Das Auge

Biologie Epoche
9.Klasse
Simon Hildebrand
Inhalt
➲Das Auge (inkl. Zeichnung)
➲Der Anatomische aufbau
➲Die Linse (inkl. Zeichnung)
➲Vergleich zwischen Kamera
Auge
➲ Dioptrieberechnun
➲Funktion des Auges
➲Referate (Auge)
➲Srobuskopeffekt
➲Wahrnehmung (Auge)
➲Die Haut
und
(abb.1)
Das Auge
Das Auge ist das erste Sinnesorgan, welches aus
dem Gehirnbläschen des Embryos entsteht.
Es wachst erst zur Seite und danach nach
Vorne,Richtung Außen haut.( abb.1)
Sobald es die Außen haut berührt, reagiert diese
mit einer Verdickung. Das Auge bildet nun eine
Höhle und schließt die Verdickung ein.
Das Auge besteht aus verschiedenen
Hautschichten, welche für die Sehfunktion sehr
wichtig sind.
3 Das Auge
3.2 Anatomie
•
Das Auge "schwimmt" in Fettgewebe, ist somit also
voll beweglich. Der Augapfel wird durch 3
Schichten begrenzt.
2. Die Lederhaut, eine feste, stabilisierende Haut die
vorne durchsichtig zur Hornhaut wird.
3. Die Aderhaut, die zur Verdunklung des Auges
notwendig ist und
4. die Netzhaut. Sie hat hinten zwei "Eindellungen"
den so genannten gelben Fleck, an dem wir am
schärfsten sehen und den Blinden Fleck, die Stelle
an der der Sehnerv ansetzt.
• Auf der Vorderseite des Auges finden wir ganz
außen die Vordere Augenkammer. Dann folgt die
Iris, verbunden mit einem Ringmuskel, der bewirkt,
dass sich die Öffnung in der Mitte der Iris
vergrößern und verkleinern kann. Hinter der
Öffnung der Iris sitzt die Linse. Sie wird von den
Zonulafasern gehalten, die außen am Ziliarkörper
befestigt sind. Den Rest des Auges füllt der
Glaskörper aus.
3 Das Auge
3.3 Funktion – Versuch zur Linse
➲
➲
➲
Aufbau: Wir nahmen eine Lichtquelle die
parallele Lichtstrahlen erzeugt,
verschiedene Linsen und erzeugten Rauch
Durchführung: Wir leiteten das Licht durch
die verschiedenen Linsen und machten es
mit dem Rauch sichtbar.
Beobachtung: Umso gekrümmter die Linse
war, desto höher war die Brechkraft bzw.
umso näher an der Linse war der
Brennpunkt.
3 Das Auge
3.3 Funktion – Vergleich: Kamera
und Auge
•
•
•
•
•
Das Auge
Die Linse:
Durchsichtige Haut
Die Netzhaut
Iris:
regelt Lichteinlass
Die Aderhaut:
verdunkelt
Belichtungszeit ist ∞
• Punktförmiger Fokus
dank Fobia
• Verarbeitet das Bild
gleich weiter
•
•
•
•
•
•
Kamera
Die Linse:
Geschliffenes Glas
Der Film/Chip
Die Blende:
regelt Lichteinlass
Das Gehäuse:
verdunkelt
Belichtungszeit ist
gekürzt
Flächiger Fokus
• Zeichnet das Bild
nur auf
3 Das Auge
3.3 Funktion – Dioptrieberechnung
Brennweite F
in mm
Brennweite F
in m
Brechkraft 1/F
In Dptr
10
20
30
50
80
100
200
400
500
1000
0,01
0,02
0,03
0,05
0,08
0,10
0,20
0,40
0,50
1,00
100
50
33,3333333
20
12,5
10
5
2,5
2
1
3 Das Auge
3.3 Funktion – Versuche zur
Akkommodation
•
•
Aufbau: Wir nahmen eine
Lichtquelle mit einer Lichtöffnung in
Form einer „1“, eine Blende und
eine Leinwand.
Durchführung: Wir stellten die
Gegenstände in beliebiger
Entfernung auf und leiteten das
Licht durch die Blende zur
Leinwand. Dann veränderten wir die
Größe der Blende.
Beobachtung: Als die Blende offen
war, war die projizierte „1“ auf der
Leinwand sehr unscharf aber hell.
Umso kleiner wir die Öffnung der
Blende machten, umso schärfer
aber auch kleiner und dunkler
wurde die „1“.
