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Bildentstehung im Auge – physikalischer Hintergrund

Erfahre, wie dein Auge wie eine Kamera arbeitet und Bilder auf der Netzhaut erzeugt. Verstehe die Rolle der Augenlinse, die Technik der Akkommodation und wie Fehlsichtigkeiten korrigiert werden. Interessiert? Entdecke mehr über die faszinierenden Vorgänge, die dir das Sehen ermöglichen!

Inhaltsverzeichnis zum Thema Bildentstehung im Auge – physikalischer Hintergrund
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sofatutor Team
Bildentstehung im Auge – physikalischer Hintergrund
lernst du in der Unterstufe 1. Klasse - 2. Klasse - 3. Klasse - 4. Klasse - Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse

Bildentstehung im Auge – physikalischer Hintergrund Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Lerntext Bildentstehung im Auge – physikalischer Hintergrund kannst du es wiederholen und üben.
  • Ergänze die Informationen zum menschlichen Auge.

    Tipps

    Stell dir vor, du sitzt auf einem Lichtstrahl und bewegst dich auf das Auge in der Abbildung oben zu.

    Sobald du in das Auge einfällst, triffst du nacheinander auf die unterschiedlichen Bestandteile des Auges.

    Lösung

    Im Lückentext sind die Bestandteile des Auges zusammengefasst, die für den Weg der Lichtstrahlen und die Entstehung eines scharfes Bildes besonders wichtig sind. Vielleicht hast du dich schon woanders mit dem Auge beschäftigt, zum Beispiel im Biologieunterricht. Es gibt noch mehr Bestandteile im Auge als die, die du im Lückentext siehst.

    Zum Beispiel den Glaskörper, der das Auge fast vollständig ausfüllt und ihm seine kugelige Form gibt. Und noch mehrere Schichten außer der Netzhaut, die das Auge umgeben, und auch wichtige Aufgaben erfüllen wie die Versorgung des Auges. Und wenn man sich das Auge noch näher anschaut, kann man sogar die einzelnen Zellen in der Netzhaut sehen und herausfinden, wie sie aus dem Bild auf der Netzhaut tatsächlich das Bild machen, welches wir sehen. Und dabei kann uns das Gehirn manchmal auch ganz schön austricksen!

  • Benenne die wichtigsten Prozesse bei der Bildentstehung im Auge.

    Tipps

    Um ein scharfes Bild auf der Netzhaut zu erzeugen, müssen sich die drei Strahlen, die von der Pfeilspitze ausgehen, alle in einem Punkt auf der Netzhaut treffen. Sonst ist das Bild, das wir sehen, unscharf.

    Überlege nun einmal, wo das scharfe Bild des Pfeils in der Abbildung entsteht!

    Lösung

    In der Abbildung hat sich die Sammellinse im Auge noch nicht so verändert, dass ein scharfes Bild des Pfeils auf der Netzhaut entstehen kann.

    Mittelpunktstrahl, Parallelstrahl und Brennstrahl werden so gebrochen, dass sie sich erst hinter der Netzhaut treffen. Das scharfe Bild des Pfeils entsteht also erst hinter der Netzhaut, wie du in der Lösungsabbildung sehen kannst.

    Damit sich die Strahlen bereits auf der Netzhaut treffen können, müssen sie noch stärker gebrochen werden. Das bedeutet, die Sammellinse müsste noch stärker gekrümmt werden. Erst dann erscheint ein scharfes Bild des Pfeils auf der Netzhaut.

  • Erkläre, wie das menschliche Auge scharfes Sehen ermöglicht.

    Tipps

    Finde zunächst den Anfang und das Ende dieser kleinen Geschichte!

    Überlege nun, was Markus Augen zuerst wahrnehmen, wenn er auf die Tafel schaut, und weshalb das so ist. Denke an die Bedingung, unter der ein scharfes Bild auf der Netzhaut entsteht!

    Ergänze nun, was sich in den Augen verändern muss, um ein scharfes Bild des Tafeltextes auf der Netzhaut zu erzeugen.

    Lösung

    In der Aufgabe findest du ganz wichtige Überlegungen, um die Prozesse im Auge beim "Scharfstellen" auf nahe oder ferne Objekte zu verstehen:

    Die Krümmungsgrad der Linse im Auge legt die Brennweite und somit die Brechkraft der Linse fest, und zwar so, dass sie genau zur Objektentfernung passt. Das bedeutet, eine flache, also schwach gekrümmte Linse, bricht die einfallenden Lichtstrahlen nicht so stark. Also reicht die geringe Brechkraft aus, um das Bild weit entfernter Objekte scharf auf der Netzhaut abzubilden. Um nahe Objekte scharf auf der Netzhaut abzubilden, muss die Linse stärker gekrümmt sein. Durch die höhere Brechkraft werden die Strahlen naher Objekte dann ausreichend stark gebrochen.

