Lerninhalte finden
Features
Entdecke
Kennst du die Szene aus dem dritten Teil von "Der Herr der Ringe", in welchem das große flammende Auge Saurons die Ebenen mit einem Lichtstrahl absucht? Normalerweise sendet das Auge kein Licht aus. Stattdessen wird eintreffendes Licht im Inneren des Auges gebündelt.
Lerne mit Millionen geteilten Karteikarten
Leg kostenfrei losGib die Zeit an, die vom Auftreffen des Lichts auf die Netzhaut bis zur Wahrnehmung des Bildes vergeht.
Welche Aufgabe hat die Iris im Auge?
Was passiert bei Weitsichtigkeit mit den Lichtstrahlen im Auge?
Wie nennt man die Eigenschaft des Auges, die Brennweite der Linse zu ändern?
Welche Art von Brillengläsern korrigiert Kurzsichtigkeit?
Welche Funktion hat die Netzhaut im Auge?
Was passiert, wenn Licht durch die Linse des Auges geht?
Was ist das Hauptmerkmal der Kurzsichtigkeit?
Gib die Zeit an, die vom Auftreffen des Lichts auf die Netzhaut bis zur Wahrnehmung des Bildes vergeht.
Welche Aufgabe hat die Iris im Auge?
Was passiert bei Weitsichtigkeit mit den Lichtstrahlen im Auge?
Wie nennt man die Eigenschaft des Auges, die Brennweite der Linse zu ändern?
Welche Art von Brillengläsern korrigiert Kurzsichtigkeit?
Welche Funktion hat die Netzhaut im Auge?
Was passiert, wenn Licht durch die Linse des Auges geht?
Was ist das Hauptmerkmal der Kurzsichtigkeit?
Schreib bessere Noten mit StudySmarter Premium
Geld-zurück-Garantie, wenn du durch die Prüfung fällst
Review generated flashcards
Erstelle unlimitiert Karteikarten auf StudySmarter
Team Auge Physik Lehrer
Um zu verstehen, was sich physikalisch am Auge abspielt, ist es essentiell, ein paar wichtige Teile des Auges zu kennen. Deswegen schauen wir uns gemeinsam den groben Aufbau des Auges an, um im Nachhinein ein physikalisches Modell zu entwickeln.
Schau dir parallel zur folgenden Erklärung am besten die untenstehende Abbildung 1 an.
Das Licht strahlt von links durch die Hornhaut auf das Auge. Die Iris ist dabei verantwortlich, wie viel Licht weiter in das Innere des Auges vordringt. Das Licht strahlt weiter durch die Linse. Dabei wird der Strahlengang entsprechend der Brennweite verändert. Muskeln können die Form der Linse und somit die Brennweite anpassen, wodurch das Licht anders gebrochen wird.
Die Brennweite ist die Entfernung von der Linsenmitte zum Punkt (Brennpunkt), an dem sich parallel einfallende Lichtstrahlen hinter der Linse treffen. Mehr dazu im Artikel zur Brechung an Linsen.
Durch den Augapfel gelangt das Licht dann auf die Netzhaut. Dort erscheint das Bild, das vom Gehirn interpretiert wird.
Abb. 1 - Grober Aufbau des menschlichen Auges
Jetzt kennst du die für die Optik im Auge wichtigsten Begriffe. Kommen wir nun zur physikalischen Funktionsweise.
Das Auge besteht aus unzähligen verschiedenen Elementen, die am Ende für das Sehen verantwortlich sind. Um dieses komplizierte Körperteil physikalisch beschreiben zu können, ist eine Vereinfachung durch ein Modell angebracht.
Dafür benötigst du dein Vorwissen aus der Optik. Mehr Infos dazu findest du in den Artikeln Lichtstrahlen, Brechung an Linsen und fortführend auch die Linsengleichung.
Das Zusammenspiel von Hornhaut, Iris und vor allem Augenlinse ist der Grund, warum du auf verschiedene Entfernungen trotzdem noch scharf sehen kannst. Die Hornhaut und auch Effekte an der Iris verändern das eintreffende Licht schon bevor die Augenlinse ins Spiel kommt. Zusammen kannst du die optische Wirkungsweise als eine konvexe Linse (Sammellinse) betrachten.
