3 Das Fenster zur Welt – die Sinne

22
Reiz
Sinn
Wahrnehmung
(Beispiele)
Licht
Sehsinn
(Lichtsinn)
Helligkeit,
Farben
Schall
Gehörsinn
Töne,
Geräusche
Duftstoffe
(Gase)
Geruchssinn Düfte,
Gestank
Schmeckstoffe
(löslich)
Geschmacks- süß, sauer,
sinn
salzig,
bitter
Druck
Tastsinn
Oberflächen
Temperatur Temperatur- Wärme,
sinn
Kälte
Schwerkraft
Schweresinn Lage im
Raum
Schmerz
Schmerzsinn Hitze, Säure
Tab. 1 Jeder Sinn reagiert auf einen
bestimmten Reiz und erzeugt eine
Wahrnehmung.
A1 Versuche allgemein zu
beschreiben, was ein Reiz ist.
A2
Arbeitet zu zweit und beschreibt abwechselnd, wo die Orte
der Reizerkennung (Sinneszellen,
Sinnesorgane; siehe Tab. 1) liegen.
A3
Wieso schmeckt das Essen
so fade, wenn du Schnupfen hast?
A4
Warum riechen manche
festen Stoffe, z. B. Kaffeepulver,
andere wie Zucker oder Salz dagegen nicht?
3
Das Fenster zur Welt – die Sinne
3.1 Sinnesleistungen und
Informationsverarbeitung
Jedes Lebewesen, sogar der winzigste Einzeller, nimmt verschiedene Informationen aus seiner Umwelt auf. Dafür besitzt es zum Teil hoch entwickelte Organe, die Sinnesorgane.
Unsere Sinne
Ein Dasein ohne Sinne ist nicht vorstellbar. Als Sinne bezeichnet man die
Fähigkeiten zu sehen (S. 24), hören, riechen, schmecken, tasten, Temperatur zu spüren und nicht zuletzt unsere Lage im Raum und Schmerz
wahrzunehmen. Die Orte der Reizerkennung sind verschiedene Sorten
von Sinneszellen.
Jeder unserer Sinne spricht auf einen bestimmten Reiz an. Das Auge
verarbeitet Lichtreize, das Ohr Schallwellen, die Nase und die Zunge reagieren auf bestimmte Stoffe und der Tastsinn nimmt Druck wahr. Der
Temperatursinn bemerkt Temperaturänderungen, der Schmerzsinn reagiert auf viele verschiedene Einwirkungen von außen und innen und der
Gleichgewichtssinn informiert uns über Stellungs- und Richtungsänderungen unseres Körpers (Tab. 1).
Tastsinn und Temperatursinn
Tast- und Temperatursinn liegen in der Haut. Wir finden Tastkörperchen
und Temperatursensoren auf der gesamten Körperoberfläche verteilt; besonders häufig sind sie im Gesicht, an den Handflächen und Fußsohlen.
Für die Berührungsempfindlichkeit der Haut sind ebenfalls die Tastkörperchen zuständig (S. •••).
Geruchssinn und Geschmackssinn
Die Sinneszellen für die Grundgeschmacksrichtungen liegen auf der
Zunge: Dort schmecken wir salzig, sauer, süß und bitter (Abb. 1).
Zum Empfinden von feinen Aromen benötigen wir zusätzlich das Geruchsorgan. In der Nasenschleimhaut gibt es einen etwa daumennagelgroßen
Bezirk, in dem sich die Riechzellen befinden. Die Geruchsstoffe gelangen
beim Atmen dorthin (Abb. 2).
A5
Wie gelangen die Aromen
des Essens zu den Riechzellen
der Nasenschleimhaut?
Beschreibe ihren Weg mithilfe von
Abbildung 2!
bitter
sauer
V1 Probiert mit einem Partner/
einer Partnerin, ob ihr mit der
Zungenspitze „salzig“ und „süß“
schmecken könnt und versucht
es dann am Zungengrund. Verwendet Salz und Zuckerkristalle.
salzig
süß
Abb. 1 Geschmacksfelder der
Zunge
Abb. 2 Riechfeld in der Nasenschleimhaut
Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
23
ovales Fenster
Gehörknöchelchen
rundes
Fenster
Ohrmuschel
Bogengänge
Gehörgang
Hörnerv
Trommelfell
Außenohr
Zugang zum
Rachenraum
Mittelohr
(mit Luft gefüllt)
Schnecke
Innenohr
(mit Flüssigkeit gefüllt)
Abb. 3 Ohr und Gleichgewichtsorgan
Das Außenohr reicht von der trichterförmigen Ohrmuschel, die den
Schall auffängt, bis zum Trommelfell, das wie die Fensterscheibe zu zittern beginnt. Das Mittelohr verstärkt die Bewegungen des Trommelfells
über die Gehörknöchelchen und überträgt die Schwingung auf das ovale Fenster. Das knöcherne Innenohr enthält Flüssigkeit. Die Schwingung
der Innenohrflüssigkeit biegt winzige Sinneshärchen um; diese erzeugen
ein elektrisches Signal, das über den Hörnerv in das Gehirn weitergeleitet
und dort zu einem Höreindruck, einem Ton, verarbeitet wird.
