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Sehvorgang – scharfes Sehen, räumliches Sehen 09:24 min

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Transkript Sehvorgang – scharfes Sehen, räumliches Sehen

Hallo, da bin ich wieder, Euere Sabine Blumenthal. In diesem Video geht noch einmal um das Sehen. Ganz speziell erfährst du etwas über die Leistungen von Auge und Gehirn beim scharfen Sehen naher oder entfernter Objekte, sowie beim räumlichen Sehen. Am Ende dieses Videos weißt du, wie sich unser Auge an das Sehen naher oder ferner Objekte anpasst, und kannst den Begriff Akkommodation erklären. Außerdem weißt du wie genau das räumliche Sehen funktioniert. Als Voraussetzung solltest du den Bau und die Funktion unseres Auges kennen. Unser Auge ist schon ein erstaunliches optisches Gerät. Egal, ob ein betrachtetes Objekt weit entfernt oder nah dran ist, wir können es mit gesunden Augen scharf sehen. Ein Fotoapparat ist den Augen ein nachempfundenes optisches Gerät. Vergleichen wir beide miteinander, dann stellen wir fest, dass es zunächst viele Gemeinsamkeiten gibt. Dem Objektiv des Fotoapparates entsprechen in unserem Auge die Hornhaut und die Linse. Was beim Fotoapparat die Blende ist, dass ist in unserem Auge die Iris. Und dem lichtempfindlichen Film entspricht die ebenfalls sehr lichtempfindliche Netzhaut. Soweit zu den Gemeinsamkeiten. Unterschiede gibt es jedoch in der Funktionsweise. So muss man beim Fotoapparat für die richtige Entfernungseinstellung den Abstand zwischen Objektiv und Film verändern. Du kennst das von modernen Digitalkameras als die Zoomfunktion. Das Auge kann den Abstand zwischen Linse und Netzhaut natürlich nicht verändern. Trotzdem kann es auf die unterschiedlich große Entfernung von betrachteten Gegenständen reagieren. Das geschieht mit der elastischen Linse. Durch die Änderung ihrer Wölbung ändert sich auch ihre Brechkraft. Wenn wir weiter entfernte Objekte betrachten, ist der Ziliarmuskel schlaff und entspannt. Durch die elastische Aufhängung des Ziliarmuskels an der Aderhaut und durch den Augeninnendruck wird der Umfang des Ziliarmuskels vergrößert, wenn er entspannt und locker ist. Das hat zur Folge, dass sich die Linsenbänder straffen und dadurch die Augenlinse flach ziehen. Durch die flache Linse wird das Licht nur schwach gebrochen und wir können entferntere Objekte scharf sehen. Der entspannte Ziliarmuskel mit der abgeflachten Linse ist der Ruhezustand unserer Augen. Sehen in die großen Entfernungen, in die Weite ist für unsere Augen Erholung und Entspannung. Betrachtest du einen nahen Gegenstand, dann müssen sich deine Augen sehr anstrengen. Der Ziliarmuskel zieht sich zusammen, er kontrahiert. Sein Umfang wird dadurch verkleinert. Die vorher straff gespannten Linsenbänder lockern sich und ziehen weniger an der Linse. Diese folgt ihrer Eigenelastizität und kugelt sich ab. Sie ist nun etwas stärker gewölbt und ihre Brechkraft ist dadurch größer. Wenn der Gegenstand noch näher rückt, dann wird der Ziliarmuskel noch weiter angespannt. Die Linsenbänder ziehen immer weniger an der Linse. Wenn die Linsenbänder absolut entspannt sind und überhaupt keinen Zug mehr auf die Linsen ausüben, dann ist die Linse am stärksten gewölbt und hat ihre höchste Brechkraft erreicht. Diese Naheinstellung der Linse nennt man auch Nahpunktentfernung. Sie ist bei einem Jugendlichen erreicht, wenn sich ein Objekt etwa 10 cm vor der Linse befindet. Mit zunehmendem Alter vergrößert sich dieser Abstand, weil die Elastizität der Linse nachlässt. Ein 60 jähriger hat die größte Brechkraft seiner Linse erreicht, wenn sich das betrachtete Objekt 100 cm vor der Linse befindet. Genaueres dazu kannst du im Video Sehfehler erfahren. Kommen wir nun zum räumlichen Sehen. Versuche einmal einen ganzen Tag lang, dich nur mit einem Auge sehend, zu orientieren. Bedecke dazu ein Auge mit einer Augenklappe oder klebe es mit Mull ab. Schon nach kurzer Zeit wirst du feststellen, dass du Orientierungsschwierigkeiten hast. Um räumlich, also in 3 Dimensionen sehen zu können, brauchen wir nämlich beide Augen. In einer dir gut bekannten Umgebung, wirst du diese Orientierungsprobleme, mit einem Auge sehend, vielleicht gar nicht so schnell bemerken. Die fehlenden Informationen des 2. Auges kompensiert das Gehirn mit seinen Erfahrungen. Doch begib dich mal einäugig in unbekanntes Gebiet. Dein Gehirn erhält nur von einem Auge Informationen. Dein Gesichtsfeld ist stark eingeschränkt und du kannst Entfernungen nicht mehr richtig abschätzen. Was ist hier passiert? Jedes Auge hat einen bestimmten Sehbereich, das Gesichtsfeld. Wie du hier siehst, ist das Gesichtsfeld nur eines Auges sehr viel kleiner, als beide Augen gemeinsam. Nur mit den Sinneseindrücken von beiden Augen können wir aber Gegenstände körperhaft wahrnehmen. Das ist besonders beim Sehen im Nahbereich von großer Bedeutung. Du kannst das leicht selbst feststellen, wenn du einen Gegenstand in deiner Reichweite zunächst nur mit dem linken Auge und danach nur mit dem rechten Auge ansiehst. Stelle zum Beispiel ein Buch aufgeklappt, mit dem Buchrücken zu dir, vor dich hin. Bedingt durch den Augenabstand siehst du das Buch nacheinander aus 2 verschiedenen Blickrichtungen. Und also siehst du nacheinander 2 verschiedene Bilder von dem Buch. Jedes Auge sendet nämlich eine spezielle Information des Gesehenen an das Gehirn. Erst wenn die Informationen beider Augen gleichzeitig an das Gehirn gesandt werden, können sie dort zu einem räumlichen Eindruck verarbeitet werden. Beide Bilder werden dann zeitgleich ausgewertet und aus den unterschiedlichen Informationen errechnet unser Gehirn das räumliche Abbild des betrachteten Gegenstandes. Hier also des Buches. Du erkennst den Gegenstand als Körper. Wenn du ein Objekt außerhalb deiner Reichweite betrachtest, dann wird die Raumwirkung schwächer, je weiter das Objekt entfernt ist. Die Bilder, die in beiden Augen entstehen, unterscheiden sich immer weniger voneinander. Mithilfe des räumlichen Sehens können wir also auch ungefähr einschätzen, wie weit ein Objekt von uns entfernt ist. Je weniger Raumwirkung an das Gehirn übermittelt wird, desto weiter ist demzufolge das Objekt entfernt. Zum Schluss gibt es wieder eine kurze Zusammenfassung. Mit gesunden Augen können wir sowohl nahe als auch ferne Gegenstände scharf sehen. Das wird möglich durch die Akkommodation, die Anpassung unserer Linse an verschiedene Entfernungen von betrachteten Objekten. Das räumliche Sehen ist eine Leistung unseres Gehirns. Die flächigen Bilder jedes einzelnen Auges werden im Gehirn zu einer räumlichen Wahrnehmung zusammen gesetzt. Hast du alles verstanden? Na dann tschüss, bis zum nächsten Mal.

5 Kommentare
  1. *Linsenbänder

    Von Erik Simon04, vor etwa einem Monat
  2. Fehler bei dem Zilarmuskel bzw. Llinsenbändern

    Von Erik Simon04, vor etwa einem Monat
  3. naja

    Von Joern Chromy, vor 10 Monaten
  4. naja

    Von Joern Chromy, vor 10 Monaten
  5. spannend echt ! ! !

    Von Rike Thorn, vor fast 3 Jahren

Sehvorgang – scharfes Sehen, räumliches Sehen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Sehvorgang – scharfes Sehen, räumliches Sehen kannst du es wiederholen und üben.

  • Fasse das Prinzip des räumlichen Sehens zusammen.

    Tipps

    Unser Gesicht und auch der restliche Körper sind nicht perfekt symmetrisch. Trotzdem ist die Lage der Augen nicht ausschlaggebend für eine verbesserte räumliche Wahrnehmung.

    Lösung

    Das räumliche Sehen ist nur möglich, wenn wir beide Augen dafür benutzen. Die beiden Augen sehen die Umgebung aus einem leicht veränderten Winkel. Die beiden Bilder werden im Sehzentrum des Gehirns zu einem Bild zusammengesetzt und es entsteht eine Tiefenwahrnehmung. Je weniger Raumwirkung (Tiefenwirkung) ans Gehirn übermittelt wird, desto weiter ist das Objekt entfernt.

    Übrigens: Das Prinzip, zwei Bilder aus leicht unterschiedlichen Winkeln zusammenzusetzen, wird auch bei der Produktion von 3D-Filmen genutzt.

  • Definiere den Begriff Akkommodation.

    Tipps

    Die Nahakkommodation und die Fernakkommodation unterscheiden sich im Abstand des betrachteten Gegenstandes vom Auge.
    Der Ursprung des Wortes liegt im lateinischen Wort accommodare (anpassen).

    Die Linsenform passt sich an, je nachdem, ob ein Objekt weit entfernt ist oder relativ nah. Betrachten wir einen Gegenstand, der nah ist, dann sind Gegenstände unscharf, die weiter entfernt sind.

    Hier findest du die drei Begriffe, die du eintragen sollst (in alphabetischer Reihenfolge):
    Anpassung, Entfernung, scharf.

    Lösung

    Akkommodation bedeutet übersetzt anpassen. Das Auge passt die Linse an die Entfernung zum betrachteten Objekt an. Je näher ein Objekt ist, desto stärker muss die Linse des Auges gekrümmt sein. Nur so ist es möglich, dass wir Objekte scharf sehen können.

  • Zeige auf, dass Fotoapparat und Auge ähnlich aufgebaut sind.

    Tipps

    Die Tränenflüssigkeit finden wir in unserem Auge. Eine Kamera sollte aber lieber nicht mit Flüssigkeiten in Berührung kommen.

    Die Pupille ist die Öffnung der Iris. Welches Bauteil der Kamera erzeugt auch eine Öffnung, die sich vor der Linse befindet?

    Lösung

    Das Objektiv der Kamera wird beim Auge durch die Hornhaut und die Linse gebildet.
    Die Blende entspricht der Iris des Auges. Die Pupille (Öffnung der Iris) kann mit der Blendenöffnung verglichen werden.
    Der lichtempfindliche Film, der in die Kamera eingelegt wird, ist wie die ebenfalls lichtempfindliche Netzhaut des Auges.

    Neben diesen Gemeinsamkeiten gibt es aber auch Unterschiede:
    Die Linse des Auges ist elastisch, die Kameralinse dagegen nicht.
    Der Abstand zwischen Linse und Film kann bei der Kamera verändert werden (Zoom), der Abstand zwischen Linse und Netzhaut ist aber immer gleich.

  • Untersuche die Adaptation als weitere Anpassung des Auges.

    Tipps

    Die Pupille ist die Öffnung in der Iris (in der Abbildung grün gekennzeichnet). Sie bestimmt, wie viel Licht ins Auge gelangt.

    Lösung

    Adaptation beschreibt die Anpassung des Auges an sich verändernde Lichtverhältnisse.
    Das einfallende Licht wird über die Größe der Pupille reguliert. Sie ist die Öffnung in der Iris bzw. der Regenbogenhaut. Betreten wir einen dunklen Raum, weiten sich unsere Pupillen, damit so viel Licht wie möglich ins Auge fällt. Treten wir dagegen von einem dunklen in einen hellen Raum, schließen sich die Pupillen schnell, damit die Netzhaut nicht verbrennt. Schließlich wird das Licht durch eine Linse gebündelt. Das konntest du sicherlich schon einmal mit einer Lupe nachvollziehen.

    Akkommodation beschreibt die Anpassung des Auges an zu fokussierende Objekte in unterschiedlicher Entfernung.
    Die Brechkraft der Linse wird über die Ziliarmuskulatur reguliert. Ist die Linse flach, ist das Sehen in die Ferne möglich, ist die Muskulatur dagegen angespannt, wird die Linse breiter und man ist zum Nahsehen befähigt. Ziel der Akkommodation ist es stets, ein scharfes Bild des fokussierten Bereichs zu erhalten.

  • Vergleiche die Nah- und die Fernakkommodation.

    Tipps

    Spannt sich der ringförmige Ziliarmuskel (rot) an, dehnt er sich in Richtung Linse (blau) aus. Daraus folgt, dass die Zonulafasern (grün) nicht mehr straff sind und die Linse ihre flache Form verliert. Der Linsenbereich sieht aus wie auf dem unteren Bild.

    Lösung

    Die Abbildung rechts zeigt den Linsenbereich unseres Auges. Zu sehen ist der ringförmige Ziliarmuskel (rot), die Zonulafasern (grün) und die Linse (blau).

    Ist das Auge (bzw. der Ziliarmuskel) entspannt, ist das Auge auf die Ferne eingestellt. Man sollte also hin und wieder in die Ferne schauen, um die Augen zu entspannen.
    Die Anpassung der Linse an einen Gegenstand in einiger Entfernung wird als Fernakkommodation bezeichnet. Die Linse ist flach und die Zonulafasern gespannt.

    Bei der Nahakkommodation wird dagegen ein Gegenstand in der Nähe fixiert. Hier ist der Ziliarmuskel angespannt. Das bewirkt, dass die Zonulafasern an Spannung verlieren, da sich der Muskel im angespannten Zustand Richtung Linse ausbreitet. Die Linse wiederum wird breiter und kugelförmiger.

    Im Alter nimmt die Elastizität der Linse ab, die Ziliarmuskeln müssen mehr Kraft aufwenden, um die Linsenform zu ändern. Deshalb ist es im Alter schwieriger, einen nahen Gegenstand zu fokussieren.

  • Analysiere das Akkommodationsvermögen im Tierreich.

    Tipps

    Im Schlangenauge kann der Druck manchmal ganz schön groß sein. Das liegt an einem Muskel, der den ganzen Augapfel zusammendrücken kann. Diesen nennt man übrigens nicht Ziliarmuskel.

    Fische besitzen Kugellinsen, die aber nicht so elastisch sind wie z.B. die Linsen des Menschen.

    Lösung

    Für viele Tiere ist das Überleben davon abhängig, ihre ganze Umgebung, aber auch gezielt bestimmte Bereiche scharf sehen zu können. So ist es z.B. bei den Kletteraktionen von Affen, der Zungenakrobatik von Fröschen und Chamäleons oder bei gewagten Sprüngen von Eichhörnchen.

    Auch Schlangen können akkommodieren. Sie verändern dazu den Innendruck des Auges, sodass die Linse bei Bedarf etwas herausgedrückt wird.
    Fische verändern ebenfalls den Abstand zwischen ihrer Kugellinse und der Netzhaut. Dieses Prinzip hast du bereits bei der Kamera kennengelernt. Denke an die Zoom-Funktion, bei der sich die Länge des Objektivs, in dem sich auch die Linse befindet, verändert.

    Grashüpfer können zwei Ebenen gleichzeitig fokussieren. Das liegt an ihrer zweischichtigen Hornhaut.

    Wusstest du, dass einige Tiere, z.B. Schildkröten, Frösche oder Salamander, im unteren Gesichtsfeld kurzsichtig sind? Das hat den Vorteil, dass sie dadurch sowohl den Boden als auch ihre Umgebung scharf sehen können.