Konvex bedeutet eine Wölbung, die in der Mitte der Linse weiter nach außen geht als an den Rändern der Linse. Dadurch werden Lichtstrahlen nach dem Durchqueren der Linse zueinander geleitet. Mehr dazu und zur Brechung an Linsen und Optik allgemein erfährst du in den zugehörigen Artikeln!
Nach dem Durchqueren der Linse trifft das Licht auf die Netzhaut. Diese dient als Schirm, auf welchem das Bild abgebildet wird.
Die Abbildung 2 zeigt dir den gerade beschriebenen Strahlengang vom Gegenstand aus durch das Auge auf die Netzhaut.
Abb. 2 - Verlauf von Lichtstrahlen am Augenmodell
Diese Anordnung ist dir vielleicht schon aus anderen Bereichen der Optik bekannt. Aktivierst du dein Wissen zur Brechung an Linsen, kannst du nun auch auf die Bildentstehung schließen.
Das Auge sieht nicht die Gegenstände selbst, sondern das Licht das von diesen reflektiert oder selbst ausgestrahlt wird. Diese Lichtstrahlen treffen dann auf die Hornhaut des Auges, gehen weiter an der Iris vorbei und durch die Augenlinse.
Im Inneren des Auges gehen die Lichtstrahlen weiter, bis diese auf der Netzhaut auftreffen. Das auftreffende Bild ist am Ende umgekehrt. Dein Gehirn verarbeitet die Signale aber weiter und dreht das Bild wieder um, sodass du es richtig siehst.
Der gesamte Prozess vom Auftreffen des Lichts auf die Hornhaut bis zur Wahrnehmung als Bild dauert etwa 150 ms (Millisekunden).
Die Abbildung 2 zeigt, wie sich das Licht verhält, wenn das Auge das Bild scharf stellt. Kreuzen sich die Lichtstrahlen, welche von jeweils einem Punkt des Gegenstandes ausgehen genau auf der Netzhaut, dann ist das Bild scharf zu sehen. Ist das nicht der Fall, dann kann dein Auge mit sehr sensiblen Muskeln die Form der Augenlinse und somit die Linseneigenschaften, insbesondere die Brechkraft bzw. Brennweite, verändern.
Die Eigenschaft des Auges, die Krümmung und somit die Brennweite der Linse zu verändern heißt Akkommodation.
In manchen Fällen ist dieses Einstellen der Linse und Brennweite nicht korrekt möglich. Was dabei physikalisch das Sehen verschlechtert, erfährst du jetzt.
Falsche Beleuchtung, verschiedenste Krankheiten, vererbte Veränderungen oder dauerhafte Überbeanspruchung können Ursachen dafür sein, dass du schlecht siehst. Einige sind situationsbezogen, andere können mit der Zeit entstehen, und noch andere sind permanente Fehlsichtigkeiten.
Im Folgenden schauen wir uns zwei bekannte Fälle an, von denen du sicherlich schon gehört hast: Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit.
Kurzsichtig bedeutet, dass du Gegenstände in kurzer Entfernung normal erkennen kannst und Gegenstände in weiter Entfernung stark verschwommen oder unkenntlich werden.
Das kann zwei Ursachen haben, welche getrennt und aber auch gleichzeitig auftreten können: eine Verlängerung des Augapfels oder eine zu kurze Brennweite der Augenlinse und / oder der Hornhaut. Beide Ursachen haben die gleiche Folge: die Lichtstrahlen kreuzen sich schon vor dem Auftreffen auf die Netzhaut. Die natürliche Akkommodation deines Auges kann das nach zu langer Belastung der Augenmuskulatur nicht mehr korrigieren. Dadurch wird das Bild am Ende unscharf.
Abb. 3 - Lichtstrahlen am kurzsichtigen Auge ohne Brille dargestellt
Wenn du von Kurzsichtigkeit gehört hast, dann hast du sicherlich auch schon von Weitsichtigkeit gehört.
Weitsichtig bedeutet, dass du Gegenstände in weiter Entfernung normal erkennen kannst und Gegenstände in kurzer Entfernung stark verschwommen oder unkenntlich werden. Also genau das Gegenteil von Kurzsichtigkeit.
