Infrarot-Strahlen

Friedrich Wilhelm Herschel um 1800

Elektromagnetische Wellen im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der längerwelligen Terrahertzstrahlung. Die Infrarotstrahlung ist ein Teil der Wärmestrahlung. Als Infrarot wird der Spektralbereich zwischen 780 nm und 1000.000 nm bezeichnet. Etwa 43% der die Erdoberfläche erreichenden Solarstrahlung sind dem IR-Spektrum zuzuordnen.

• Der Spektralbereich wird wie folgt eingeteilt:
  • nahes Infrarot (near infrared, NIR): Kurzwellige IR-Strahlung die sich direkt an den sichtbaren (roten) Bereich anschließt. Wellenlängen: 780 nm bis 1,400 µm
  • mittleres Infrarot (mid infrared, MIR): Wellenlängen: 1,4-50 µm.
  • fernes Infrarot (far infrared, FIR): Langwellige IR-Strahlung. Wellenlänge: 50 µm bis 1,0 mm.
• Nach DIN wird wie folgt unterteilt:
  • IRA: Wellenlänge: 0,7-1,4 µm.
  • IRB: Wellenlänge: 1,4-3,0 µm
  • IRC: Wellenlänge: > 3,0 µm bis zu 1,0 mm. Dieser Spektralbereich umfasst umfasst damit das mittlere (MIR) als auch das ferne Infrarot (FIR).

Breitbandige IR-Quellen sind thermische Strahler wie beispielsweise Glühlampen und Heizstrahler. Selektivstrahler sind der Glühstrumpf oder auch Hochdruck-Gasentladungslampen und auch Infrarot-LEDs. Als monochromatische, kohärente Quellen dienen Infrarotlaser (Halbleiterlaser, Nd:YAG-Laser, CO₂-Laser). Zum Nachweis von IR-Strahlung aller Wellenlängen eignen sich thermische Detektoren (Thermoelemente oder Bolometer).

Infrarot-Bestrahlungen führen an der Haut zur Erythembildung, deren Intensität und Ausprägung von der Wellenlänge und der Energie der Strahlung abhängt. Beispielsweise finden sich nach IR-C Bestrahlung ein zunächst homogenes, später retikuläres Erythem, das noch mehrere Stunden nach Strahlenexposition nachweisbar ist (s.a. Erythma e calore).

In der Medizin finden Wärmestrahlung von Heizstrahlern (keramische Infrarotstrahler mit langwelliger IR-Strahlung, Rotlichtlampen, die vorrangig nahes IR emittieren) zur örtlichen Behandlung von Entzündungen eingesetzt. Infrarotstrahlung wird in der Medizin auch häufig in Form von Lasern genutzt. Möglicherweise können IR-Bestrahlungen der Haut zu einer chronischen Schädigung führen; gesichert ist eine vorzeitige Hautalterung; inwieweit eine Karzinomentstehung gefördert wird bleibt derzeit noch spekulativ. Bei wassergekühlten Infrarotstrahlern (wIRA-Prinzip) wird die Wärmeentwicklung im Gewebe reduziert, sodass höhere Energiedosen anwendbar sind (z.B. für die Behanldung von vulgären Warzen) 

1. Arrington JH et al. (1979) Thermal keratoses ans squamous cell carcinoma in situ associated with erythema ab igne. Arch Dermatol 115: 1226-1228
2. Lee JH et al. (2006) Effects of infrared radiationon skin photo-aging and pigmentation. Yonsei Med J 47: 485-490
3. Meffert H et al. (2008) Die Infrarot-Erytheme. Akt Dermatol 34: 119-123
4. Piazena H et al. (2014) Physikalische und photobiologische Grundlagen prophylaktischer und therapeutischer Infrarotanwendungen. Akt Dermatol 40:335-339