Wir zeigen Euch ein paar spannende Experimente, mit denen Ihr etwas über Eure Augen lernen könnt. Mit unseren Anleitungen könnt Ihr sogar selbst ein künstliches Auge basteln und Eure Freunde testen.
Los geht’s - viel Spaß!
Gebraucht wird:
Kugelförmiges Glas (Goldfischglas, Kugelvase, Bowleschüssel… ca. 20cm Durchmesser)
Papiertaschentuch
Klebeband
Lupe
Schere
Etwas Knete
Kartonpapier
Taschenlampe
Malt auf das Kartonpapier eine Figur (ca. 4cm), bei der sich oben von unten deutlich unterscheidet und schneidet diese aus. Diese Figur ist das Bild, das wir sehen, sobald wir etwas anschauen.
Bedenkt dabei: je größer Eure Figur ist, desto mehr Platz braucht Ihr am Ende.
Stellt erst die Lupe, dann die Figur mit Hilfe der Knete vor das Glas. Die Lupe ist in diesem Fall die Linse des Auges. Den Abstand zwischen Glas, Lupe und Figur müsst Ihr später noch etwas anpassen, damit Ihr ein scharfes Bild bekommt.
Je stärker Eure Lupe vergrößert, desto weniger Platz braucht Ihr am Ende. Der Versuch funktioniert natürlich auch mit einer billigeren bzw. einfacheren Lupe, Ihr braucht nur ein wenig länger und mehr Platz (rechnet mit Metern, nicht mit Zentimetern) zum Scharfstellen.
Doch wieso steht das Bild auf dem Kopf und wieso ist es kleiner als vorher? Normalerweise wird eine Lupe doch zum Vergrößern von Bildern oder Texten verwendet. Die Antwort findet sich in den Regeln der Physik. Das Glas der Lupe hat eine bestimmte Form, und zwar eine konvexe Sammellinse. Das bedeutet nichts anderes, als dass die Linse C-förmig nach außen gebogen ist und das Licht, welches einfällt gebündelt und nicht gestreut wird (Merkspruch: Konvex ist der Rücken der Hex’.). Das sieht ungefähr so aus wie in der Zeichnung. Auf der linken Seite ist das Original (das Bild), in der Mitte seht Ihr die Linse, während auf der rechten Seite das Abbild ist, also das was in unserem Experiment auf der Netzhaut ankommt.
Nach diesem Experiment stellt sich Euch vielleicht die Frage, warum für uns dann nicht die ganze Welt auf dem Kopf steht. Das liegt daran, dass das menschliche Gehirn extrem leistungsstark ist. Nachdem das spiegelverkehrte, verkleinerte Bild auf die Netzhaut (Papiertaschentuch) trifft, sendet diese die entsprechenden Signale mit Hilfe des Sehnervs an das Gehirn (Primärer Visueller Cortex). Dort wird das Bild dann umgedreht, sodass es „richtig“ steht. Doch woher weiß unser Gehirn was “richtig” ist? Das ist eine schwierige Frage, die noch stark diskutiert wird. Was man allerdings weiß ist, dass uns unser Tastsinn und die Interaktion mit der Umgebung dabei hilft. Das kann man mit einer so genannten Umkehrbrille ganz leicht selbst testen. So eine Brille dreht alles was Ihr seht auf den Kopf. Tragt Ihr diese jetzt ein paar Tage gewöhnt sich Euer Gehirn daran und sorgt dafür, dass alles wieder richtig herum steht.
Doch unser Sehapparat kann noch viel mehr. Da unser Gehirn sich zu einem großen Teil mit dem Sehen beschäftigt, wurden evolutionär bedingt „shortcuts“ (also Abkürzungen oder Vereinfachungen) entwickelt. Deswegen bevorzugt das menschliche Gehirn Muster bevorzugt und kann auf optische Tricks reinfallen. Optische Illusionen hängen also stark mit unseren Erwartungen, Erfahrungen und unserem Fokus zusammen. Probiert es doch einfach einmal selbst aus, bei dem zweiten Teil aus unserer Sehen-Reihe:
Gebraucht wird:
Ein williger Probant (Versuchsperson)
Unsere Druckvorlage bzw. ein Bildschirm (größer als ein Handy-Display)
Im hinteren Teil unseres Auges befindet sich die Netzhaut. Auf ihr sitzen sehr viele Sinneszellen, welche die Informationen über das einfallende Licht aufnehmen und über den großen Sehnerv an das Gehirn weitergeben. Die Stelle, an der der Sehnerv aus dem Auge heraustritt wird als blinder Fleck bezeichnet, da hier keine Sinneszellen vorkommen. Das ist der einzige Bereich ohne Nervenzellen, auf allen anderen Stellen der Netzhaut sind zahlreiche Sinneszellen vorhanden. Ihr könnt den blinden Fleck auch auf dem Foto von der Netzhaut sehen. Im Alltag fällt Euch das normalerweise nicht auf, da euer Gehirn diese Stelle mit anderen Bildinformationen füllt. Auch bei diesem Versuch seht Ihr an Stelle der Zeichnung zumindest das Weiße des Papiers bzw. Bildschirms. Ihr seht nur eben nicht die Haselnuss, da euer Gehirn keine Informationen darüber erhält, solange sich das Bild auf dem blinden Fleck befindet.
