten der verschiedenen IR-Bereiche sind wie oben bereits angedeutet unterschiedlich. Sie werden hier kurz zusammengefasst dargestellt.
Die Ursachen für die Unterschiede werden in den folgenden Kapiteln deutlich.
Für Wärmebildgeräte eignet sich der Bereich von 8-12µm (FIR) in unseren Breiten besser als der MIR-Bereich. Mit zunehmender Temperatur und Luftfeuchte kehren sich die Verhältnisse jedoch um: In den Tropen liefern MIR-Kameras die bessere Bildqualität.
Zur Detektion von Hot Spots zum Beispiel bei Zielsuchköpfen älterer Bauart eignet sich der Bereich des MIR besonders gut, weil hier der Hauptanteil der Strahlung heißer Festkörper auftritt.
Abgase sind in der Regel ebenfalls nur im MIR zu sehen, im FIR ist ihre Strahlung vernachlässigbar.
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