Infrarot

Wärmebild von Tassen
Tassen aus verschiedenen Materialien mit einer Wärmebildkamera fotografiert.

Die faszinierende Welt der unsichtbaren Wärmestrahlung

Mit den Augen können wir uns in der Umwelt orientieren. Dennoch bleibt vieles für unseren Sehsinn unsichtbar, da er nur einen kleinen Teil aus dem großen Spektrum der Sonnenstrahlung wahrnehmen kann. Deshalb haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Sensoren entwickelt, die sichtbar machen, was wir sonst nur fühlen können: die Wärmestrahlung.

Wie wichtig es ist, Wärmestrahlung sichtbar zu machen, weiß jeder, der einmal eine Infrarotaufnahme eines Gebäudes gesehen hat: Darauf ist zu erkennen, an welchen Gebäudeteilen die meiste Wärme aus dem Inneren an die Umgebung verloren geht. Das Sichtbarmachen funktioniert über sehr empfindliche Wärmebildkameras. Im DLR_School_Lab steht für die Nachwuchsforscherinnen und -forscher eine Wärmekamera zur Verfügung, an der die vielen Möglichkeiten und der große Nutzen dieser Technik deutlich werden.

Wie können infrarotes Licht und Satelliten zum Schutz der Erde beitragen?

So leicht entgeht dem Sensor für infrarotes Licht nichts! Und weil er heißen Kaffee in einer Tasse genauso sicher wie Lagerfeuer oder große Brände erkennt, ist er sehr vielseitig einsetzbar. Deshalb sind die Einsatzkräfte, die zum Beispiel Feuerkatastrophen bekämpfen müssen, „brennend" an den Daten von Satelliten interessiert. Ein Beispiel war der am DLR entwickelte Satellit BIRD, der jahrelang wichtige Informationen zur Brandbekämpfung lieferte: Dieser Feuer aufspürende Kleinsatellit – ein 92 Kilogramm schwerer Würfel – war mit Infrarotkameras bestückt und umkreiste die Erde von 2001 bis 2023 in etwa 570 Kilometern Entfernung. Er konnte auch in unbesiedelten Gegenden Feuersbrünste und Vulkanausbrüche schnell erkennen und so frühzeitig die Feuerwehr oder den Katastrophenschutz alarmieren. Inzwischen übernehmen das andere Satelliten rund um die Uhr.

Mit infraroter Strahlung die Geschichte des Universums erkunden

SOFIA
Das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie SOFIA mit vollständig geöffneter Teleskoptür
Credit:

NASA/C. Thomas

Das „Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie" SOFIA war wohl eines der ungewöhnlichsten „Fernrohre" der Welt. Es stand nicht wie gewöhnliche Observatorien auf einem Berg, sondern es flog in einer umgebauten Boeing 747 etwa 14 Kilometer über der Erdoberfläche. In dieser Höhe konnten die Astronominnen und Astronomen vom DLR und der NASA die infrarote Strahlung untersuchen, die von fernen Planeten, Sternen und Galaxien ausgeht. Dadurch erfuhren die Fachleute sehr viel über die Geburt, die Entwicklung und das Sterben von Sternen. Auf der Erdoberfläche lässt sich diese Strahlung dagegen nur schwer empfangen, weil sie von der Atmosphäre regelrecht „verschluckt" wird.

Versuche

Wir stellen den Nachwuchsforscherinnen und -forschern ein breites Spektrum an Versuchen bereit, mit denen sie den Ursprung und die Eigenschaften infraroten Lichts sehen und erfahren können.

Das Herschel-Experiment

Als der Astronom Wilhelm Herschel im Jahr 1800 das Licht der Sonne mithilfe eines Prismas untersuchte, entdeckte er das Infrarotlicht. Wie Herschel können die Schülerinnen und Schüler im DLR_School_Lab Berlin weißes Licht in seine Bestandteile aufspalten und sehen, dass da noch mehr als nur der sichtbare Teil des Lichts zu finden ist ...

Die Infrarotkamera

Infrarot Experiment
Die Infrarotkamera macht Unsichtbares sichtbar. Im DLR_School_Lab Berlin leuchten nicht nur die Augen der jungen Gäste.
Credit:

DLR/Gossmann

Nachdem geklärt ist, was Infrarotstrahlung eigentlich ist, lernen die Schülerinnen und Schüler mit unserer Infrarotkamera eine neue Welt kennen: Wird Infrarotstrahlung ebenso reflektiert wie sichtbares Licht? Welche Stoffe lassen Wärmestrahlung durch und welche verschlucken sie? Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Infrarot-Spiegelung und Absorption in Dampf und klären deren Ursachen. So erfahren sie, welche Probleme man mit Infrarotstrahlung lösen kann – aber auch, wie sich eine Infrarotkamera „betrügen" lässt.

SOFIA – das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie

Im Labor steht auch ein Versuchskoffer zum SOFIA-Projekt des DLR und der NASA zur Verfügung. Damit können die Nachwuchsforscher spielerisch erfahren, wie mit Infrarotsensoren die Tiefen des Weltalls erforscht werden. Durch die selbständige Arbeit mit der Kamera und mit verschiedenen Materialien finden die Schülerinnen und Schüler Antworten auf Fragen wie: Wie kommt es, dass sich hinter einer schwarzen Wand niemand verstecken kann? Haben auch Farben eine Temperatur? Und wie sieht die Wärmeverteilung nach 20 Liegestützen im Kopf eines Menschen aus? Große Überraschungen sind vorprogrammiert!

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Kontakt

DLR_School_Lab Berlin

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Rutherfordstraße 2, 12489 Berlin
Tel: +49 30 67055-229