Mit dem unten dargestellten Versuch wird mit Hilfe eines Geradsichtprismas ein Spektrum entworfen. Durchfährt man dieses Spektrum mit einer Thermosäule, so stellt man besonders in dem nicht sichtbaren Spektralbereich jenseits vom Rot starke Ausschläge am Mikrovoltverstärker fest.

Man nennt die, mit der Thermosäule nachgewiesene Strahlung Infrarot-Strahlung (kurz: IR). Besonders Interessierte können sich über die Funktionsweise der Thermosäule auf der folgenden Seite informierten (Inhalt geht allerdings über den momentanen Kenntnisstand etwas hinaus).
In einem Film der Universität Würzburg (längere Ladezeit, da 3,9 Mb) kannst Du die detaillierte Durchführung des Versuches zum Nachweis der Infrarotstrahlung betrachten. Die Adresse lautet: http://www.physik.uni-wuerzburg.de/video/waermelehre/transport/t12.html

 

 

Bringt man in den nicht sichtbaren Teil des Spektrum jenseits vom Blau einen Zinksulfid-Schirm, so leuchtet dieser auf. Ein Zeichen dafür, dass auch hier eine Strahlung auftritt, die wir Ultraviolett-Strahlung (UV) nennen. Man kann diese Strahlung übrigens auch dadurch nachweisen, dass man ein frisch gewaschenes weißes Hemd in diese Zone bringt. Die "Weißmacher" des Waschmittels, die sich noch im Hemd befinden wandeln - ähnlich wie der Zinksulfid-Schirm - das für uns unsichtbare UV in sichtbares Licht um.
Der Nachweis des UV gelingt besonders gut, wenn man ein Quarzprisma und als Objektiv eine Quarzlinse zur Verfügung hat, da Quarzglas das UV weniger absorbiert, als normales Glas.

 

Sowohl das sichtbare Spektrum als auch das Infrarot und die Ultraviolett-Strahlung sind Anteile des sogenannten elektromagnetischen Spektrums, welches du in der Oberstufe näher kennenlernen wirst.

IR und UV finden in Medizin, Natur und Technik eine Vielzahl von Anwendungen, von denen hier nur eine kleine Auswahl erwähnt wird:

Anwendung des Infrarot

Infrarotstrahlung durchdringt Dunst und Nebel besser als sichtbares Licht. Man kann daher mit infrarotempfindlichen Filmen auch fotographieren, wenn "die Sicht fehlt".
Da Wolken sowohl Tags als auch nachts im Infrarotbereich Licht aussenden, verwenden Wettersatelliten Infrarotkameras für die Wolkenbildaufnahmen. Nur auf diese Weise ist es möglich die Wolken auch während der Nacht genau zu fotografieren. Seht mal die Wettersatellitenfilme vom Wolkengeschehen genau an und ihr werdet erkennen, dass diese auch den Nachtbereich der Erde (z.B. im Winter Grönland) klar auf dem Bild haben. Die dunkelroten Wolken auf nebenstehendem Bild der NASA sind Wirbelstürme.
Infrarotstrahlung (man nennt sie auch Wärmestrahlung) wird umso mehr von einem Körper abgestrahlt, je wärmer er ist. Mit einer Infrarotkamera kann man z.B. "Wärmelecks" bei einem Haus feststellen. Aufnahme der Fa.Heiling-thermografie zeigt Fehler am Giebel.
Mit der Infrarotkamera kann man den Verlauf von Heizungsrohren ohne Aufhacken des Bodens sichtbar machen. (Foto: Heiling-thermografie)
Die Infrarotaufnahme der Hände eines Patienten zeigt, dass eine recht unterschiedliche Wärmeabstrahlung vorliegt. Auf diese Weise kann man auf bestimmte Krankheiten des Menschen schließen.
Infrarotstrahlung führt zur Erwärmung der Haut und fördert deren Durchblutung. Infrarotlampen werden daher in der Medizin z.B. bei der Behandlung von Rücken-Verspannungen eingesetzt.

Anwendung der UV-Strahlung

UV-Strahlung tötet Bakterien ab. Man setzt sie bei der Sterilisation im Operationssaal ein, aber auch zur Keimtötung bei Lebensmitteln und auch in Kläranlagen.
In der Zahnarztpraxis wird das UV-Licht zum Aushärten von Kunststofffüllungen eingesetzt. Über einen Quarzstab wird die ultraviolette Strahlung zum Zahn geführt.
Papier und Waschmittel enthält sogenannte optische Aufheller, die unter UV-Licht aufleuchten. Je mehr Aufheller sie enthalten, desto stärker leuchten sie. Diese Aufheller bewirken, dass der UV-Anteil des Lichts in sichtbares blaues Licht umgewandelt wird. Dadurch erscheint das sonst eher gelbliche Papier oder Hemd schneeweiss. Fahre mit der Maus über nebenstehendes Bild, was eine Bestrahlung mit UV bedeutet, und die mit Aufheller versehenen Papierbögen werden deutlich sichtbar. Die Bilder wurden der Seite des Deutschen Museums entnommen.
Allen bekannt ist die bräunende Wirkung des UV bei der menschlichen Haut. Sofern die Dosierung stimmt kann die UV-Strahlung zum Wohlbefinden beitragen. Zum Beispiel führt sie auch zum Aufbau des lebenswichtigen Vitamin D.
Zu viel UV-Strahlung ist schädlich. Zu hohe Dosen über lange Zeit können zu Hautkrebs führen. Gerade in Gegenden, wo die UV absorbierende Ozonschicht stärker abgebaut ist (z.B. Australien), stellt diese Strahlung eine Gefahr dar.