Fachliche Grundlagen zu den optischen Phänomenen (Auge) PDF

**Fachliche Grundlagen zu den optischen Phänomenen (Auge)** **Das Auge** Von aussen sichtbare Teile der Augenpartie sind: Au­genbraue, Augenlid mit Wimpern, Hornhaut, Binde­haut, Iris und Pupille. Über dem Auge, nicht sichtbar von aussen, liegen zur Aussenseite hin die Tränen­drüsen, welche die Tr...

**Fachliche Grundlagen zu den optischen Phänomenen (Auge)** **Das Auge** Von aussen sichtbare Teile der Augenpartie sind: Au­genbraue, Augenlid mit Wimpern, Hornhaut, Binde­haut, Iris und Pupille. Über dem Auge, nicht sichtbar von aussen, liegen zur Aussenseite hin die Tränen­drüsen, welche die Tränenflüssigkeit produzieren. Die Flüssigkeit kommt also von oben auf das Auge und fliesst Richtung Nase ab. Wir besitzen an dem Punkt, wo unsere Augen am Nächsten beieinander sind, eine Verbindung zwischen Nase und Auge. Wenn viel Trä­nenflüssigkeit ausgeschüttet wird, fliesst diese durch den Kanal in die Nase. Dies ist auch der Grund, wes­halb uns die Nase läuft, wenn wir weinen. Die Flüs­sigkeit funktioniert als Schutzmechanismus, da sie reizende/schädliche Stoffe aus unserem Auge spült, z. B. wenn wir eine Zwiebel schneiden. In diesem Falle wird viel Flüssigkeit ausgeschüttet, welche dann die Stoffe davonschwemmt. Es wird sonst, über den Tag verteilt, immer etwas von der Flüssigkeit abgegeben, welche durch den Lidschluss unser Auge benetzt und somit einen Schutzfilm über der Binde- und Hornhaut bildet. Geschützt werden die Augen aber auch durch das Lid mit den Wimpern, welche sich bei schnellen Bewegungen o. Ä. reflexartig schliessen, um ein Ein­dringen von Fremdkörpern zu verhindern. Die Augen liegen in den Augenhöhlen, eingebettet in Fettkissen, welche Erschütterungen dämpfen. In Abbildung 1 ist das Auge mit Lederhaut bzw. Bindehaut, Pupille und Iris abgebildet. Das Weisse ist die Lederhaut, welche mit einer Binde­haut überzogen ist. Die Bindehaut ist normalerweise durchsichtig, kann sich aber entzünden und rot wer­den (z. B. Allergien, Schneeblindheit, etc.). Die Leder­haut gibt dem Auge Struktur, sie ist stabil und fest. Vor der Pupille wird die weisse Lederhaut zur durchsichti­gen Hornhaut und schützt die Öffnung des Auges, wel­che durch die Pupille entsteht. Die Iris ist der farbige Teil des Auges. Diese wird in der Mitte durch die runde, schwarze Pupille begrenzt. Das Schwarze ist jedoch kein schwarzer Fleck, sondern die Öffnung zum Inneren des Auges. Schwarz ist sie nur deshalb, weil kein Licht von innen nach aussen kommt, es ist also, als ob man in ein dunkles Loch schauen wür­de. Die Grösse der Pupille ist abhängig von der Stärke der einfallenden Lichtstrahlen. Sie vergrössert sich bei schwacher Beleuchtung und verkleinert sich bei hel­lem Licht durch bestimmte Bewegungen der in der Iris verlaufenden Muskeln. Diese Pupillenvergrösserung oder -verkleinerung ist ein Reflex, der ausgelöst wird, um die Menge an einfallendem Licht möglichst kons­tant zu halten. Je nach Lichteinfall kann der Durchmes­ser der Pupille unter Extremzuständen etwa zwischen 2 und 8 mm variieren. Die Adaption vom Dunkeln ins Helle geschieht sehr schnell und nimmt nur etwa 0.2 bis 0.5 s in Anspruch. In die andere Richtung läuft der Prozess viel langsamer ab: Die Zellen im Augeninneren brauchen im Extremfall bis zu einer Stunde für die ma­ximale Anpassung an die Dunkelheit. Im Durchschnitt genügen jedoch schon ca. 10 s des Abdunkelns, um ei­nen Effekt bei der Pupille zu sehen. Die Reaktion eines Auges wird jeweils automatisch auf das andere Auge übertragen. Sprich, beide Pupillen sind meist gleich gross. Falls dies bei einem Kind nicht der Fall sein soll­te, wird ein Besuch beim Augenarzt empfohlen. Nochmals zurück zur Iris: Diese besitzt eine Farbe, wie z. B. grau, grün, braun oder blau. Durch diese Pigmen­tierung wird das Licht gedämpft und sie verhindert, dass Lichtstrahlen seitlich durch die Pupille ins Auge­ninnere fallen und unser Sehen unscharf resp. undeut­lich machen. Es ist also durch die Tönung eine