Wärmestrahlung wird von einem Mikrowellenherd erzeugt, um Lebensmittel zu erhitzen. Zur Wärmestrahlung zählt auch die Mikrowellenstrahlung. Aus irgendeinem Grund glauben Vorschullehrer und Lehrbücher fälschlicherweise, dass Wärmestrahlung und Infrarotstrahlung dasselbe sind. Das elektromagnetische Spektrum umfasst Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotwellen, sichtbares Licht, ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen, die alle Energie transportieren. Alle Strahlungsfrequenzen können Wärmestrahlung darstellen, da sie alle dazu führen, dass ein Gegenstand, auf den sie treffen, erhitzt wird. Mit dem Begriff „Wärmestrahlung“ beschreiben Physiker Strahlung, die einen Gegenstand erhitzen kann, wenn er mit ihm in Berührung kommt. Oder sie beziehen sich auf einen breiten Frequenzbereich mit einer bestimmten Form, die sich je nach Temperatur des Emitters ändert.
2000 K thermisches Spektrum
Dieses Diagramm zeigt das Frequenzspektrum der Wärmestrahlung, die ein Schwarzkörperobjekt mit einer Temperatur von 2000 K aussendet. Auch wenn der Infrarotfrequenzbereich den Großteil der Wärmestrahlung ausmacht, manifestiert sich ein Teil der Wärmestrahlung auch als Mikrowellen, sichtbares Licht und ultraviolette Strahlung. Um die Interpretation der Kurve zu vereinfachen, beachten Sie, dass sowohl die Frequenzachse als auch die Leistungsachse auf logarithmischen Skalen dargestellt werden. Bild im öffentlichen Bereich, von Christopher S. Baird.
Der Peak im Spektrum der abgestrahlten Strahlung einer leuchtenden Substanz steigt zu höheren Frequenzen an, je heißer der Körper ist. So können Astronomen die Temperatur eines Sterns berechnen, indem sie die relative Helligkeit verschiedener Frequenzen in seinem Licht beobachten. Der Begriff „thermisch“ bezieht sich in diesem Zusammenhang auf den Zusammenhang zwischen der Temperatur der Strahlungsquelle und ihrer Spektralform. „Nicht-thermische Strahlung“ hingegen bezieht sich auf Licht, das nichts mit der Temperatur der Quelle zu tun hat. Im Gegensatz zu einem erhitzten Glühfaden verwenden Laser beispielsweise einen anderen Prozess zur Lichterzeugung. Dadurch ist das Laserlicht keine Wärmestrahlung und unabhängig von der Temperatur des Lasers. Laserlicht transportiert jedoch weiterhin Energie und hat die Kraft, in der Nähe befindliche Dinge zu erhitzen. Wenn Sie, wie es viele Vorschullehrer tun, „Wärmestrahlung“ als Strahlung definieren, die Energie transportiert und Gegenstände erwärmt, dann fällt jede Strahlung, unabhängig von Frequenz oder Spektralstruktur, unter diese Definition. Durch elektromagnetische Strahlung erhitzt ein Mikrowellenherd Suppe auf genau die gleiche Weise, wie ein Lagerfeuer Camper wärmt. Vielleicht weil lebende menschliche Körper eine Temperatur haben, bei der ihre Wärmestrahlung im Infrarotbereich ihren Höhepunkt erreicht, besteht die falsche Vorstellung, dass nur Infrarotstrahlung thermisch ist. Ein Soldat trägt eine Infrarotbrille, um nachts Menschen zu erkennen. Die Wärmestrahlung der Sonne erreicht jedoch ihren Höhepunkt im Frequenzbereich des sichtbaren Lichts und ist ebenso heiß. Tatsächlich absorbiert die Atmosphäre den Großteil des Infrarotspektrums des Sonnenlichts und verhindert so, dass es den Menschen an der Oberfläche erreicht. Obwohl das Sonnenlicht nur über eine sehr geringe Infrarotstrahlung verfügt, kann es uns kaum erwärmen, und seine Spektralstruktur hängt mit der Sonnenwärme zusammen.
