Prof. C. von Borczyskowski Physik für CS und SK 32. Vorlesung Wiederholung: Geometrische Optik 33. Das Auge 33.1 Geometrische Optik 33.2 Sehfehler 33.3 Aufbau - Funktion 33.4 Fotometrische Größen 33.5 Optische Täuschungen Verwendete Literatur: Internet Versuche: Blende, opt. Täuschung, powert point

Das Auge

Spinne Biene

Aufbau Auge - Optik

WeitsichtigkeitSammellinse, + Dioptrien

KurzsichtigkeitZerstreuungslinslinse,- Dioptrien

Dioptrie

Brechkraft

Leseentfernung 1/3 m = 3.0 dpt; minimale Sehweite: 1/2 m = 2.0 dpt; also ist eine Lesebrille von 3.0 dpt - 2.0 dpt = 1.0 dpt (also eine Sammellinse) erforderlich

Auge Aufbau Funktion

• Linse Linse

• Regenbogenhaut (Iris+Pigmente) Blende

• Netzhaut (Retina) Film

Iris (Regenbogenhaut)

Farbe: Konzentration der Pigmente/Streuung (blau)Aufgabe: Streulichtfilterung, UV-Schutz,Intensitätsregulierung, „Augenabdruck“

Verbreitung Augenfarbe

Iris: Pupille

Adaption

Reflexkette Iris

Adaption Netzhaut

Netzhaut

• Makula: (d-5mm), größte Dicht von Sehzellen: größte Bildschärfe, Augenbewegung tastet Bild ab, Zusammensetzung im Gehirn

• Sehnerv (blinder Fleck): Reizweiterleitung

Makula- Gelber Fleck

Fovea

LichtempfindlichkeitNacht Tag

Netzhaut/Retina

Aktionspotentiale

Nervenzellen/Axone

Licht/Spannung

Verschaltung

Zapfen und Stäbchen

3 Zapfen: Farbsehen(7 Mio)

Stäbchen: Grausehen 500 nm, (120 Mio) hohe Konzentration Außenbereich (grau),1 Photon – 1 mV; Sättigung bei TageslichtRhodopsin

Photorezeptoren

Stäbchen

Zapfen

Zusammenfassung

• Licht gelangt in das Auge durch die Hornhaut, deren Bindegewebe aus sehr homogenen, parallel angeordneten Collagenfasern besteht.

• Die Hornhaut hat einen Brechungsindex von 1,37 und gehört mit Linse und Glaskörper zum dioptrischen Apparat des Auges.

• Nach Durchtritt durch die Pupille wird das Licht durch die Linsegebündelt. Der Ziliarmuskel sorgen dafür, daß der Brennpunkt der Linse auf der Netzhaut liegt.

• Die Linse ist ein lebendes Gewebe. Linsenfasern, gefüllt mit Wasser und Crystallin sorgen für Durchsichtigkeit.

• Photorezeptoren in der Netzhaut sorgen für die Umwandlung des optischen in ein neuronales Signal.

• Stäbchen sind auf Detektionsempfindlichkeit, Zapfen auf das hochauflösende Farbensehen bei Tage optimiert.

• Die Netzhaut verarbeitet das visuelle Signal bevor es von den Ganglienzellen an das Gehirn weitergeleitet wird.

Verschaltung

Lichtreaktionen

dunkelaktiv

Kanäle

Stäbchen

Fotometrische Größen:

• Lichtstrom (Lumen(lm))

• Beleuchtungsstärke (Lux(lx))

• Lichtstärke (Candela (cd))

• Leuchtdichte

Fotometrische Größen

Farbtemperatur

LeuchtGlüh

Farbtemperatur-Tabelle

Film, Foto, Ausstellungen, in denen es auf originalgetreue Farbwiedergabe ankommt.

Leuchtstofflampen

EntladungslampenHalogenlampenGlühlampen

6500K

6000K

5500K

5000K

4500K

4000K

3600K

3300K

3000K

2700K

2350K

2000K

Farbtemperatur

Sonne 5500 K

Blauer Himmel9000-12000 k

Bedeckter Himmel6500-7500 k

Elektronischer Fotoblitz5500-5600 k

Sonniges Tageslicht am Mittag5500 k

Xenon Lampe/Lichtbogen5000-4500 k

1 Stunde von der Dämmerung3400 k

Halogenglühbirne3400 k

Sonnenaufgang/Sonnenuntergang3200 k

200 W Glühbirne3000 k

40 W Glühbirne2680 k

Kerzenlicht1500 k

Optische Täuschungen

Größenvergleich

Umgebungseinfluss

Bildergänzung

www.michaelb

ach.de/ot/index.

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