EXPERIMENTIERSATZ AUGE - Photopische Funktionsmodelle
Ein Experimentiersatz besteht aus 5 Funktionsmodellen Auge mit zusätzlichen Vorsatzlinsen. Es können also 5 Schülergruppen damit experimentieren.
Für jedes einzelne Augenmodell wird 1 Kerze benötigt.
Die Schüler entnehmen dem Auge die innere Linse und schließen das Modell wieder. Ein Pupilleneinsatz wird zunächst nicht verwendet, sondern die ganz große Pupillenöffnung des weißen Augendeckels dient dem ersten Versuch. Dann halten die Schüler das Auge mit der Öffnung gegen eine brennende Kerze (Abstand ca. 20 - 30 cm)
Beobachtung:
Verschiebe den Augapfel horizontal in beide Richtungen
Beobachtung:
Fazit:
In die weite Pupille wird der Pupilleneinsatz mit dem engen Loch eingesetzt.
Beobachtung:
Fazit:
Die Augenlinse wird in das Innere des Augendeckels eingesetzt, das Modell geschlossen und der Pupilleneinsatz mit dem kleinen Loch wird ausgetauscht gegen den Pupilleneinsatz mit dem mittelgroßen Loch. Diese Pupillenöffnung stellt in unserem Modell eine Pupillenverengung dar (der erste Pupilleneinsatz diente nur zur Darstellung des Prinzips einer Lochkamera). Das Modell wird im bewährten Abstand von der Kerze gehalten.
Beobachtung:
Der Pupilleneinsatz wird abgenommen, so daß der Lichteinfall durch die weite Pupille des Augendeckels erfolgt. (Auf Skizze wurde verzichtet).
Beobachtung:
Fazit:
Erklärung:
Die Experimente zu den Sehfehlern werden unter Benutzung des Augendeckels mit der „weiten Pupille" durchgeführt.
Der Augenzylinder wird bis zum Anschlag in den Augendeckel eingeschoben, so daß der Augapfel äußerste Kürze erreicht. Jetzt wird das Auge von ca. 50 cm gegen ein Kerzenlicht gehalten, wobei die Pupille nach vorn zeigt. Auf dem Augenhintergrund erscheint ein reelles verkleinertes Abbild der Kerze, Dieses Abbild ist bei dem Abstand von ca. 50 cm klar und deutlich.
Nähere das Auge der Kerze bis auf ca. 12 - 15 cm,
Beobachtung:
Erklärung:
Mit einer Konvexlinse (rot markiert), die vor die Pupille gehalten wird, kann der Sehfehler korrigiert werden.
Fazit:
Durch das weiteste Herausziehen des Augenzylindbrs aus der Fassung des Pupillendeckels entsteht ein langer Augapfel.
Bei dem Abstand zwischen Auge und Kerze von ca. 12 bis 15 cm ist ein deutliches Bild der Kerze auf demAugenhintergrund zu erkennen. Vergrößere den Abstand,
Beobachtung:
Eine Konkavlinse (nicht markiert) vor das Auge gehalten, läßt ein scharfes Bild auf dem
Augenhintergrund entstehen.
Fazit:
Selbstverständlich führen die vorgesetzten Konvex- und Konkavlinsen nur in jeweils einer bestimmten Entfernung des Auges vom Kerzenlicht zu einem scharfen Bild, abhängig von der Linsenkrümmung (Dioptrien).- Der Schüler muß also im Experiment diese Entfernung, die zu der korrigierten Sehschärfe führt, herausfinden.
Je zwei Schüler erhalten einen Streifen mit einem Kreuz (links) und einem Punkt (rechts)
Der eine Schüler hält diesen Streifen von ca. 50 cm vor das rechte Auge des übenden Schülers, während dieser das linke Auge zuhält. Das rechte Auge fixiert das Kreuz auf dem Streifen. Heranführen des Streifens durch den ersten Schüler an das Auge und starres Fixieren des Kreuzes
Beobachtung:
Erklärung:
Zur
Abstandmessung wird vom Partner ein Lineal zwischen die Augen des übenden
Schülers gehalten.
Der Streifen wird so auf ein Lineal gelegt, daß das Rechteck in Höhe von ca. 28 cm zu liegen kommt. Auf den schwarzen Punkt, der in dieser Position direkt auf den blinden Fleck zeigt, wird eine brennende Kerze gestellt. An den Nullpunkt des Lineals wird das Augenmodell angehalten. In dieser Position wird das Kerzenlicht auf dem Augenhintergrund an der Stelle abgebildet, an der sich beim natürlichen Auge der blinde Fleck (= Austrittsstelle der N. opticus) befindet.
Fazit:
Unter dem monokularen (= einäugigen) Gesichtsfeld versteht man die Gesamtheit aller Objekte, die bei ruhendem Auge gleichzeitig in räumlicher Anordnung wahrgenommen werden
(aus SCHMIDT/THEWS: Physiologie des Mensch. Springer Verlag Berlin Heidelberg New York).
Um das monokulare Gesichtsfeld am Modell erfahrbar zu machen, stellt man 2 brennende Kerzen in einem seitlichen Abstand von ca. 25 cm auf. Ohne Linse und bei großer Pupille hält man das Model im Abstand von ca. 40 cm gegen die Kerzen.
Beobachtung:
Führe nun von der rechten Seite ein Blatt Papier zwischen Auge und rechter Kerze,
Beobachtung:
Entsprechend verfahre auf der linken Seite,
Beobachtung:
Fazit:
Die
optischen Informationen der rechten Gesichtsfeldhälfte gelangen
in die rechte Gehirnhemisphäre,während die Nervenfasern der
linken Gesichtshälfte zur linken Hemisphäre ziehen. Dadurch
kommt es zueiner Überkreuzung von Nervenfasern beider Augen,
dem Chiasma opticum.
Auf Grund der dort stattfindenden Informationsverteilung an die beiden Gehirnhälften wird räumliches Sehen ermöglicht. Eine der Voraussetzungen für das räumliche Sehen ist die dargestellte Projektion der Chiasma opticum Gesichtshälften auf der Netzhaut.