Biologie – das menschliche Auge

Biologie – das menschliche Auge
Skizziere das menschliche Auge – setze Nummern und schreibe die Teile des
Auges an. Verwende ungefähr dieselben Farben.
1.
7.
2.
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6.
12.
Das Auge
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Biologie – das menschliche Auge
 „Nachts sind alle Katzen grau“. Begründe, warum wir in der Dämmerung
kaum Farben unterscheiden können.
 Stelle in der folgenden Tabelle die Teile des Auges zusammen und nenne
mit Hilfe des Textes jeweils ihre Eigenschaft und Aufgabe.
Teils des Auges
Eigenschaften / Aufgabe
Das Auge
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Biologie – das menschliche Auge
Material:
Spiegel, Zeichenmaterial
Auftrag:
So sieht mein Auge aus
Male ein möglichst naturgetreues Porträt deines Auges in
vergrössertem
Massstab.
1. Schau im Spiegel dein Auge eine Weile an.
2. Zeichne es ab und achte dabei besonders auf folgende Dinge:
- Hautfalten rund um das Auge
- Wo sind die Wimpern genau angewachsen?
- Die Länge der Wimpernhaare
- Farbe und Struktur der Regenbogenhaut (Iris)
- Die Grösse und Form der Linsenöffnung (Pupille)
- Farbe des sichtbaren Teils des Augapfels
- Abstand der Augenbraue zum Auge
3. Hänge dein Auge zur „Augenparade“
Das Auge
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Biologie – das menschliche Auge
Der Vorgang des Sehens
Das Auge ähnelt einem annähernd
_____________
Ball mit
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Füllung. Die Wand dieses Augapfels besteht aus
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Ganz außen bildet die derbe _ _ _ _ _ _ _ _ _ eine
weiße Hülle. Sie geht vorn in die
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , gewölbte
_ _ _ _ _ _ _ _ über. Unter der _ _ _ _ _ _ _ _ _ liegt die _ _ _ _ _ _ _ _ . Sie
enthält zahlreiche _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ und versorgt damit das Auge mit
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Ihr vorderer Teil, die _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (Iris),
läßt in der Mitte das _ _ _ _ _ _ _ , die _ _ _ _ _ _ _ , frei. Diese kann mit
Hilfe von _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ und wieder _ _ _ _ _ _ _ _ _ werden.
Dadurch regelt das Auge _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ die _ _ _ _ _ des einfallenden
_ _ _ _ _ _ _ . Bei _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ hat die _ _ _ _ _ _ die gleiche
Aufgabe.
Hinter der Pupille befindet sich die glasklare, elastische _ _ _ _ _ . Von ihrem
Rand ziehen dünne Linsenbänder zu einem Ringmuskel, der die Form der Linse
verändern kann.
Die _ _ _ _ _ _ _ _ Schicht der Augapfelwand heißt _ _ _ _ _ _ _ _ (Retina).
Sie enthält zwei Arten von Sehzellen: etwa
___
_________
_ _ _ _ _ _ _ _ und _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Diese Lichtsinneszellen
sind die eigentlichen Empfangsorte für die von außen kommenden Lichtreize.
________
nehmen
_______________________
wahr
und reagieren auch noch in der _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Die _ _ _ _ _ _ vermitteln
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ und dienen dem deutlichen Sehen am Tage.
Blickt zum Beispiel ein Autofahrer auf ein Verkehrsschild, so gelangen bei
diesem Sehvorgang die
____________
Lichtstrahlen durch das
gesamte Auge bis zum _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Dabei entsteht auf der
Das Auge
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_ _ _ _ _ _ _ _ ein _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ und _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ "Bild".
Treffen die Lichtstrahlen auf die _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , wird der
hier
gespeicherte
lichtempfindliche
_________
Stoff,
der
_ _ _ _ _ _ _ _ _ , abgebaut. Dabei entstehen _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , die über
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ und die bei den Sehnerven zum Gehirn gelangen. Der
_ _ _ _ _ _ _ _ _ baut sich danach in den Sehzellen sofort wieder auf, und die
Sehzellen sind nun wieder funktionstüchtig. Wenn aber bei _ _ _ _ _ _ _
Lichteinstrahlung mehr _ _ _ _ _ _ _ _ _ zerfällt als erneuert wird, bleiben die
Sehzellen vorübergehend _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Treten wir zum
Beispiel aus einem _ _ _ _ _ _ in einen _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Raum,
können wir zunächst nur _ _ _ _ _ sehen. Wir müssen uns erst an das
Dämmerlicht
gewöhnen.
