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Physik · Optik
Der Weg des Lichts im Auge mit Hornhaut, Pupille und Linse, Akkommodation, die vier Fehlsichtigkeiten mit ihrer Korrektur, Brillenstärken in Dioptrien, Netzhaut und blinder Fleck.
Hornhaut und Linse bilden zusammen eine Sammellinse von etwa 60 dpt. Sie werfen ein verkleinertes, umgekehrtes Bild auf die Netzhaut. Liegt der Brennpunkt nicht genau dort, bist du fehlsichtig, und eine Brille schiebt ihn auf die Netzhaut.
| Station | Was sie optisch tut |
|---|---|
| Hornhaut | bricht am stärksten, etwa 43 dpt |
| Iris mit Pupille | Blende: im Hellen eng |
| Linse | verstellbarer Rest der 60 dpt |
| Netzhaut | Stäbchen und Zapfen absorbieren |
Hornhaut, Kammerwasser, Linse und Glaskörper bilden den brechenden Apparat, die Netzhaut gehört nicht dazu. Die Hornhaut bricht am stärksten, weil an ihr Luft auf Gewebe trifft. Anatomie und Pupillenreflex → Ausführlich in: Sinnesorgane und Haut
Wasser hat fast denselben Brechungsindex wie die Hornhaut, sie verliert fast alle ihre 43 dpt, und der Brennpunkt rutscht weit hinter die Netzhaut.
Ein normalsichtiges Auge (Emmetropie) bündelt paralleles Licht im entspannten Zustand genau auf der Netzhaut. Für nahe Gegenstände muss es stärker brechen, und das kann nur die Linse:
Für die Ferne läuft es umgekehrt: Muskel entspannt, Fasern gespannt, Linse flach.
Bei einer Fehlsichtigkeit passen Brechkraft und Augenlänge nicht zusammen:
| Fehler | Brennpunkt und Ursache | Korrektur |
|---|---|---|
| Myopie (kurzsichtig) | vor der Netzhaut: Auge zu lang | Zerstreuungslinse, minus |
| Hyperopie (weitsichtig) | dahinter: Auge zu kurz | Sammellinse, plus |
| Astigmatismus (stabsichtig) | Strich statt Punkt: Hornhaut oval | Zylinderlinse |
| Presbyopie (alterssichtig) | Nähe unscharf: Linse im Alter starr | Sammellinse zum Lesen |
Myopie und Hyperopie entstehen auch durch zu starke Brechkraft (Brennweite zu kurz) bzw. zu schwache.
Kurzsichtige sehen nah scharf, weil Licht aus der Nähe ohnehin weiter hinten gebündelt wird. In der Ferne hilft Akkommodation nicht, denn sie kann die Brechkraft nur erhöhen.
Junge Weitsichtige gleichen ihren Fehler mit Dauer-Akkommodation aus und ermüden beim Lesen. Presbyopie ist kein zu kurzer Augapfel, sondern eine starre Linse.
Fokus vor der Netzhaut (Myopie) → Zerstreuungslinse, minus. Fokus zu weit hinten (Hyperopie, Presbyopie) → Sammellinse, plus.
Brillen rechnest du mit D = 1/f, f in Metern. Eine Lesebrille mit +2,5 dpt ist eine Sammellinse mit f = 0,4 m.
Ihre Brechkraft addiert sich zu der des Auges: Eine Sammellinse verkürzt die Brennweite des Systems, eine Zerstreuungslinse verlängert sie. → Ausführlich in: Geometrische Optik
In der Netzhaut liegen etwa 120 Millionen Stäbchen für Hell und Dunkel und etwa 6 Millionen Zapfen für Farben. Sie absorbieren das Licht: Die Energie verändert ein Sehpigment und startet so das Nervensignal, mit Erwärmung hat das nichts zu tun.
Am blinden Fleck, wo der Sehnerv das Auge verlässt, gibt es keine Rezeptoren. Das Gehirn füllt die Lücke auf, bevor du sie bemerkst.
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeVerfolge das Lichtbündel vom Objekt über Objektiv, Zwischenbild und Okular bis zur Netzhaut. Warum verlässt es das Okular parallel?
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
Interaktives Augenmodell
Deine AufgabeRücke den Baum näher und stelle A passend ein. Vergleiche dann kurzes, normales und langes Auge: Wo liegt der Fokus relativ zur Netzhaut?