Aufbau: Wir nahmen eine
Lichtquelle mit einer Lichtöffnung in
Form einer „1“, eine Konvexlinse
und eine Leinwand.
Durchführung: Wir stellten die
Gegenstände in beliebiger
Entfernung auf und leiteten das
Licht durch die Linse zur Leinwand.
Dann veränderten wir den Abstand
von Linse und Leinwand.
Beobachtung: Nur bei einer
bestimmten Entfernung war die „1“
scharf, groß und hell auf der
Leinwand zu sehen.
3 Das Auge
3.3 Funktion – Erkenntnis zur
Akkommodation
➲
➲
Unter Akkommodation versteht man, die
Veränderung der Sehschärfe bzw. den
Ausgleich einer Unschärfe.
Im Menschlichen Auge passiert die
Akkommodation das „Scharfstellen“ durch
eine Kombination aus verschiedenen,
hintereinander sitzenden Linsen (Hornhaut,
Linse, Glaskörper) und der Veränderung der
Brechkraft der Linse. Dies geschieht indem
sich der Ziliarmuskel an- bzw. entspannt und
dadurch, über die Ziliarfasern die Linse, die
die perlende Eigenschaft eines
Wassertropfens besitzt, „auseinander zieht“
oder zu einer nahezu runden Masse werden
lässt (siehe Arbeitsblatt „Akkommodation“).
3 Das Auge
3.3 Funktion – Arbeitsblatt
Akkommodation
..entspannt. Die
Zonulafasern sind
gestraft und die
Linse hat eine
geringe
Brechkraft
..angespannt.
Die
Zonulafasern
sind schlaff
und die Linse
ist rund, hat
also die
höchste
Brechkraft.
3 Das Auge
3.3 Funktion – Entstehung des
Bildes
➲
➲
In der Embrionalentwicklung des
Auges entsteht die Augenrückwand
(Netzhaut), nicht gleichmäßig
sondern in Wachstumsschüben.
Dadurch wird sie vielschichtig.
Die Netzhaut besteht aus vielen,
spezialisierten Sinneszellen.
Hierbei gibt es 2 Typen; die Zapfen
für die Tagsicht und die
empfindlicheren Stäbchen für
dämmerlicht. In der Fobia finden wir
ca. 3 Millionen davon pro cm².
Stäbchen und Zapfen sind durch
die übereinander liegenden
Schichten wie gestapelt. Zwischen
den Schichten sind verschiedene
Farbstoffe eingelagert, die bei
Lichtkontakt augenblicklich
ausbleichen. Dadurch entsteht ein
Reiz der über Nervenzellen, die
nach vorne, also gegen das Licht
angebracht sind weiter transportiert
wird. Auf der Rückseite sind die
Sinneszellen an der Aderhaut
befestigt und an Blutgefäße
angeschlossen die frisches, mit
neuem Sehfarbstoff und
Nährstoffen angereichertes Blut
direkt aus der Leber an- und
verbraucht wieder abtransportieren.
Die Nervenzellen bilden ganze vier schichten.
Da die Nervenzellen im Lichtweg zu den Sinneszellen verlaufen, muss
das Licht durch sie hindurch. Das geht zwar, allerdings passiert dadurch eine
leichte Manipulation des lichtes, eine leichte Unschärfe entsteht. Der einzige
Punkt auf der Netzhaut wo die Nervenzellen nicht den Lichtweg versperren,
da sie zur Seite abgeführt werden ist die Forea.
•
3 Das Auge
3.3 Funktion – Versuche zur
Bildentstehung I
➲
Versuch I
Wir schauten für ca. 10 Sekunden in eine
helle Lichtquelle. Als wir danach die Augen
schlossen, sahen wir an der Stelle wo zuvor
die Lichtquelle gewesen war für einen
Moment noch dunkel die Umrisse der
Lichtquelle.
•Versuch II
Wir sahen für ca. 60
Sekunden auf ein
Schwarzweißbild (Abb. 1).
Dann richteten wir die Augen
auf eine weiße Fläche. Nun
war auf der weißen Fläche
schwebend, das Bild mit
vertauschten Farben bzw. der
jeweiligen Gegenfarbe zu
sehen.
Abb. 1 (Quelle:
Internet)
3 Das Auge
3.3 Funktion – Versuche zur
Bildentstehung II
Versuch III
Wir hielten uns ein Auge zu,
fixierten die Katze der Abbildung
und bewegten sie vor dem Auge
vor und zurück. Bei ca. 23 cm
verschwand die Maus und wurde
durch weiß ersetzt.