Dabei
wird
die
________
besonders
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Gleichzeitig weitet sich die _ _ _ _ _ _ _ , so
daß viel Licht ins Auge eindringen kann. Solche Einstellung des Auges auf
unterschiedliche Lichtverhältnisse nennt man _ _ _ _ _ _ _ _ .
Die einzelnen Lichtreize werden erst im
______
zusammengesetzt.
das
Hier
„____________“
__________
außerdem so „zurechtgerückt“, daß wir die
Gegenstände unserer Umwelt
_________
wird
zu einem Bild
________
stehen sehen. Auch das
_ _ _ _ _ erfolgt mit Hilfe des Gehirns. Wir „sehen“ also
eigentlich mit dem _ _ _ _ _ _ .
Lederhaut | Sehpurpur | Regenbogenhaut | lichtempfindlich | innerste | Menge | hellen |
abgedunkelten | Nervenzellen | Gehirn | verkleinertes | Sehpurpur | Dämmerung | Sehen |
Zapfen | Netzhaut | Lederhaut | Pupille | 5MillionenZapfen | Gehirn | durchsichtige |
Fotoapparaten | verengt | Adaption | räumliche | Sehloch | 125MillionenStäbchen | Blende
| Erregungen | gallertartiger | funktionsuntüchtig | dreiSchichten | Augenhintergrund |
Netzhaut | Stäbchen | Helligkeitsunterschiede | starker | Lichtsinneszellen | kugelförmigen
| Nährstoffen | Aderhaut | Linse | Hornhaut | Muskeln | wenig | Blutgefässe | einfallenden
| Farbempfindungen | Pupille | automatisch | umgekehrtes | umgekehrteNetzhautbild |
Lichtes | erweitert | chemische | aufrecht | Netzhaut | Sehpurpur |
Das Auge
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Bau und Funktion der Netzhaut
Die Netzhaut ist der lichtempfindliche Teil des Auges. Im mikroskopischen Bild erkennt man,
dass sie aus drei Zellschichten besteht. Unmittelbar an den Pigmentzellen liegen die
Lichtsinneszellen, von denen es zwei Typen gibt.
Stäbchen sind lang und schlank und werden bereits durch schwaches
Licht gereizt. Sie ermöglichen Hell-Dunkel- und Dämmerungssehen.
Gedrungener und kürzer sind die Zapfen. Durch sie ist Farbensehen
möglich, jedoch benötigen sie zur Reizung weitaus mehr Licht als
Stäbchen.
In der Netzhaut hat es etwa 125 Mio. Stäbchen und 5 Millionen Zapfen.
Im Zentrum, dem Gelben Fleck, findet man ausschließlich eng
aneinander liegende Zapfen. Zu den Randbereichen der Netzhaut hin
nimmt die Häufigkeit der Zapfen ab und die
der Stäbchen zu. Die äußersten Bereiche
enthalten nur noch Stäbchen.
Trifft Licht auf Lichtsinneszellen, so werden
sie gereizt und senden Signale an die zweite
Zellschicht, die aus Schaltzellen besteht.
Diese übertragen Signale an die dritte
Schicht. In ihr liegen etwa eine Million
Nervenzellen, deren lange Fortsätze sich zum
Sehnerv vereinigen und elektrische Signale
zum Gehirn leiten. Jede Nervenzelle liefert
für ein wahrgenommenes Bild einen
Bildpunkt.
Während im Bereich des Gelben Flecks auf
jede Lichtsinneszelle eine Schaltzelle und
eine Nervenzelle kommt, sind in den
Randbereichen der Netzhaut bis zu 100
Lichtsinneszellen in Kontakt mit nur einer
Schaltzelle. Dadurch ist die
Lichtempfindlichkeit in Randbereichen der
Netzhaut höher als im Zentrum. Dagegen ist die Sehschärfe am Gelben Fleck besonders
hoch, weil jeder Lichtsinneszelle ein Bildpunkt entspricht.
Das Auge
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Sehnervenzellen
Das Auge
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Bau und Funktion der Netzhaut
 Beschreibe die Aufgaben der drei Zellschichten der Netzhaut.
