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 Zerstreuungslinse mit der Brennweite f = 0,5 m. Untersuche, überlege, forsche: Das Auge 67.1 W1 Wie groß ist das menschliche Auge? Erkläre, was Hornhaut bzw. Linse zur Brechkraft beitragen. 67.2 S1 Seziere mit Hilfe einer Biologielehrkraft ein frisches Fischauge und betrachte deine Umgebung durch die Augenlinse des Fisches. Beschreibe, was dir auffällt. Fischaugen können nicht akkommodieren. Wie gelingt es Fischen, in verschiedenen Entfernungen scharf zu sehen? 67.3 S3 Was weiß man über die visuellen Sinnesorgane von Tieren und über ihr Sehvermögen? Stelle Informationen über unterschiedliche Tierarten zusammen und überlege, welche Zusammenhänge zwischen dem Verhalten der Tiere und ihrer visuellen Wahrnehmung bestehen. 67.4 S3 Recherchiere, welche die wichtigsten Augenfehler und -krankheiten sind und bewerte, ob deine Quellen verlässlich sind. Das menschliche Auge Die Hornhaut, das Kammerwasser, die Augenlinse und der Glaskörper bilden 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 4mm verändert. Ist die Linse am flachsten, so wird ein einfallendes paralleles Strahlenbündel auf der Netzhaut vereinigt. Ist sie am stärksten gekrümmt, so können Lichtstrahlen, die von einem etwa 10cm 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 10 cm (Nahpunkt) bis unendlich scharf zu stellen, als Akkommodation. 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 Lichtintensitäten werden dadurch von der Netzhaut ferngehalten. Die optische Korrektur von Augenfehlern durch geschliffene Glaslinsen gelang wahrscheinlich erstmals Ende des 13. Jh. in Italien. Damals benutzte man geschliffene Kristalle (Beryll), von denen sich der Name Brille herleitet. Heute verwendet man für Brillen neben Glaslinsen häufig Kunststofflinsen. Eine Alternative 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. 67.1 Rot-Grün-Blinde können Blau und Purpur sowie Grün und Gelb nicht unterscheiden. Goethe fertigte ein Aquarell nach den Anweisungen eines Betroffenen an. 67.2 Der Aufbau des menschlichen Auges. Der Ziliarmuskel ist ein Ringmuskel, der der Aufhängung der Linse und der Akkommodation dient. Der „gelbe Fleck“ ist die Stelle mit der größten Dichte an Sehzellen, der „blinde Fleck“ die Austrittstelle des Sehnervs. Hornhaut Iris Ziliarmuskel Glaskörper Linse gelber Fleck Pupille blinder Fleck Netzhaut Sehnerv optische Achse Aderhaut Muskelansatz Kammerwasser 67.3 Welche Bedeutung haben die Zahlen am Objektiv? Was haben Fotoapparat und Auge gemeinsam? 67.4 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 unterschiedlichen Bilder werden dann im Gehirn zu einem Raumeindruck verarbeitet. L R Augenbasis 67.5 In der Fototechnik werden stark gekrümmte Linsen in extremen Weitwinkelobjektiven (Fischaugen-Objektiv) verwendet. Sie ermöglichen Blickwinkel bis zu 180°. Weitwinkelobjektive haben eine kürzere Brennweite als Normalobjektive und bilden einen größeren Bereich ab. 67.6 Zahlreiche optische Täuschungen beruhen darauf, dass wir für bestimmte Situationen nicht auf unsere Erfahrung zurückgreifen können. 67 1 Reflexion und Brechung Elektromagnetische Wellen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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