Sexl Physik 7, Schulbuch

21 | Die Hornhaut , das Kammerwasser , die Augenlinse und der Glaskörper bil­ den zusammen ein lichtbrechendes System, durch das ein scharfes Bild auf die Netzhaut geworfen wird. Durch den Ziliarmuskel kann die Augenlinse stärker oder schwächer gekrümmt werden, wodurch sich die Brennweite um etwa 4 mm verändert. Ist die Linse am flachsten, so wird ein einfallendes paralleles Strah­ lenbündel auf der Netzhaut vereinigt. Ist sie am stärksten gekrümmt, so können Lichtstrahlen, die von einem etwa 10 cm vor dem Auge befindlichen Gegenstand ausgehen, auf der Netzhaut gesammelt werden. Man bezeichnet die Fähigkeit der Augenlinse, durch Verändern der Brechkraft auf einen Entfernungsbereich von etwa 100 mm (Nahpunkt) bis unendlich scharf zu stellen, als Akkommo- dation . Vor der Augenlinse liegt die farbige Regenbogenhaut ( Iris ), die als Blende wirkt und die einfallende Lichtmenge regelt. Je heller unsere Umgebung ist, desto mehr verkleinert sich die Öffnung der Iris, die Pupille . Schädliche Lichtinten­ sitäten werden dadurch von der Netzhaut ferngehalten. Der Sehwinkel ( 20.1 ) bestimmt, wie groß ein Objekt auf der Netzhaut un­ seres Auges abgebildet wird. Der kleinste Winkel, unter dem wir zwei Punkte getrennt wahrnehmen, beträgt etwa eine Bogenminute. Untersuche, überlege, forsche: Das Auge 21.1 Wie groß ist das Auge? Was tragen Hornhaut bzw. Linse zur Brechkraft bei? 21.2 Seziere mit Hilfe einer Biologielehrkraft ein frisches Fischauge und betrachte deine Umgebung durch die Augenlinse des Fisches. Was fällt dir auf? Fischaugen können nicht akkomodieren. Wie gelingt es Fischen, in verschiedenen Entfernungen scharf zu sehen? 21.3 Halte ein Lineal mit der gestreckten Hand vor dich hin. Kannst du die einzelnen Millimeterstriche noch sehen? Welchen Winkelabstand haben die Millimeterstriche? 21.4 Eine Reihe von optischen Täuschungen beruht darauf, dass wir für bestimmte Situationen nicht auf unsere Erfahrung zurückgreifen können. Überlege, wie 21.3 interpretiert werden kann. 21.5 Was weiß man über die visuellen Sinnesorgane von Tieren und über ihr Sehver- mögen? Stelle Informationen über unterschiedliche Tierarten zusammen und über- lege, welche Zusammenhänge zwischen dem Verhalten der Tiere und ihrer visuellen Wahrnehmung bestehen. 21.6 Was weiß man über die menschliche Wahrnehmung? Über räumliches Sehen, über Farbsehen (s. S. 24–26)? Wo und wie entstehen die Bilder „im Kopf“? 21.7 Was sind die wichtigsten Augenfehler und -krankheiten? 21.8 Mit welchen technischen Geräten untersucht der Augenarzt unsere Augen? 21.9 Ein Fotoapparat und das menschliches Auge haben in der Funktionsweise vie- les gemeinsam. Wie erfolgt die Scharfstellung des Bildes beim Fotoapparat? Was ist technisch gesehen der Unterschied zwischen Fotoapparat und Auge? Die Brille Die optische Korrektur von Augenfehlern durch geschliffene Glaslinsen gelang wahrscheinlich erstmals Ende des 13. Jh. in Italien. Damals benutzte man ge­ schliffene Kristalle (Beryll), von denen sich der Name Brille herleitet. Heute ver­ wendet man für Brillen neben Glaslinsen häufig Kunststofflinsen. Eine Alterna­ tive sind kleine Linsen („Haftschalen“), die direkt auf der Hornhaut schwimmen. Die Brechkraft von Brillen wird in Dioptrien angegeben. Unter der Brechkraft D einer Linse versteht man den Kehrwert der in Metern gemessenen Brennweite, wenn die Linse von einem Medium mit n = 1 umgeben ist. D = 1 / f … Maßeinheit 1 Dioptrie (dpt) = 1 m –1 Für Sammellinsen ist D positiv, für Zerstreuungslinsen negativ. Die Einheit der Brechkraft ist eine Dioptrie ( dpt ). Eine Brille mit D = –2 dpt ist daher eine Zer­ streuungslinse mit der Brennweite f = 0,5 m . Hornhaut Iris Ziliarmuskel Glaskörper Linse gelber Fleck Pupille blinder Fleck Netzhaut Sehnerv optische Achse Aderhaut Muskelansatz Kammer- wasser 21.1 Der Aufbau des menschlichen Auges. Der Ziliarmuskel ist ein Ringmuskel, der der Aufhängung der Linse und der Akkommodati- on dient. Der „gelbe Fleck“ ist die Stelle mit der größten Dichte an Sehzellen, der „blinde Fleck“ die Austrittstelle des Sehnervs. L R Augenbasis 21.2 Die Raumempfindung beim Sehen beruht darauf, dass ein räumliches Objekt aufgrund des Augenabstandes (Basis) mit beiden Augen simultan unter unterschiedlichem Winkel gegen den Hintergrund gesehen wird. Die auf der Netzhaut beider Augen entstehenden un- terschiedlichen Bilder werden dann im Gehirn zu einem Raumeindruck verarbeitet. 21.3 Zu Aufgabe 21.4 21.4 In der Fototechnik werden kugelförmi- ge Linsen als extreme Weitwinkelobjektive verwendet(„fisheye“). Sie ermöglichen einen Blickwinkel von 180°. Weitwinkelobjektive haben eine kürzere Brennweite als Normalob- jektive und bilden einen größeren Bereich ab. Das menschliche Auge Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv