Optik des Auges. Entwicklung des Sehorgans 1. Lichtbrechung an einer gekrümmten Grenzfläche. Grubenauge. Blasenauge (Lochauge)

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1 Optik es Auges Etwicklug es Sehorgas 1. Grubeauge Blaseauge (Lochauge) Richtugssehe ist möglich fuktioiert wie eie Lochkamera 2 Auflösug es Blaseauges: Nachteile: geöffet icht puktförmige Abbilug schwache Auflösug Lichtbrechug a eier gekrümmte Grezfläche < f F für achseahe Strahle: f = R Ausbreitug es Fleckes Sehlochweite () Brechkraft er Grezfläche (D): D = = f R z.b. 2 mm 25 mm 25 cm kleiere ist otweig für bessere Auflösug 2 cm 2 m 25 m Itesitätsverlust u Beugug 3 : Brechzahl es 1. Meiums : Brechzahl es 2. Meiums R : Krümmugsraius > 0 für kovexe Fläche < 0 für kokave Fläche D > 0 D < 0 Sammlug Zerstreuug er Lichtstrahle 4

2 Biletstehug urch eie gekrümmte Grezfläche Eifache Kugel als Auge? G g b B f 2R f = R 2R = 1 2!! D = g + b Abbilugsgleichug 5 = 1,333 f = 2R = 25 mm r 6,25 mm 6 Etwicklug es Sehorgas 2. Liseauge Akkomoatio? Fersicht: = g f Bil auf er Netzhaut 7 Nahsicht: << g Das Auge muss seie Brechkraft variire köe. 8

3 Aufbau es Auges D = R D : Brechkraft (pt) : Brechzahl es 1. Meiums : Brechzahl es 2. Meiums R : Krümmugsraius (m) + für kovexe Fläche für kokave Fläche Brechkraft es meschliche Auges z.b Luft-Horhaut D 1 =, = 48, 2 1 0, 0078 m 9 Resultieree Brechkraft bei üe Lise mit kleiem Absta: D r =D 1 +D 2 + +D 10 Akkomoatio Ferpukt Akkomoatiosbreite ( D) g f grosser Raius etspricht eier kleie Brechkraft Df = + g b f g D = g + b Fereistellug Naheistellug Ferpukt: g f Nahpukt: g Das Auge muss seie Brechkraft um 8-10 pt variire köe. Das Auge veräert ie Brechkraft urch Veräerug es Liseraius (vg. Liseschleifergleichug). 11 z.b. g f g = = 0,1m Nahpukt kleier Raius etspricht eier grosse Brechkraft D = 10 ptr D = D D f 1 1 = g g f 12

4 Extremes Beispiel: Iuzierte Akkomoatio eier Ete Der Nahpukt verschiebt sich mit em Alter i immer Grössere Etferuge. Die Akkomoatiosbreite verkleiert sich mit em Alter. auf em La uter Wasser Das Auge als optisches Istrumet 15 Kurzsichtigkeit 16

5 Übersichtigkeit Alterssichtigkeit Biletstehug Sehschärfe (Auflösugsvermöge) Moell: reuziertes Auge Das Bil ist: reell, verkleiert, u umgekehrt. Miimaler aufgelöster Sehwikel (α): a α x (ra) a 360( ) ' α (') = ( ra) 60 x 2π ( ra) Sehschärfe (Visus): 1(' ) Visus = ( 100 %) α (') D = 67 pt 19 Beim ormale Sehe beträgt α im Durchschitt 1, ie Sehschärfe 100 %. Pfer 60 % vg. Visus Hu 40 % Katze 20 % 20

6 Faktore er Sehschärfe Lichtbeugug Welleoptischer Faktor: Lichtbeugug a er Pupille Bil eies Gegestapuktes auf er Retia (stark vergrössert!) Θ Airy Scheibe Richtug es erste Miimums: λ si Θ =1, 22 Θ Faktore er Sehschärfe Rezeptoreichte θ Diskretes Rezeptorefel, Rezeptoreichte: Zwei Gegestaspukte si aufzulöse, we ie zwei Airy- Scheibe im Vergleich zueiaer miestes so stark verschobe si, amit as Hauptmaximum er eie Scheibe u as erste Miimum er aere Scheibe zusammefalle. I iesem Fall er Sehwikel er zwei Gegestaspukte: z.b. θ =1, 22 λ λ = 0,55 µm, = 3,5 mm = 3500 µm θ 0,7 23 Zapfe u Stäbche (auf er Peripherie er Retia) Zapfe (i Fovea cetralis) 24

7 Messug er Sehschärfe Das Bil vo Laolt-Rig i em gelbe Fleck 1. Praktikum! Das Bil vo Laolt-Rig i em gelbe Fleck 2. Dichte u Verteilug er Rezeptore a=0,4 mm a (mm)! 0,4 a = x 17 A ( a' ) 2 x Dichte = A

8 Blier Fleck Iformatiosreuktio, Kovergez: Lebesalter i Jahre Aaptatio Pupilleweite (mm) = 60 mm (i er ausgerückte Abbilug) mm! ' = x Beleuchtugsstärke (lux) Empfilichkeitskurve 507 m Dämmerugsehe (Stäbche) Farbesehe relative Empfilichkeit 550 m Tageslichtsehe (Zapfe) λ (m) 31 blau- grü- rot- Stäbche Zapfe 32

9 Farbebliheit Biee Mesch Bereiche es Farbesehe Welche Zahl köe Sie etecke? Golfisch tetrachromatisches Farbesehe (extra UV-Zapfe) Plastisches Sehe Gesichtsfel es Mesche Sehe mit beie Auge Sehe mit likem Auge 120º 35º 35º 155º Gesichtsfel vo Ri 200º( 60º) mookulares Sehe 60º, biokulares Sehe 200º( 60º) mookulares Sehe Optische Täuschuge Blickfel plastisches Sehe Mesch 190º 120 º Hu/Katze 250º 85º Pfer 350º 65º blier Bereich 35 36