Infrarood

Infrarood of infrarode straling, voor het oog niet waarneembare elektromagnetische straling, met golflengten tussen circa 780 nanometer en 1 mm (10⁶ nm), dus tussen het (zichtbare) rode licht en de microgolven. Veelal wordt het golflengtegebied van 780 nm tot 10 micrometer aangeduid met nabij-infrarood, van 10 tot 30 µm met middel-infrarood, van 30 µm tot 300 µm met ver-infrarood en van 300 µm tot 1 mm met sub-millimetergebied. Infrarood betekent 'onder het rood', omdat de frequentie van infraroodstraling iets lager ligt dan die van het rood.

Geschiedenis

William Herschel ontdekte in 1800 het infrarood. Hij deed dat door met een thermometer de temperatuur te meten van het spectrum van licht dat door een prisma viel. Hij stelde vast, dat de temperatuur in het rode deel van het spectrum hoger was dan in het blauwe deel. In het deel van het spectrum dat voorbij het rood lag mat hij een nog hogere temperatuur en hij concludeerde, dat er in dit deel van het spectrum licht bestaat dat niet voor het menselijk oog waarneembaar is.

Detectie

Infrarode stralen zijn onzichtbaar voor het menselijk oog, maar op de huid waarneembaar door hun warmtewerking; ze werken ook in speciale fotografische emulsies en kunnen ook zichtbaar worden gemaakt met een warmtebeeldkijker: thermografie. Dit is een speciale camera met een detector gebaseerd op halfgeleidermateriaal, zoals germanium.

Alle lichamen zenden infrarode straling uit. De golflengte daarvan is afhankelijk van de temperatuur volgens de Wet van Wien. Vaste lichamen zenden een continu spectrum uit, gassen een lijnenspectrum. Voorwerpen op kamertemperatuur hebben een stralingsmaximum bij ca. 10 µm; hete voorwerpen geven een sterke infrarode straling af (een gewone gloeilamp bijvoorbeeld 20 % meer infrarode straling dan zichtbaar licht).

Waterdamp in de lucht absorbeert infrarood met een golflengte boven 14 µm zo sterk, dat zij over een afstand van 1 km bijna is uitgedoofd. Ook infrarood met kleinere golflengten wordt in bepaalde banden van het spectrum geabsorbeerd; daartussen liggen zogenaamde infraroodvensters, waarvan de voornaamste tussen 3 – 4 µm, 4,5 – 5 µm en 7 – 14 µm liggen.

De temperatuur van de detector is essentieel voor de gevoeligheid van de detector. De detector moet in ieder geval een lagere temperatuur hebben dan de bron, anders wordt ze overstraald. Voor warmbloedige dieren is infrarooddetectie dus geen optie.

Zeer gevoelige detectoren die in de astronomie worden gebruikt moeten door middel van vloeibaar helium worden gekoeld. Ook de telescoop en spiegel moeten zo koel en schoon mogelijk zijn om storende invloeden te voorkomen. In het infrarood is het goed mogelijk om gas en stofwolken rondom pas gevormde sterren waar te nemen.

Infraroodzintuig

Ook dieren kunnen infrarood waarnemen. Ratelslangen hebben speciale groefjes tussen neusgat en oog waarmee ze warme prooien kunnen detecteren. Groefkopadders zijn genoemd naar deze gespecialiseerde thermoreceptoren.

De groeven bevatten een grote dichtheid aan warmtereceptoren die gevoeling zijn voor de temperatuurstijging. Door de komvormige constructie krijgt de slang een beeld van de omgeving, waarin ze hun prooi kunnen lokaliseren. Net zoals bij de ogen stellen de gepaarde groeven de slang in staat ook diepte waar te nemen, zodat ze warme prooien met redelijke precisie in het donker kunnen bijten. Voor een groefkopadder zijn knaagdieren en vogels die slechts een fractie warmer zijn dan de achtergrond heel duidelijk waar te nemen. Slangen kunnen temperatuursverschillen tot 0,003 °C waarnemen. Ook de boa's hebben onafhankelijk van de groefkopadders warmtegevoelige organen ontwikkeld.

Zie ook

• Warmtestraling
• Infraroodlaser
• Infraroodastronomie
• Infraroodspectroscopie
• William Herschel, ontdekker van de warmtestraling (infrarood)