Weitere Versuche

... und Anleitungen zum selber machen

Die Infrarotstrahlung ist für uns auf den ersten Blick etwas Geheimnisvolles weil eben Unsichtbares. Mit ein paar einfachen Versuchen und Illustrationen können wir sie schnell besser verstehen und auch anwenden. Hier ist eine kurze Liste von Versuchen und Anleitungen, durch die wir mehr über die Natur der Infrarotstrahlung erfahren können.

Infrarot im Alltag

Infrarot-Fernbedienung

Eine sehr bekannte alltägliche Anwendung der Infrarotstrahlung ist die Verwendung von Infrarotsignalen für Fernsteuerungen. Die meisten Fernbedienungen, zum Beispiel für Fernseher oder Stereoanlagen, haben einen Infrarotsender eingebaut, mit dem die Fernbedienung mit dem Gerät kommuniziert. Für eine erfolgreiche Signalübertragung muss das Infrarotsignal, das die Fernbedienung über eine Diode aussendet, beim Empfänger am Gerät ankommen. Dazu muss die Diode frei sein, aber es muss nicht unbedingt eine direkte Sichtverbindung zwischen Fernbedienung und Empfänger möglich sein, weil Infrarotstrahlung ähnlich wie optische Strahlung an Oberflächen reflektiert werden kann.

Versuchsidee 1:

Halte deine Hand direkt vor die Infrarot-Diode deiner Fernbedienung und versuche sie zu verwenden. Kommt das Signal bei deinem trotzdem Gerät an? Wie nah kannst du deine Hand davor halten, bis das Signal nicht mehr ankommt? Wie weit weg kannst du dabei vom Gerät gehen?

Versuchsidee 2:

Ziele mit der Fernbedienung genau von deinem Gerät weg und versuche das Gerät zu bedienen. Funktioniert es, kommt das Signal trotzdem an? Wo hin musst du zielen, dass kein Signal mehr ankommt? An welchen Oberflächen wird das Signal verschluckt, und an welchen wird es so reflektiert, dass es trotzdem beim Gerät ankommt?

Versuchsidee 3:

Nimm eine Digitalkamera oder Handykamera, und mache ein Foto oder sogar ein Video von der Infrarot-Diode deiner Fernbedienung, während du sie verwendest. Schaffst du es auf dem Foto oder Video das für unsere Augen unsichtbare Signal sichtbar zu machen? Wie glaubst du kann die Fernbedienung unterschiedliche Signale für unterschiedliche Tasten an das Gerät schicken?

 

Bewegungsmelder austricksen

Im Alltag werden oft Bewegungsmelder eingesetzt um automatisch Licht anzuschalten, wenn sich Personen in der Nähe befinden. Die meisten Bewegungsmelder dafür messen die Infrarotstrahlung in ihrer Umgebung und senden ein Signal an die angeschlossene Beleuchtung aus, wenn sich die gemessene Infrarotstrahlung plötzlich ändert. Bewegt sich also eine Person im Messbereich des Bewegungsmelders, so entdeckt dieser die Körperwärme, die die Person ausstrahlt.

Versuchsidee:

Finde einen Bewegungsmelder, der an eine Lichtquelle angeschlossen ist und probiere ob er sich aktiviert, wenn du vorbeigehst. Organisiere eine Rettungsdecke, wie sie in Erste Hilfe Kästen vorhanden ist. Diese Rettungsdecke ist eine dünne Folie, die aus einer silbernen und goldenen Schicht besteht und zum Kühlen bzw. Wärmen von (verletzten) Personen gedacht ist. Beide Seiten der Folie reflektieren sehr effektiv einfallende Strahlung. Mit der silbernen Seite der Folie kann zum Wärmen entweder Körperwärme zurück zum Körper reflektiert werden, oder zum Kühlen Sonnenstrahlung von Außen abgehalten werden. 

Versuche dich in unter einer Rettungsdecke zu verstecken und dabei langsam an dem Bewegungsmelder vorbei zu gehen. Schaffst du es deine Körperwärme gut genug abzuschirmen, dass das Licht nicht angeht?

Experimente mit der Wärmebildkamera

Mit einer Wärmebildkamera können wir Infrarotstrahlung direkt sichtbar machen und als Bild darstellen. Die Detektoren der Kamera arbeiten im Infrarotbereich und wandeln die einfallende Strahlung in gemessene Temperaturen um, die in einem farbigen Bild dargestellt werden. Typischerweise sind heiße Dinge weiß und rot dargestellt, kalte Dinge hingegen blau und schwarz. Im Bild rechts zeigen wir sechs unterschiedliche Wärmebild Aufnahmen von Alltagssituationen. Die zwei obersten Aufnahmen zeigen das Dach der Universitätssternwarte Wien, auf dem man die Kuppel des Observatoriums (links) und ein Radioteleskop (rechts) sieht. Das Gebäude und das Radioteleskop heben sich deutlich vom Himmelshintergrund ab und haben eine höhere Temperatur. Beim Radioteleskop sind besonders die Bauteile, die aktiv mit Strom versorgt werden und elektronische Arbeit leisten aufgewärmt, weswegen sie in der Aufnahme weiß dargestellt werden. Die mittleren zwei Aufnahmen zeigen Prof. Franz Kerschbaum in seinem Büro und Magdalena Brunner im Sternwartepark. Am Portraitfoto sieht man welche Gesichtsregionen besser durchblutet und deswegen wärmer sind, als andere. Die Brille hingegen schirmt die Infrarotstrahlung der Körperwärme ab, weswegen sie undurchsichtig und kühler ist als der Rest des Gesichts. Bei der Aufnahme rechts sieht man, dass sich Personen im Infraroten deutlich von der umgebenden Natur abheben können, wenn die Außentemperatur weit unter der Körpertemperatur liegt. Aus der Ferne und auch im Dunklen können Personen so sehr leicht entdeckt werden. Die zwei Aufnahmen unten im Bild zeigen ein Auto, das gerade noch bewegt wurde und eine Teetasse, die gerade verschoben wurde. Unter der Motorhaube des Autos ist noch die Restwärme sichtbar, die vom Betrieb des Motors stammt. Die Teetasse mit warmem Tee hinterlässt auch am Tisch Restwärme zurück, die man mit der Infrarotkamera sichtbar machen kann.

 

Die Welt im Licht der Infrarotstrahlung kann ganz schön überraschend sein und Unsichtbares sichtbar machen. Welche Alltagsszenen wären noch besonders spannend in der Welt des Infraroten?

Wie sieht ein Topf mit kochendem Wasser aus?

Wo sind in meiner Wohnung die Heizungsrohre versteckt?

Wo befinden sich in einem Computer die heißesten Bauteile?

Welche Materialien sind durchsichtig bzw. undurchsichtig für Infrarotstrahlung?

Wo ist mein Fenster besonders undicht?