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Sehvorgang im Auge – Adaptation und Akkommodation

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Team Digital
Sehvorgang im Auge – Adaptation und Akkommodation
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Grundlagen zum Thema Sehvorgang im Auge – Adaptation und Akkommodation

Inhalt

Der Sehvorgang – Akkommodation und Adaption

Der Sehvorgang ist unglaublich komplex: Mithilfe der Sinneszellen in unserem Auge nehmen wir Lichtsignale aus unserer Umgebung wahr, die sich zu einem Gesamtbild zusammensetzen. Dazu finden in unserem Körper viele verschiedene Prozesse statt. Heute wollen wir uns ansehen, wie wir sowohl nahe als auch ferne Objekte scharf sehen können und wie sich unser Auge an schlechte Lichtverhältnisse anpasst.

Die Grundlagen zu Aufbau und Funktion des Auges und zur Bildentstehung auf der Netzhaut solltest du bereits kennen – zu einem besseren Einstieg in das Thema wollen wir diese aber zunächst kurz wiederholen.

Das Auge als Linsensystem

Aus der Physik ist dir bestimmt schon bekannt, dass man mithilfe von Linsen Bilder erzeugen kann. Auch unser Auge bildet ein Linsensystem: Als Vereinfachung können wir die Augenlinse als konvexe Linse, auch Sammellinse, betrachten. Wir sehen einen Gegenstand, wenn von ihm Lichtstrahlen ausgehen: Entweder ist der Gegenstand selbst eine Lichtquelle, zum Beispiel eine Kerze, oder er reflektiert das Sonnen- oder Lampenlicht und wird für uns dadurch sichtbar. Die Lichtstrahlen fallen nun durch unsere Augenlinse und werden so abgelenkt, dass sie auf unserer Netzhaut ein scharfes Bild ergeben.

Sehvorgang: Auge als Linsensystem

In unserer Netzhaut befinden sich spezielle Sinneszellen, die Fotorezeptoren. Durch Lichtreize werden in diesen Rezeptoren elektrische Signale ausgelöst, die über Nervenfasern zur Verarbeitung an unser Gehirn weitergeleitet werden. Bei den Fotorezeptoren unterscheidet man zwischen Stäbchenzellen, die das Hell-Dunkel-Sehen ermöglichen, und Zapfenzellen, mit denen wir Farben wahrnehmen.

Was ist die Akkommodation des Auges?

Wirst du manchmal müde, wenn du lange auf dein Smartphone schaust oder in einem Buch liest? Hast du schon einmal bemerkt, dass es in solchen Momenten entspannend wirkt, in die Ferne zu schauen? Dahinter steckt die sogenannte Akkommodation – doch was bedeutet das überhaupt?

Die Akkommodation ist per Definition die Anpassung der Brechkraft des Auges, um in beliebigen Abständen Gegenstände scharf abbilden zu können. Das bedeutet, dass das Licht unterschiedlich stark fokussiert wird. Für eine einfache Erklärung wollen wir uns als Erstes die Akkommodation am Beispiel naher Objekte anschauen. Wenn sich der Abstand des Gegenstands zur Linse verringert, muss die Brechkraft des Auges erhöht werden: Das Licht muss stärker fokussiert werden, damit wir auf der Netzhaut ein scharfes Bild erhalten. Dafür spannen sich die Ziliarmuskeln, an denen die Augenlinse befestigt ist, an und die Linse wird zusammengedrückt. Sie erhält eine stärkere Wölbung.

Um im Detail zu verstehen, wieso die Brechkraft erhöht werden muss, kannst du dir die Physikvideos zur Linsengleichung und zur Bildentstehung im Auge anschauen.

Akkommodation Biologie, Anpassung an nahe Objekte

Nun betrachten wir den umgekehrten Fall, also dass sich der Gegenstand von unserem Auge entfernt. Nun muss die Brechkraft verringert werden, damit wir eine scharfe Abbildung auf unserer Netzhaut erhalten. Um die Linse zu strecken, entspannen sich die Ziliarmuskeln. Daher ist es für unser Auge erholsamer, in die Ferne zu schauen, als nahe Dinge zu betrachten.

Akkommodation Biologie, Anpassung an ferne Objekte

Damit unsere Ziliarmuskeln im Training bleiben, ist es gut, wenn wir häufig unseren Fokus verändern, also abwechselnd nahe und ferne Dinge betrachten. Daher ist es auch schlecht für die Augen, lange auf den Fernseher zu schauen, denn dann betrachten wir über eine lange Zeit Bilder in der gleichen Distanz.

Was ist die Adaption des Auges?

Bestimmt hast du schon einmal bemerkt, dass deine Pupillen am hellichten Tag kleiner sind als in der Dunkelheit. Doch weißt du auch, warum das so ist?

Grund dafür ist die sogenannte Adaption des Auges. In der Biologie ist die Adaption als Anpassung der Pupillenweite an die Helligkeit definiert. Diese Anpassung ermöglicht es uns, Lichtreize mit sehr unterschiedlichen Intensitäten verarbeiten zu können. Am Tag ist es meist sehr hell. Somit sind die Lichtintensitäten, die unser Auge erreichen, sehr hoch. Hohe Lichtintensitäten können dazu führen, dass unsere Fotorezeptoren überreizt sind und wir dadurch das Gesehene schlechter unterscheiden können. Damit das nicht passiert, verkleinert sich unsere Pupille und es fällt weniger Licht in unser Auge. In der Dunkelheit sind die Lichtintensitäten sehr gering. Damit trotzdem genügend Licht in unser Auge fallen kann, wird die Pupille weit geöffnet. So können wir uns in einem dunklen Raum (es sei denn, es ist wirklich stockduster) noch immer orientieren.

Was bedeutet Adaption des Auges?

Die Pupillenweite wird mithilfe zweier Muskeln der Irismuskulatur angepasst. Diese Muskeln sind Antagonisten (Gegenspieler). Der Musculus dilatator pupillae ist für die Pupillenerweiterung zuständig, der Musculus sphincter pupillae bewirkt die Pupillenverengung. Beide Muskeln sind ringförmig um die Pupille angeordnet.

1 Kommentar
1 Kommentar
  1. Danke! Alles verstanden

    Von Viktor Karl Gungor, vor 3 Monaten

Sehvorgang im Auge – Adaptation und Akkommodation Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Sehvorgang im Auge – Adaptation und Akkommodation kannst du es wiederholen und üben.
  • Stelle das Linsensystem des menschlichen Auges dar.

    Tipps

    Bei der Pupille handelt es sich um ein Loch.

    Linsen werden viel in der Technik eingesetzt. Du hast zum Beispiel bestimmt mindestens eine in der Kamera in deinem Handy. Linsen sind transparente Scheiben, die gekrümmt sind und durchgehendes Licht brechen können.

    Die Hornhaut schützt den frei liegenden Teil des Auges.

    Lösung

    Unser Auge kann Dinge sehen, die selbst leuchten oder die Licht reflektieren.

    Die vom Gegenstand ausgehenden Lichtstrahlen treffen im Auge zuerst auf die Hornhaut. Hier werden die Lichtstrahlen zum ersten Mal gebrochen. Das bedeutet, sie ändern ihre Richtung in einem bestimmten Winkel. Danach durchqueren die Lichtstrahlen die Pupille und die Linse.

    In der Linse erfolgt eine erneute Brechung des Lichts. Daraufhin wandern die Lichtstrahlen durch den Glaskörper und treffen am Ende auf die Netzhaut, wo das Bild umgekehrt abgebildet wird.

  • Benenne den Begriff, der die Anpassung des Auges an das scharfe Sehen in unterschiedlicher Entfernung beschreibt.

    Tipps

    Zwei der Begriffe sind Vorgänge im Auge.

    Der Begriff Aversion kommt aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie „Abneigung“.
    Der Begriff Adhäsion kommt auch aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie „Anhaftung“.

    Die Begriffe Akkommodation und Adaptation kommen beide aus dem Lateinischen und bedeuten so viel wie „anpassen“.

    Lösung

    Zwei der Begriffe sind Vorgänge im Auge.
    Der Vorgang, der in der Aufgabe gesucht ist, ist die Akkommodation: die Anpassung des Auges beim Sehen an die Nähe und an die Ferne.

    Die Adaptation ist auch eine Anpassung des Auges beim Sehen, aber an die Helligkeit.

