Anhand von Skizzen zeige ich, wie das Auge funktioniert. Danach gehe ich darauf ein, wie Sehfehler wie Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und Alterssichtigkeit entstehen. Schließlich erkläre ich anhand eines Versuchs den Zusammenhang zwischen Gegenstandsweite und Brennweite.
Wie sehen wir?
Mit dieser Frage beschäftigt man sich zumeist erst dann, wenn man nicht mehr richtig sehen kann. Dann möchte man gerne die Zusammenhänge wissen.
Ein Vergleich mit dem Fotoapparat macht dies deutlich: Durch die Geometrie des Auges liegt die Bildebene fest. Die Netzhaut bildet dabei die Bildebene. Damit Gegenstände aus der Nähe, wie auch aus weiter Entfernung klar auf die Netzhaut abgebildet werden, kann die Brennweite der Augenlinse verändert werden. Dieser Vorgang heißt Akkommodation. Einstellung auf ferne Gegenstände bedeutet flache Linse, große Brennweite. Einstellung auf nahe Gegenstände bedeutet dagegen dicke Linse, kleine Brennweite.
Wie entstehen Sehfehler?
Bei der Weitsichtigkeit ist das Auge zu kurz.
Das Bild entsteht hinter der Netzhaut. Durch Akkommodation können ferne Gegenstände klar gesehen werden, nahe jedoch nicht.
Durch eine Sammellinse, die das Bild nach vorn holt und auf der Netzhaut abbildet, kann man sich helfen. Mit anderen Worten, man trägt eine Brille oder Kontaktlinsen.
Bei der Kurzsichtigkeit ist das Auge dagegen zu lang.
Das Bild entsteht vor der Netzhaut. Lediglich nahe Gegenstände können klar gesehen werden.
In diesem Fall braucht man andere Sehhilfe, die das Bild nach hinten verschiebt. Mit anderen Worten eine Zerstreuungslinse.
Bei der Alterssichtigkeit liegt der Fehler allerdings bei der Augenlinse.
Der Ziliarmuskel ist erschlafft. Deshalb kann die Augenlinse nicht mehr genügend zusammengezogen werden.
Hier hilft eine Sammellinse, die besonders beim Lesen benötigt wird.
Abbildung durch Linsen
Frage: Wie funktioniert ein Photoapparat?
Frage: Wo entsteht bei der Linse das Bild? Wie ist der Zusammenhang zwischen Bildweite und Gegenstandsweite? Dazu führen wir folgenden Versuch durch:
Versuch zur Bildweite und Gegenstandsweite
Wir stellen eine Kerze außerhalb der doppelten Brennweite. Dann messen wir die Bildweite. Danach verändern wir die Position der Kerze. Dabei beobachten wir, wie sich die Bildweite ändert.
Zusammenhang zwischen Gegenstandsweite und Brennweite
Die Gegenstandsweite ist gleich der doppelten Brennweite:
Die Bildweite ist da gleich der doppelten Brennweite. Die Gegenstands- und Bildgröße sind gleich groß.
Die Gegenstandsweite ist größer als die doppelte Brennweite: Die Bildweite ist zwischen einfacher und doppelter Brennweite. Die Bildgröße ist kleiner als die Gegenstandsgröße.
Die Gegenstandsweite ist zwischen einfacher und doppelter Brennweite: Die Bildweite ist größer als doppelte Brennweite. Die Bildgröße ist größer als die Gegenstandsgröße.
Hier findest du eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Strahlenoptik, elektromagnetische Induktion, darin auch Links zu Aufgaben.