3 Das Auge
3.3 Funktion – Erklärungen zu den
Versuchen
➲
➲
➲
Bei Versuch I sahen wir ein Negatives Nachbild.
Dieses entsteht, wenn der Sehfarbstoff einer
Sinneszelle vorübergehend aufgebraucht ist. Dann
senden diese Zellen so lange den Impuls „dunkel“ bis
sich der Farbstoff wieder regeneriert hat.
Im Alltag wir dieser Effekt durch ständige, geringe
Blickrichtungswechsel verhindert, die wir unterbewusst
betreiben.
Bei Versuch II erlebten wir das Positive Nachbild.
Hierbei sieht man immer die Gegen- bzw.
Komplementärfarbe. Dies geschieht weil die Sehzellen
noch so lange nach dem tatsächlichen Reiz
elektrische Impulse an das Gehirn senden, bis der
Sehfarbstoff wieder regeneriert ist. Die Reizwirkung
dauert also länger als die tatsächliche Reizdauer.
Im III. Versuch verschwand die Maus, da wir auf einer
bestimmten Fläche der Netzhaut, dem blinden Fleck
nicht sehen können. An der Stelle, an der eigentlich
der blinden Fleck sehen müsste, bilden wir uns daher
einfach die Umgebung, die wir sehen können nach.
3 Das Auge
3.3 Funktion – Die
Netzhautträgheit
Wie sehen wir Bewegungsabläufe bzw. Warum funktioniert
➲
➲
Fernsehen?
Die Netzhaut kann, wegen des Aufbrauchens des Sehfarbstoffs
(Netzhautträgheit) nur einzelne Bilder in bestimmtem zeitlichen
Abstand aufnehmen. Dies wird durch eine ständige leichte,
unbewusste Bewegung des Augapfels ausgeglichen. Trotzdem hat
das Auge nur eine Bildwiederholfrequenz von ca. 25 Hz. Das Auge
wandelt also eine flüssige Bewegung in ca. 16-18 einzelne Bilder
pro Sekunde um. Erst in der Wahrnehmung werden diese Bilder
wieder zu einer Flüssigen Bewegung zusammen gerechnet. Dabei
„sehen“ wir immer den kürzesten Weg zwischen zwei Bildern (siehe
Arbeitsblatt „Stroboskop Radspeichen“).
Um also einen bestimmten Punkt in einer Bewegung festzuhalten
bzw. eine Bewegung langsamer zu sehen müssen mehr als 18
Bilder pro Sekunde vom Bewegungsablauf gemacht werden.
Dies gelang erstmals Edward Muggeridge 1878 bei der Frage ob
ein Pferd im Galopp für kurze Zeit den Boden mit allen vier Hufen
verlässt. Diese Frage klärte er, indem er 24 Kameras hintereinander
aufstellte, und dann jede einzelne, leicht Zeitversetzt über eine
Reißleine vom galoppierenden Pferd auslösen ließ. Damit konnte er
jede Phase des Galopps einzeln festhalten, praktisch einfrieren.
Dem Engländer William George Horner gelang es später, diese
einzelnen Bilder so abzuspielen, dass sie im Gehirn wieder zu einer
Bewegung wurden (siehe Arbeitsblatt „Geburtsstunde des Films“)
Strobuskopeffekt
3 Das Auge
3.3 Funktion – Arbeitsblatt „Stroboskop
Radspeichen“
3 Das Auge
3.3 Funktion – Arbeitsblatt
„Geburtsstunde des Films“
3 Das Auge
3.3 Funktion – Versuche zur
Farbentstehung
➲
Versuch I
Wir nahmen 3 Diaprojektoren. Einen ließen wir ein
grünes Viereck produzieren, einer sollte ein rotes
Viereck produzieren und einer sollte ein blaues
Viereck produzieren. Nun mischten wir die
Projektionen an der Wand.
Weiß
Grün (50%) + Rot (50%) = Gelb
Blau (50%) + Rot (50%) = Pink
Grün (50%) + Blau (50%) = Türkis
Grün (33,33%) + Rot (33,33%) + Blau (33,33%) =
Bild: Wikipedia
➲
➲
Versuch II
Wir nahmen eine runde Scheibe die bis zur Hälfte mit
Grün und von der anderen Seite bis zur hälfte mit Rot
bemalt war. Nun drehten wir die Scheibe schnell. Die
Farben verliefen vor unseren Augen zu Gelb.
