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Die Absorption beschreibt die Aufnahme von Strahlungsenergie durch Materie, während die Optik des Auges auf der präzisen Brechung des Lichts basiert, um Brennpunkte auf der Retina zu erzeugen.
Unter Absorption versteht man in der Optik den Prozess, bei dem die Energie eines Photons beim Auftreffen auf Materie aufgenommen und meist in thermische Energie (Wärme) umgewandelt wird. Ein Stoff erscheint uns farbig, wenn er bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbiert und andere reflektiert oder transmittiert (durchlässt). In der Medizin ist dieser Effekt essenziell, da Licht in den Photorezeptoren der Retina (Netzhaut) absorbiert werden muss, um einen Nervenimpuls auszulösen.
Die Fähigkeit eines Mediums, Licht zu absorbieren, wird oft durch das Lambert-Beersche Gesetz beschrieben. Es besagt, dass die Intensität des Lichts exponentiell mit der Schichtdicke des Mediums und der Konzentration der absorbierenden Substanz abnimmt. Ein Medium, das kein Licht absorbiert oder streut, bezeichnen wir als transparent. Im menschlichen Auge müssen Hornhaut, Linse und Glaskörper weitgehend transparent sein, damit das Licht ungehindert die Rezeptoren erreichen kann.
Das menschliche Auge funktioniert physikalisch wie eine Kamera. Die Hornhaut (Cornea) und die Augenlinse wirken zusammen als ein Sammelsystem mit einer gesamten Brechkraft von etwa 60 Dioptrien im entspannten Zustand. Das Ziel dieses Systems ist es, parallel einfallende Lichtstrahlen exakt auf der Netzhaut zu bündeln, was als Emmetropie (Normalsichtigkeit) bezeichnet wird.
Bei der Myopie (Kurzsichtigkeit) ist der Augapfel im Verhältnis zur Brechkraft des optischen Apparats zu lang, oder die Brechkraft der Linse ist zu stark. Dies führt dazu, dass das Bild ferner Objekte bereits vor der Netzhaut entsteht. In der Ferne liegende Punkte werden daher unscharf wahrgenommen. Zur Korrektur verwendet man eine Zerstreuungslinse (Konkavlinse), die die Lichtstrahlen vor dem Eintritt ins Auge leicht auseinanderlenkt, damit der Brennpunkt nach hinten auf die Retina verschoben wird.
Die Hyperopie (Weitsichtigkeit) stellt das physikalische Gegenteil dar: Der Augapfel ist zu kurz oder die Brechkraft des Auges zu schwach. Der theoretische Brennpunkt für parallel einfallende Strahlen liegt somit hinter der Netzhaut. Da das Auge durch Akkommodation (Anpassung der Linsenstärke) die Brechkraft erhöhen kann, können junge Weitsichtige oft in der Ferne scharf sehen, ermüden aber bei der Naharbeit schnell. Die Korrektur erfolgt durch eine Sammellinse (Konvexlinse), die die Brechkraft des Gesamtsystems erhöht.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Presbyopie (Alterssichtigkeit). Hierbei handelt es sich nicht um einen klassischen Brechungsfehler der Augenlänge, sondern um den Verlust der Elastizität der Linse. Dadurch kann die Linse nicht mehr stark genug gekrümmt werden, um nahe Objekte scharf abzubilden. Physikalisch ähnelt die Korrektur der Hyperopie, da ebenfalls eine Sammellinse benötigt wird, um die fehlende Brechkraft im Nahbereich auszugleichen.