Viel Spaß
beim Ausprobieren!
Sicherlich wisst Ihr schon, dass das menschliche Auge eine etwas asymme-trische Kugel ist und aus vielen Bestand-teilen aufgebaut ist. Wenn Ihr euer Augenlid etwas nach oben zieht, könnt ihr die Kugelform sehen. Der Augapfel ist in die Augenhöhle eingebettet und fast voll-ständig von einer schützenden Lederhaut umhüllt. Die Lederhaut ist das Weiße in eurem Auge. Sie wird in dem vorderen, sichtbaren Bereich von einen dünnen, feuchten Bindehaut bedeckt. An der Vorderseite des Auges befindet sich die Regenbogenhaut, welche auch Iris genannt wird und als Blende fungiert. Sie bestimmt, wieviel Licht in die schwarze Öffnung in der Mitte der Regenbogenhaut einfällt.
Vor der Iris und der Pupille befindet sich nicht die Lederhaut, sondern die sogenannte Hornhaut. Diese ist gewölbt und bildet somit eine kleine Kammer aus, welche mit Flüssigkeit gefüllt ist. Die Aufgabe der Hornhaut besteht darin, dass einfallende Licht zu brechen. Damit das Licht überhaupt ins Auge einfallen kann, ist die Hornhaut ganz klar und durchsichtig und nicht weiß, so wie die Lederhaut. Im Inneren des Auges, direkt hinter der Pupille befindet sich eine Linse, welche die gleiche Funktion wie die Hornhaut besitzt. Die Lichtbrechung der Hornhaut und der Vorkammer ist jedoch größer, da Flüssigkeiten eine stärkere Brechkraft besitzen als Luft.
Das Augeninnere wird vollständig von dem sogenannten Glaskörper ausgefüllt. Er besteht fast ausschließlich aus Wasser und sorgt für Stabilität. Der hintere Teil des Auges wird von einer weiteren Haut, der Netzhaut bedeckt. Auf dieser liegen sehr viele Nervenzellen, die das Licht in ein elektrisches Signal umwandeln und über den Sehnerv an das Gehirn weitergeben.
Bei der Kurzsichtigkeit kann das daran liegen, dass der Augapfel zu lang oder die Brechkraft der Linse und Hornhaut zu stark ist. Dadurch wird das Bild bereits vor der Netzhaut abgebildet.
Bei der Weitsichtigkeit ist es genau umgekehrt. Die Ursachen sind also ein zu kurzer Augapfel oder eine zu schwache Brechkraft der Linse und Hornhaut, sodass das Bild hinter der Netzhaut abgebildet wird.
Kurzsichtigkeit mit Zerstreuungslinse:
Weitsichtigkeit mit Sammellinse:
Farbsehschwächen: Beispiel Rot-Grün-Schwäche
Farbsehschwächen sind Farbsinnstörungen und genetisch bedingt. Sie sind also bereits angeboren, verschlimmern sich jedoch glücklicherweise in den meisten Fällen auch nicht.
Die bekannteste Form ist die Rot-Grün-Schwäche, bei der die Betroffenen diese beiden Farben kaum unterscheiden können.
Der Grund für diese Farbsehschwäche ist eine Störung der Sinneszellen auf der Netzhaut.
Es gibt drei unterschiedliche Arten der Zapfen, welche Rezeptoren für rotes, grünes und blaues Licht besitzen. Bei Betroffenen mit dieser Sehschwäche liegt bei den Rezeptoren für rotes oder grünes Licht eine Störung vor. Die Rezeptoren reagieren kaum oder gar nicht bei Licht
mit der entsprechenden Wellenlänge, sodass das Gehirn auch nicht die richtigen Informa-tionen erhält um die tatsächliche Farbe zu ermitteln.
So sehen Menschen mit Rot-Grün-Schwäche eine Ampel.
Blinde können zwar nicht sehen, dafür sind bei ihnen häufig die anderen Sinne besonders geschärft. So können blinde Menschen zum Beispiel an Stelle ihrer Augen mit den Fingerspitzen lesen. Die Schrift nennt sich Brailleschrift und verwendet statt der Buchstaben verschiedene Muster mit bis zu sechs erhabenen Punkten. Der Tastsinn von Blinden ist besonders empfindsam, sodass sie die winzigen Punkte erkennen und in einen Kontext bringen können.
Erstellt von Luisa Wensky und Sandra Kollmansperger