 Mässig helle Sterne scheinen zu verschwinden, sobald man sie direkt ansieht. Schaut
man aber etwas an ihnen vorbei, werden sie sichtbar. Erkläre!
Das Auge
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Ein Sehtest
Material
Ziffernblatt, Rollmeter
Auftrag
Sehtest
1 Sucht euch einen geeigneten Arbeitsort. Er muss 5 m freie Distanz
gewährleisten.
2 Eines von euch stellt sich mit der Zifferntabelle in 5 m Entfernung auf.
3 Das andere versucht, die Zeilen von oben nach unten der Grösse
nach laut vorzulesen. Zuerst wird dabei das rechte Auge getestet,
dann das linke. Das andere Auge wird jeweilen verdeckt.
4 Füllt das Protokollblatt aus und tauscht anschliessend die Rollen.
5 Tragt eure Resultate im Protokollblatt ein.
Tipp: Wenn ihr auffällige Unterschiede bei eurer Sehfähigkeit
festgestellt habt, können wir das in einer Schlussrunde miteinander
besprechen.
Protokollblatt zum Sehtest
Name:_______________________________
Gelesene Zeile:
1
linkes Auge
rechtes Auge
4
4
2
3
5
5
5
5
4
6
6
5
6
5
6
5
6
7
6
6
Datum: __________________
Das Auge
Unterschrift des Partners:_______________
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Schutz der Augen
Bauteile des Auges
Funktion
Leiten den Schweiss an der Stirn nach der Seite ab
Augenlider
-
Entfernen Staubteilchen mit Hilfe von Tränenflussigkeit
Tränendrüse
Schützen das Auge und lösen das Schliessen der Lider aus, wenn
Fremdkörper auftreffen.
Schützt das Auge und gibt ihm die Form
-
Kleidet die Innenwand der Augenlider aus
Verbindet Augapfel und Augenlider
Regenbogenhaut (Iris)
Ermöglicht und reguliert den Durchtritt von Licht ins Auge.
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Das Auge
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Was unsere Augen leisten
Vielleicht hast du schon einmal durch eine Lupe schaut und dabei
beobachtet, wie verzerrt, vergrössert oder verdreht alles aussieht.
Die Lupe lenkt die Lichtstrahlen ab. Je stärker die Ablenkung umso
grösser die Brechkraft der Lupenlinse. Aufgrund der Lichtbrechung
können solche Linsen Lichtstrahlen in einem Punkt, dem
Brennpunkt, bündeln oder sammeln. Beim Spielen mit solchen Sammellinsen ist Vorsicht
geboten, denn im Brennpunkt kann es sehr heiss werden.
Hält man eine Lupe vor eine Lampe oder einen anderen
hellen Gegenstand und dann ein Blatt Papier im richtigen
Abstand auf er anderen Seite der Lupe, so kann man auf
dem Blatt ein verkleinertes, auf dem Kopf stehendes Abbild
der Lampe sehen.
Die Linse in unserem Auge ist ebenfalls eine Sammellinse. Sie projiziert ein Bild auf der
Netzhaut. Der Abstand zwischen Linse und Netzhaut kann sich jedoch nicht verändern. Zum
„Scharfstellen“ wird im Auge daher die Form der Linse und damit ihre Brechkraft verändert.
Das Bild auf der Netzhaut steht wie jedes von einer einfachen Sammellinse projizierte Bild
auf dem Kopf. Erst im Sehzentrum unseres Gehirns erden die Nervenimpulse so verarbeitet,
dass wir trotzdem nicht alles falsch herum sehen. Gleichzeitig werden die beiden sich leicht
unterscheidenden Bilder beider Augen dort so zusammengesetzt, dass ein räumlicher
Eindruck entsteht.
 Warum beeinflusst Schielen das räumliche Sehen?
Das Auge
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Kurzsichtigkeit – Weitsichtigkeit
Normales Auge
Beim normalen Auge fällt das Bild
genau (umgedreht) auf die
lichtempfindliche Netzhaut.
Weitsichtiges oder übersichtiges
Auge
Dieses Auge ist zu kurz gebaut. Das
Bild fällt hinter die Netzhaut. Es
entsteht auf der Netzhaut ein
unscharfes Bild. Mit einem sammelnden Brillenglas wird dies
korrigiert. Man nennt es auch
konvexes Brillenglas. Es bündelt die
Lichtstrahlen so, dass das Bild genau
auf die Netzhaut fällt.