Art Son­nenbrille gegen die seitlichen Lichtstrahlen. Das Auge besitzt im Innern weitere Teile, welche von aussen nicht sichtbar sind (siehe Abbildung 2). So liegt hinter der Öffnung (Pupille) eine Linse. Diese ist mit­tels Fasern an einem Muskelring aufgehängt, welcher hinter der Iris liegt. Je nachdem, wohin wir schauen, kann unser Auge so die Dicke der Linse anpassen. Wenn wir in die Ferne schauen möchten, wird die Lin­se flach; wenn wir in die Nähe blicken, wird die Linse dick. Diesen Prozess nennen wir Akkommodation. Iris Pupille Bindehaut & Lederhaut Abbildung 1: Auge mit Lederhaut und Bindehaut, Iris und Pupille. ©Can Stock Photo Inc. / tuulijumala Seite 3/7 Die Linse ist zusammen mit der Pupille auch dafür ver­antwortlich, dass die Abbildung, welche wir am Schluss auf der Netzhaut haben, umgekehrt ist. Eine genauere Erklärung dieses Phänomens ist im Abschnitt „Lupen und Linsen" zu finden. Im Innern des Auges (Abbildung 3) befindet sich ein Gel-artiger, durchsichtiger Kern, welcher das gesamte Volumen zwischen der Linse und der Netzhaut ein­nimmt. Der so genannte Glaskörper ist die nächste Struktur, welche hinter der Linse liegt. Der Glaskörper besteht zum grössten Teil aus Wasser und zu wenigen Prozentteilen aus Eiweissen. Mit zunehmendem Alter können sich aus solchen Eiweissen grössere (nun sicht­bare) Strukturen im Glaskörper ansammeln und zu so genannten „Mouches volantes" führen. Dies sind klei­ne, harmlose, meist schwebende optische Erscheinun­gen, welche besonders bei der Betrachtung einer hel­len Fläche auffallen (z. B. beim Lesen oder dem Blick in den Schnee oder den Himmel). Die nächste Struktur im Auge ist die Netzhaut. Hier treffen die Lichtstrahlen auf sensorische Zellen, wel­che die Information über den Sehnerv an unser Ge­hirn weiterleiten. Wir Menschen besitzen zwei un­terschiedliche Typen von Sinneszellen im Auge: die Stäbchen und die Zapfen. Stäbchen sind für das Sehen bei knappen Lichtverhält­nissen zuständig. Mit ihnen können wir in der Dämme­rung sehen. Sie brauchen nicht viel Licht, um angeregt zu werden. Jedoch besitzen wir von diesem Zelltypen nur eine Art. Deswegen sehen wir in der Dämmerung auch keine Farben, sondern können nur Licht sehen. In der Nacht erscheint uns somit vieles grau. Die Zapfen hingegen benötigen mehr Licht um aktiviert zu wer­den. Sie sind z. B. bei Sonnenschein oder künstlichem Licht aktiv. Von diesen Zellen besitzen wir drei Arten, welche auf unterschiedliche Lichtfrequenzen reagie­ren. Wir besitzen Zellen, welche sensitiv auf blaues, rotes oder grünes Licht sind. Alle Farben, welche wir sehen können, nehmen wir somit aus einer Mischung dieser drei Farben wahr. Die Fovea ist ein Abschnitt auf der Netzhaut, gerade gegenüber der Pupille, welcher ausschliesslich Zapfen enthält. Dort sehen wir am schärfsten und am Tag am besten, weil die Lichtstrahlen durch die Linse genau auf diesen Punkt gebündelt werden. Etwas tiefer liegt der Blinde Fleck. Man sieht dort nichts, da dort keine Sinneszellen liegen, sondern die Blutversorgung und der Sehnerv aus dem Auge austreten. Über die rest­liche Netzhaut verteilt liegen sowohl Zapfen als auch Stäbchen, die Dichte der Zapfen nimmt vom Zentrum (Fovea) zur Peripherie ab, hingegen nimmt die Dichte der Stäbchen stark zu. Deshalb sehen wir in der Nacht nicht so scharf, wie am Tag. Hinter der Netzhaut folgt die Pigmentschicht, welche die Lichtreflexionen in unserem Auge vermindert. Nach der Pigmentschicht folgt die Aderhaut, welche die Strukturen des Auges mit Nährstoffen versorgt und Abfallstoffe ausführt. Als äusserste Struktur schliesst die Lederhaut den Augapfel wieder ab. Damit wir etwas sehen können, muss Licht in unser Auge gelangen. Gegenstände sehen wir deshalb, weil sie von einer Lichtquelle beschienen werden, dieses Licht an den Gegenständen reflektiert wird und ein Teil davon in unser Auge gelangt. Wenn es völlig dunkel ist, also gar kein Licht vorhanden ist, welches irgendwo re­flektiert wird und in unser Auge gelangen kann, sehen wir nichts.