Erkenntnis:
Mit Grün, Rot und Blau kann jede andere Farbe
erzeugt werden. Allerdings gelten dabei nicht die
Gesetzte der Subtraktiven Farbsynthese sondern die
der Additiven Farbsynthese.
3 Das Auge
3.3 Funktion – Die Farbentstehung
➲
Auf unserer Netzhaut befinden sich 3
verschiedene Farb-Typen von Zapfen.
Die mit einem Farbstoff der vor allem
auf grünes Licht reagiert, die mit
einem Farbstoff der vor allem auf rotes
Licht reagiert und die mit einem
Farbstoff der vor allem auf blaues
Licht reagiert. Anhand der Menge der
verblichenen Sehfarbstoffe kann
errechnet werden welche Farbe das
Licht hat, das auf die Sinneszellen
getroffen ist.
3 Das Auge
3.4 Wahrnehmung – Optische
Täuschungen
Gruppe 1
Optische Täuschungen, die uns verschiedene
Bilder
beinhalten:
3 Das Auge
3.4 Wahrnehmung – Optische
Täuschungen
Gruppe 2
Optische Täuschungen, die bestimmte Dinge
verändern/verformen/erzeugen:
3 Das Auge
3.4 Wahrnehmung – Optische
Täuschungen
Gruppe 3
Optische Täuschungen, die Bilder erstellen die
so nicht
funktionieren:
3 Das Auge
3.4 Wahrnehmung –
Erkenntnis
Die Wahrnehmung eines Bildes findet
zum großen Teil im Gehirn statt.
➲ Das Gehirn muss die einzelnen Bilder
die es vom Auge bekommt in eine
flüssige Bewegung umsetzen. Es
muss Stellen an denen wir nichts
sehen (blinder Fleck) mit einem Bild
füllen. Außerdem ist das Auge nicht in
der Lage Entfernungen festzustellen.
Entfernungen werden anhand von
Größenverhältnissen und Trübung
vom Gehirn erstellt.
Trotzdem ist der Nervenstrang der vom
Auge zum Gehirn führt, der dickste aller
menschlichen Organe.
➲
Die Haut
Aufbau
Die Haut ist das größte Sinnesorgan des Menschen.
Sie Besteht aus drei teilen, der Oberhaut, der Lederhaut
und der Unterhaut.
In der Oberhaut sitzen die sitzen die Schweißdrüsen.Auf
der haut sitzen Bakterien, die den Talk und Schweiß
Zersetzen. Bei diesem Prozess wird Buttersäure
freigesetzt, die den typischen Schweißgeruch
hervorruft.
Unter der Oberhaut, sitzt die Lederhaut.
Sie besteht aus Bindegewebsfasern in denen feine Blut
und Nervenzellen sitzen. Diese sind für die Kühlung
des Körpers zuständig. Ist es zu warm, stoßen diese
eine Flüssigkeit aus, welche auf der oberhaut
verdampft. Ist es zu kalt ziehen sich die Gefäße
zusammen so das nur wenig Blut in den Gefäßen ist.
Die mendelschen Regeln
1. mendelsche Regel
Kreuzt man zwei reine Rassendie sich
in einem Merkmal unterscheiden
miteinander, so sind die Bastarde
( Hybriden) untereinander sämtlich
gleich. (uniformitätsregel)
2. mendelsche Regel
Kreuzt man die Bastarde von 2 Rassen
miteinander, die sich in einem
Merkmal unterscheiden, so treten in
der F1 Generation, die Merkmale der
Eltern (P) wieder auf und zwar im
Verhältnis 1:3. ( Spaltungsregel)
Kombinationquatrat
KZ
Gr
GK
Rg
gk
GR
GGRR GGRk GgRR GgRk
GK
GGRk Ggkk GgRk Ggkk
Rg
GgRR GgRk ggRR ggRk
gk
GgRk Ggkk ggRk ggkk
Die Rückkreuzung
Phänotyp
Rot
Genotyp
(Aa)
Keimzellen (A)
X
W eiß
(aa)
(a)
(a)
Genotypen- A x a = Aa
verteilung
Phänotyp
a x a = aa
Ergebniss im Verhältniss 1:1
Rot
X
W eiß
Beispiel Stammbaum
(wittwenspitz)