Kurzsichtiges Auge
Dieses Auge ist zu lang gebaut. Das
Bild entsteht vor der Netzhaut. Es ist
für den Besitzer des Auges nur
unscharf zu sehen. Mit einem
zerstreuenden Brillenglas wird dieser
Sehfehler korrigiert. Es zerstreut die
Lichtstrahlen so, dass das Bild genau
auf die Netzhaut fällt.
Das Auge
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Sehfehler und ihre Korrektur
Nicht durch eine Brille zu beheben ist der graue Star. Bei dieser
Augenerkrankung trübt sich die Linse im Auge. Häufig muss sie dann
operativ entfernt und durch eine künstliche Linse ersetzt werden.
 Stelle in der Tabelle zusammen, wie sich verschiedene Sehfehler äussern,
woran das liegt und wie sie behandelt werden.
Fehler
Das Auge
Problem
Ursache
Behandlung
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Optische Täuschungen Schreibe den richtig auf!
Ich erkenne
Ich erkenne
Das Auge
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Optische Täuschungen - Zweideutigkeit
Das Auge
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Optische Täuschungen - parallel
Das Auge
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Optische Täuschungen
 Wähle eine optische Täuschung aus und versuche, sie möglichst exakt zu kopieren.
Das Auge
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Praktikum
 Nachweis des blinden Flecks
Durchführung: Halte die Abbildung mit ausgestreckten Armen vor deinen Augen. Schliesse
das linke Auge und schaue mit dem rechten den Kreis an. Nähere die Abbildung langsam
dem Auge. Wiederhole den Versuch mit dem anderen Auge. Schaue diesmal das Kreuz an.
Augabe:
a) Beschreibe kurz deine Beobachtungen und erläutere, warum es sich bei diesem
Versuch um einen Nachweis für den blinden Fleck handelt.
 Räumliches Sehen
Durchführung: Halte ein Buch mit dem Buchrücken direkt vor deine Nase. Betrachte es nur
mit dem rechten, nur mit dem linken oder mit beiden Augen zugleich. Halte das Buch nun ca.
10, 20 und 40 cm von deiner Nasenspitze entfernt und wiederhole jeweils deine
Beobachtungen.
Augabe:
a) Beschreibe deine Beobachtungen und vergleiche die drei Eindrücke (linkes, rechtes,
beide Augen). Wie wirkt sich die Entfernung des Buches auf das räumliche Sehen
aus?
 Bereich der Akkomodation
Material: Lineal mit mind. 20 cm Länge; Bleistift
Durchführung: Führt diesen Versuch zu zweit durch. Setzt das Lineal vorsichtig genau neben
dem Auge der Versuchsperson an. Haltet den Bleistift zunächst ans Ende des Lineals. Nähert
ihn jetzt langsam an das Auge der Versuchsperson.
Augabe:
a) Stelle fest, wie weit der Bleistift mindestens vom Auge enfernt sein muss, um ihn
scharf zu sehen.
Das Auge
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Praktikum
 Akkomodation
Durchführung: Setz dich ans Fenster und Lies den Text und führe die Dinge, die darin stehen
sofort aus .
Du liest diesen kleingeschrieben Text und dein
Auge muss sich ziemlich anstrengen.
Zum Glück besitzt es die Fähigkeit, die Linse so zu
verändern, dass es auch solche winzige Dinge wie
Buchstaben etc. noch scharf sehen kann.
Lass deinen Blick plötzlich durchs Fenster
schweifen und versuche etwas ganz weit Entferntes
zu erkenn (Baum, Haus, Turm, etc.)
Was passierte? Hast du sofort alles scharf
gesehen? Als du weitergelesen hast, hattest du
Schwierigkeiten?
Augabe:
a) Beschreibe deine Beobachtungen und erkläre sie.
 Nachbild
Durchführung: Schau für mindestens 30 Sekunden genau in die Mitte der linken Kreise.
Bewege nicht die Augen und verändere nicht den Abstand zum Blatt. Schaue dann genau auf
den kleinen Kreis rechts in der Abbildung
Augabe:
a) Beschreibe deine Beobachtungen und erkläre sie.
b)
Das Auge
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