Pulfrich-Pendel

Pulfrich-Pendel
Boxengasse
Versetze beide Pendel nacheinander in Schwingung.
Beobachte ihre Bewegung aus ca. 2,5 m Abstand.
Setz eine Brille mit einseitig getöntem Glas auf und betrachte die Pendel erneut.

Beobachte das Pendel mit und ohne Brille.
Wie würdest du die Bewegungen beschreiben?

Was siehst du, wenn du das Pendel mit nur einem Auge betrachtest?
Der Physiker und
Optiker Carl Pulfrich
(1858 – 1927) war auf
dem linken Auge blind
und daher nicht in der
Lage, räumlich zu
sehen. Dennoch – oder
deshalb –beschäftigte er
sich intensiv mit den
wissenschaftlichen
Grundlagen des
räumlichen Sehens, der
„Stereoskopie“.
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Wir sehen mit dem Auge – und mit unserem Gehirn. Mit den Augen nehmen wir optische
Reize wahr, und das Gehirn konstruiert daraus ein Bild.
Die Wahrnehmung der Lichtreize durch das Auge lässt sich in einigen Punkten mit dem
Prinzip einer optischen Kamera vergleichen. Bei den Stationen „Große Kamera“ oder
„Reproduktionskamera“ kannst du sehen, wie eine Linse ein zweidimensionales Bild des
Raumes auf eine Glasfläche projiziert. Auch im Auge befindet sich eine Linse (allerdings –
im Gegensatz zu den starren Glaslinsen – mit veränderlicher Brennweite) und als
Projektionsfläche dient die Netzhaut, die die Lichtreize in Nervenimpulse umwandelt.
Unser Gehirn muss nun aus diesen Informationen, die ja lediglich auf einer
zweidimensionalen Projektion beruhen, ein dreidimensionales Bild des Raumes
konstruieren.
Wenn du mit beiden Augen abwechseln blinzelst, kannst du erkennen, dass sich die
wahrgenommenen Bilder beider Augen unterscheiden – je näher das betrachtete Objekt,
umso größer ist der Unterschied. Indem das Gehirn die Sinneswahrnehmungen beider
Augen verarbeitet und miteinander vergleicht, gewinnt es Informationen über die
Entfernung verschiedener Objekte und konstruiert in Bild des Raumes. Zum räumlichen
Sehen sind also immer zwei Augen nötig (du kannst ja mal versuchen, mit nur einem Auge
Entfernungen zu schätzen.)
Doch wie entsteht die Illusion, das Pendel würde kreisen, wenn man mit einem Auge durch
das abgedunkelte Glas schaut? Wenn Licht auf die Netzhaut des Auges fällt, wird dort in
den Zellen ein elektrischer Impuls ausgelöst. Je nach Lichtintensität reagieren diese
Fotorezeptorzellen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit: Je mehr Licht, umso schneller
wird der optische Reiz wahrgenommen. Wenn nun ein Auge durch das getönte Glas
schaut, werden die von ihm ausgehenden Nervenimpulse im Gehirn etwas später
verarbeitet, so dass die Sinneswahrnehmungen beider Augen zeitversetzt
zusammengesetzt werden. Während dieser kurzen Zeitdifferenz (es handelt sich lediglich
um wenige Millisekunden) hat sich das Pendel weiterbewegt. Aus diesen von den beiden
Augen zu verschiedenen Zeiten wahrgenommen Reizen konstruiert das Gehirn eine
räumliche Tiefe, die es so gar nicht gibt: Das Pendel sieht aus, als würde es im Raum
kreisen.
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