    Passen Brechkraft und Objektentfernung nicht zusammen, erscheint das Bild theoretisch vor oder hinter der Netzhaut. Das Bild auf der Netzhaut ist unscharf. Das passiert immer, wenn wir von einem Objekt zu einem anderen Objekt schauen, das sich in einer anderen Entfernung befindet. Dann muss die Brechkraft der Linse verändert werden.

  • Vergleiche Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit miteinander.

    Tipps

    Achtung! Kurz- und Weitsichtigkeit verwechselt man sehr schnell. Fang daher am besten erst mit einer Fehlsichtigkeit an und versuche, alle passenden Textabschnitte zu finden.

    Versuche dir bei jeder Fehlsichtigkeit vorzustellen, was bei nahen und fernen Objekten im Auge passiert. Vielleicht geht es besser, wenn du für dich eine Skizze von Objekt, Sammellinse, Netzhaut und Bild machst. Dann klappt das gedankliche Verschieben leichter.

    Lösung

    Es gibt unterschiedliche Gründe, weshalb Menschen an einer Fehlsichtigkeit leiden. Häufig ist die Form des Augapfels der Grund, er kann etwas zu kurz oder zu lang sein. Die Brechkraft der Linsen im Auge "passt" dann nicht mehr so richtig zum Abstand zwischen Linse und Netzhaut.

    Bei der Kurzsichtigkeit ist die Brechkraft der Linse im Auge zu stark. Darum werden ferne Objekte vor der Netzhaut abgebildet und erscheinen unscharf. Nahe Objekte hingegen werden von kurzsichtigen Menschen scharf gesehen. Da die Brechkraft der Linse zu stark ist, kann man als Sehhilfe Zerstreuungslinsen einsetzen, da diese die starke Brechkraft der Linse reduzieren.

    Bei der Weitsichtigkeit hingegen ist die Brechkraft der Linse im Auge zu schwach. Nahe Objekte werden daher hinter der Netzhaut abgebildet und erscheinen unscharf. Ferne Objekte hingegen werden von weitsichtigen Menschen scharf gesehen. Um die Brechkraft der Linse im Auge zu verstärken, setzt man als Sehhilfen Sammellinsen ein.

    Eine Merkregel, um dem Verwechseln vorzubeugen, lautet: Bei Kurzsichtigkeit kann man "kurz" (also nah) gut sehen, bei Weitsichtigkeit hingegen "weit" (also fern).

  • Benenne das wichtigste Teil im Auge zur Erzeugung eines passenden Bildes auf der Netzhaut.

    Tipps

    Gesucht ist der Bestandteil des Auges, der für die unterschiedlich starke Brechung der Lichtstrahlen verantwortlich ist.

    Beachte, dass es den Bestandteil in unterschiedlichen Formen gibt. Das Bild auf der Netzhaut muss stark verkleinert sein, deshalb müssen die Lichtstrahlen sehr stark gebrochen werden.

    Lösung

    Ohne die Sammellinse kann das Auge die Lichtstrahlen nicht stark genug bündeln, um ein verkleinertes Bild auf der Netzhaut zu erzeugen. Außerdem ist die Sammellinse der Bestandteil im Auge, der durch die Änderung seiner Form scharfes Nah- und Fernsehen ermöglicht. Beides ist nötig, um ein passendes Bild auf der Netzhaut zu erzeugen.

  • Prüfe, weshalb Menschen mit gutem Sehvermögen im Alter häufig eine Brille brauchen.

    Tipps

    Bei diesen Menschen entsteht im Alter einen von den zwei typischen Formen der Fehlsichtigkeit.

    Schau dir die Veränderungen an der Linse an. Welche Folgen hat das für die Vorgänge im Auge?

    Lösung

    Bei der Aufgabe musstest du auf Basis deiner Kenntnisse eigene Schlussfolgerungen ziehen. Das ist nicht leicht und du hast sicher ganz eigene Lösungsideen entwickelt.

    Wichtig bei der Lösung dieser Aufgabe ist der Hinweis auf die Veränderungen an der Linse. Das ist einen neue Ursache für das Entstehen einer Fehlsichtigkeit. Aber die Folgen einer verringerten Brechkraft der Linse sind bekannt. Daher kann man aus diesen Angaben auf die richtige Fehlsichtigkeit schließen und die Besonderheiten ergänzen.