    Eine Aversion ist eine Abneigung und die Adhäsion bedeutet so viel wie Anhaftung. Beide Begriffe haben mit dem Auge nicht besonders viel zu tun.

  • Definiere den Begriff „Adaptation“.

    Tipps

    Schaue dir die Abbildung an. Sie stellt den Mechanismus der Adaptation dar. Worin unterscheiden sich das Bild auf der linken und der rechten Seite?

    Nutze die Illustration über der Übung zu deiner Hilfe: Welcher Teil des Auges ist hier abgebildet?

    Lösung

    Der Begriff „Adaptation“ kommt aus dem Lateinischen und bedeutet „Anpassung“.

    Die Adaptation im Zusammenhang mit dem Auge beschreibt die Anpassung der Pupillenweite an die Helligkeit.

    Ein anderes lateinisches Wort für Anpassung ist „Akkommodation“. Im Zusammenhang mit dem Auge versteht man darunter die Anpassung an die Entfernung eines Objektes von den Augen.

    Die Anzahl der Zapfen im Auge sowie die Augenfarbe können nicht adaptiert werden.

  • Stelle die Akkommodation und die Adaptation des Auges einander gegenüber.

    Tipps

    Nur zwei der Begriffe können der Adaptation zugeordnet werden.

    In der Abbildung ist das Prinzip der Adaptation dargestellt.

    In dieser Abbildung kannst du ein Auge sehen, das in die Ferne schaut.

    Lösung

    Die Aufgabe der Adaptation ist die Anpassung des Auges an verschiedene Helligkeiten. Diese Anpassung geschieht durch eine Veränderung der Größe der Pupille.

    Die Aufgabe der Akkommodation ist die Anpassung des Auges an Entfernung. Diese Anpassung geschieht durch eine Veränderung der Form der Linse und somit ihrer Brechkraft. Die Linse ist befestigt an den Linsenbändern. Die Linsenbänder wiederum sind befestigt an dem Ziliarmuskel. Wenn sich der Ziliarmuskel entspannt, straffen sich die Linsenbänder und die Linse wird gestreckt. So kann mit dem Auge in der Ferne ein scharfes Bild gesehen werden.

  • Bestimme, wobei es sich um Strukturen des menschlichen Auges handelt.

    Tipps

    Mit der Linse ist hier keine Hülsenfrucht gemeint.

    Zwei der Begriffe sind keine Strukturen des Auges.

    Du kannst alle Strukturen des Auges, nach denen in der Übung gefragt wird, auf dem Bild erkennen.

    Lösung

    Bei dem Glaskörper, der Hornhaut, der Netzhaut und der Linse handelt es sich um Strukturen des Auges.

    Bei der Dickhaut und der Bohne handelt es sich nicht um Strukturen des menschlichen Auges.

  • Entscheide, welcher Prozess des Sehvorgangs in den beschriebenen Situationen abläuft.

    Tipps

    Die Zapfen und Stäbchen befinden sich in der Netzhaut des Auges. Die Stäbchen ermöglichen die Wahrnehmung von hell und dunkel und die Zapfen die Wahrnehmung der Farben.

    Schaue dir die Größe der Pupille in der Abbildung bei den jeweiligen Lichtstärken an.

    Dieses Bild stellt das Prinzip der Akkommodation dar, bei welchem die Brechkraft der Linse verändert wird.

    Lösung

    Isabella sitzt auf einer bunten Wiese. Durch die Zapfen in ihrer Netzhaut kann sie die Farben erkennen.

    Felix sitzt um 18 Uhr im Büro. Es wird langsam dunkel, aber zunächst merkt Felix davon nichts, weil sich seine Augen an die zur Verfügung stehende Lichtmenge angepasst haben. Dieser Prozess heißt Adaptation und in diesem Beispiel wird die Pupille größer, damit mehr Licht in das Auge eindringen kann.

    Saira ist die Kapitänin eines großen Kreuzfahrschiffes. Als sie vom Unterdeck auf das Deck tritt, passen sich ihre Augen durch die Akkommodation an die weite Aussicht an. Um die Insel in der Ferne gut erkennen zu können, entspannt sich ihr Ziliarmuskel, woraufhin sich die Linsenbänder straffen und die Linse gestreckt wird.

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