Auch die Ursachen sind wie bei der Kurzsichtigkeit, nur umgekehrt: eine Verkürzung des Augapfels oder eine zu hohe Brennweite der Augenlinse und / oder Hornhaut. Tritt dieser Fehler über einen sehr langen Zeitraum auf, kann das die Muskulatur schädigen. Die Akkommodation ist dann nicht mehr stark genug, den Sehfehler zu korrigieren. Die Lichtstrahlen würden sich dann erst hinter der Netzhaut treffen, wodurch das gesehene Bild unscharf wird.
Abb. 4 - Lichtstrahlen am weitsichtigen Auge ohne Brille dargestellt
Die Muskeln am Auge werden beim Sehen in kurzer Entfernung sehr viel stärker belastet als in großer Entfernung. Die Weitsichtigkeit entsteht deswegen meistens durch Überbeanspruchung der Augenmuskulatur und tritt dadurch häufiger im Alter auf. Auch täglich stundenlang auf den PC-Monitor schauen, kann zur Entwicklung von Weitsichtigkeit beitragen.
Die Kurz- und Weitsichtigkeit sind bei Weitem nicht alle Fehlsichtigkeiten, welche am menschlichen Auge auftreten können. Einige können durch recht einfache Hilfsmittel wie Brillen korrigiert werden.
Besteht eine Fehlsichtigkeit, bedeutet das, dass ein ständiger Sehfehler dazu führt, dass die Akkommodation deines Auges nicht mehr ausreicht, die Brennweite der Augenlinse genügend zu verändern. Die Gläser einer Brille sind Linsen, welche eintreffendes Licht noch vor dem Auge brechen und somit den Sehfehler ausgleichen.
Bei Kurzsichtigkeit werden konkave Brillengläser verwendet. Diese zerstreuen das Licht, wodurch der Brennpunkt vom Inneren des Auges auf die Netzhaut verschoben wird und du wieder scharf sehen kannst. Die Strahlen gehen nun erst durch die konkaven Brillengläser und danach durch das konvexe Auge:
Abb. 5 - Lichtstrahlen werden am kurzsichtigen Auge mit konkavem Brillenglas korrigiert
Zur Korrektur bei weitsichtigen Menschen ist das genau andersherum: Konvexe Brillengläser sammeln das Licht. Der Brennpunkt wird dadurch in Richtung der Augenlinse verändert. Er liegt jetzt auf der Netzhaut und nicht mehr hinter dem Auge. Die Lichtstrahlen durchqueren erst die konvexen Brillengläser bevor sie auf das konvexe Auge treffen.
Abb. 6 - Lichtstrahlen werden am weitsichtigen Auge mit konvexem Brillenglas korrigiert
Melde dich kostenlos an, um Zugriff auf all unsere Karteikarten zu erhalten.
Wie ist das Auge aufgebaut?
Das Auge besteht aus einem Augapfel der unter anderem eine Linse, Hornhaut und die Iris beinhaltet. Am hinteren Teil des Auges befindet sich die Netzhaut. Dort kommt das gesehene Bild an und wird vom Gehirn weiterverarbeitet.
Wie heißen die Teile des Auges?
Die wichtigsten Teile des Auges heißen Hornhaut, Iris, Pupille, Linse und Netzhaut.
Welche Aufgaben haben die Teile des Auges?
Die Hornhaut schützt das Auge. Die Iris stellt die Größe der Pupille ein und ist dafür verantwortlich, wie viel Licht in das Auge einfällt. Die Linse bricht die Lichtstrahlen so, dass diese gebündelt an der Netzhaut ankommen. Die Netzhaut ist sensibel und wirkt als ein Schirm, wo das gesehene Bild auftrifft.
Wie schnell kann das menschliche Auge sehen?
Das menschliche Auge benötigt etwa 150 ms um zu "sehen". Der Großteil dieser Zeit spielt sich beim Prozess der Lichtwahrnehmung und Weiterleitung der Impulse ins Sehzentrum ab.
Bei StudySmarter haben wir eine Lernplattform geschaffen, die Millionen von Studierende unterstützt. Lerne die Menschen kennen, die hart daran arbeiten, Fakten basierten Content zu liefern und sicherzustellen, dass er überprüft wird.
Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
Lerne Lily kennen
Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
Lerne Gabriel kennen
Schule 
Studium 
Ausbildung 
Karteikarten 
StudySmarter AI 
Notizen 
Lernplan 
Spaced Repetition 
Lernsets 
Finde einen Job 
Studentenrabatte 
Ausbildungen 
Magazine 
Mobile App 
Für Unternehmen