Auge (Sehen)

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Als Sehen bezeichnet man die Wahrnehmung von Objekten auf Grund der Reizung der Netzhaut des menschlichen Auges durch Lichtstrahlen, die von den Objekten ausgesandt, gebeugt oder reflektiert werden.

Das menschliche Auge
Schematische Darstellung des menschlichen Auges
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Schematische Darstellung des menschlichen Auges

Inhaltsverzeichnis

Bilderzeugung

Die Bilderzeugung im Auge funktioniert ähnlich wie in einer Kamera. Einfallende Lichtstrahlen werden durch die Linse gebrochen und auf die Netzhaut projiziert. Dort wird das Bild von einem lichtempfindlichen System aus Stäbchen und Zäpfchen aufgenommen, in elektrische Signale umgewandelt und anschließend zum Gehirn weitergeleitet. Nur ein sehr kleiner Bereich des Auges, der gelbe Fleck, sieht wirklich scharf. Im größten Teil des Gesichtsfeldes (abseits der optischen Achse des Auges) ist die Sehschärfe so schlecht, dass man im juristischen Sinne als blind bezeichnet werden könnte.

Die Brechkraft der Hornhaut beträgt beim normalsichtigen Menschen etwa 43 Dioptrien (dpt), die Brechkraft der Linse ungefähr 19 dpt. Das normalsichtige Auge hat insgesamt eine Dioptrienzahl von etwa 65. Abweichungen von der normalen Brechkraft werden bei Weitsichtigkeit mit positiven Dioptrienwerten angegeben, bei Kurzsichtigen mit negativen Dioptrienwerten. Die viel größere Brechkraft der Hornhaut gegenüber der Linse kommt übrigens durch den Übergang des Lichts vom optisch „dünnem" Medium (Luft), in das optisch viel dichtere Medium (Hornhaut) zustande. An diesem Übergang wird das Licht wesentlich stärker gebrochen als am Übergang Hornhaut/Linse.

Im Gegensatz zu einer normalen Objektivlinse einer Kamera ist die Linse des menschlichen Auges flexibel. Ihre Brechkraft kann mit Hilfe von Muskeln variiert werden. Dadurch ist es dem Menschen möglich, sehr schnell von der Nahbeobachtung zur Fernbeobachtung und zurück zu wechseln. Auch die Größe der Pupille (also die Blende bzw. das Öffnungsverhältnis des Auges) kann sehr schnell an die Lichtverhältnisse der Umgebung angepasst werden (Akkommodation).

Hell - Dunkeladaption

Die Anpassung der Größe der Pupille an die herrschenden Lichtverhältnisse durch die Regenbogenhaut (Iris) darf nicht mit der Adaption (auch Adaptation) gleich gesetzt werden, weil hier noch weitere physiologische Prozesse beteiligt sind. Die Aktivität der Fotorezeptoren (Zäpfchen und speziell Stäbchen) wird durch einen Stoff namens Rhodopsin gesteuert. Bei starker Lichteinstrahlung wird ein Teil des Rhodopsins abgebaut, die Lichtempfindlichkeit des Auges nimmt ab. Bei geringer Lichteinstrahlung wird hingegen zusätzliches Rhodopsin produziert und die Lichtempfindlichkeit des Auges steigt. Die Bildung von genügend Rhodopsin für die vollständige Dunkeladaption kann 25 bis 45 Minuten dauern. Hingegen geht der Abbau von Rhodopsin sehr schnell. Die Taschenlampe des Amateurastronomen sollte deshalb nur schwach rot leuchten, weil das Auge auf Licht der niedrigen Wellenlängen weniger stark mit Rhodopsinabbau reagiert. Die Fähigkeit zur Dunkeladaption läst übrigens beim gesunden Auge auch im Alter nicht nach.

Da die Dunkeladaption ein rein chemischer Prozess innerhalb des Auges ist, erfolgt sie für beide Augen unabhängig voneinander. Astronomen können deshalb die Dunkeladaption ihres "Beobachtungsauges" erhalten, wenn sie es zum Einsehen von Sternenkarten oder beim Umbau der Gerätschaften abdecken und nur mit dem anderen Auge schauen.

Farbsehen, Auflösung, Indirektes Sehen

Unter Idealbedingungen beträgt das Auflösungsvermögen des bloßen menschlichen Auges 0,5' bis 1'. Das entspricht einem Millimeter auf einen Abstand von drei bis sechs Meter. Ähnlich wie auch bei optischen Instrumenten wird das Auflösungsvermögen des Auges durch den Durchmesser der Öffnung der Pupille bestimmt.

Auf der menschlichen Netzhaut sind etwa 120 Millionen Stäbchen und etwa 6-7 Millionen Zäpfchen verteilt. Die Stäbchen sind vor Allem für das Dunkelsehen von Bedeutung. Sie benötigen im Vergleich zu den Zäpfchen nur 1/100000stel der Lichtmenge zur Aktivierung. Leider sind sie jedoch nicht in der Lage Farbinformationen zu liefern, zusätlich sind sie auch nicht in der Lage so scharfe Bildinformationen zu liefern, weil jeweils mehrere Stäbchen mit einer Nervenfaser verbunden sind (Binning), was eine geringere Auflösung zur Folge hat.

Obwohl auf der Netzhaut nur ca. 6-7 Millionen Zäpfchen vorhanden sind, erlauben sie sowohl das Farbsehen als auch das Scharfsehen. Insbesondere Im Bereich des gelben Flecks ist jedes Zäpfchen mit einer eigenen Nervenfaser verbunden, was eine sehr hohe Auflösung erlaubt. Reicht die einfallende Lichtmenge nicht aus, um die Zäpfchen zu aktivieren, ist es nicht möglich das Objekt farbig zu sehen. Da im Bereich des gelben Flecks keine Stäbchen vorhanden sind, muss man sozusagen am Objekt vorbeischauen (indirektes Sehen), um es erkennen zu können. Das Licht fällt dann in den Bereich abseits des gelben Flecks auf Millionen von lichtempfindlicheren Stäbchen.Allerdings muss das indirekte Sehen geübt werden, um es effektiv einsetzen zu können. Die Tatsache, ob ein bestimmtes Objekt direkt gesehen werden konnte ist ein wichtiger Hinweis auf seine Helligkeit und sollte deshalb in Beobachtungsberichten angegeben werden..

Siehe auch

Weblinks

Persönliche Werkzeuge

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