Zum Innenohr gehört auch das Gleichgewichtsorgan mit den knöchernen,
flüssigkeitsgefüllten Bogengängen (Abb. 3). Die Sinneszellen in ihnen informieren uns über die Lage des Körpers im Raum.
Der Schmerz
Auch für den Schmerz gibt es einen Sinn, der aber nicht auf einen einzelnen Auslöser reagiert, sondern auf Hitze, Verletzungen und andere
schädliche Einflüsse. Der Schmerzsinn warnt uns vor Einwirkungen, die
unseren Körper schädigen.
Basiskonzept
Struktur und Funktion
Lebewesen sind an ihre Umwelt
angepasst. Dafür haben sie oftmals
spezielle „Baupläne“/Strukturen
entwickelt. Zwischen dem Aufbau
eines Organs oder Körperteils und
dessen Funktion gibt es immer
einen engen Zusammenhang (z. B.
Aufbau des Ohrs).
A6
Welche Teile des Ohrs (Außenohr, Mittelohr, Innenohr) sind
luftgefüllt, welche enthalten Flüssigkeit?
A7
Schall benötigt zur Ausbreitung ein Medium (Luft, Wasser).
An welcher Stelle im Ohr wechselt
die Schwingung das Medium?
Die Grenzen unserer Sinne
In unserer Umgebung sind neben den wahrnehmbaren Reizen noch viele
andere Einflüsse vorhanden, für die wir kein Sinnesorgan besitzen. Ein
Beispiel sind Magnetfelder, die uns verborgen bleiben. Einige Vögel dagegen können das Erdmagnetfeld wahrnehmen und sich mit dessen Hilfe
auf der Welt zurechtfinden.
Hi, wie geht's?
C
<
Gehörsinn und Gleichgewichtssinn
Wenn ein Flugzeug am Himmel die „Schallmauer“ durchbricht, kann es
passieren, dass durch den lauten Knall die Fensterscheiben zittern. Dies
zeigt uns, dass Schall beim Ausbreiten die Luftteilchen zum Schwingen
bringt.
1
Die Wahrnehmung und Verarbeitung der Sinneseindrücke geschieht im
Gehirn. Wird durch einen Tumor oder eine Gehirnblutung das Sehzentrum zerstört, ist ein Mensch blind, obwohl seine Augen funktionieren.
4 abc
7 abc
*
0
2 ab
c
3 abc
5 abc
6 abc
8 abc
9 abc
#
<
Elektromagnetische Wellen können wir ohne Hilfsmittel nicht wahrnehmen. Ein Handy kann diese Wellen über eine Antenne empfangen und in
Schallwellen oder lesbare Botschaften übersetzen (Abb. 4).
Abb. 4 Ein Mobiltelefon macht aus
elektromagnetischen Wellen wahrnehmbare Reize.
24
3.2 „Augen-Blick“ – der Sehsinn
Bereich des
räumlichen
Sehens
Willst du eine neue Umgebung erkunden, so benutzt du fast alle deine
Sinne zur Orientierung, vor allem jedoch deine Augen. Menschen sind
– ähnlich wie Menschenaffen – „Augentiere“; sie können gut räumlich
sehen, Entfernungen abschätzen und kleinste Bewegungen wahrnehmen.
Abb. 1 Die Sehfelder der beiden
Augen überlappen teilweise. In diesem Bereich ist räumliches Sehen
möglich.
oberer schräger
Augenmuskel
oberer gerader
Augenmuskel
Die Lage
Das Auge liegt gut geschützt in der Augenhöhle, die von sechs Knochen
des Schädels gebildet wird. Anders als bei Reptilien oder Vögeln liegen
unsere Augen nicht seitlich am Kopf, sondern nebeneinander, sodass wir
einen Großteil unserer Umgebung mit beiden Augen gleichzeitig sehen
können. Das hat den Vorteil, dass wir sehr gut räumlich sehen und Entfernungen recht genau einschätzen können (Abb. 1).
Der Bau
Das Auge ist eine innen lichtdurchlässige Kugel; von außen sieht man
nur den vorderen, von den Augenlidern umgrenzten Teil. Die Tränendrüsen sorgen für genügend Feuchtigkeit auf der empfindlichen Hornhaut;
beim Blinzeln wird die Flüssigkeit auf der Hornhaut verteilt (Abb. 3).
seitlicher gerader
Augenmuskel
Umlenkrolle
Das Innere des Augapfels, der Glaskörper, besteht aus einer
durchsichtigen Gallertmasse. Die weiße, derbe Lederhaut umhüllt das Auge. An der Außenseite der Lederhaut setzen die
Augenmuskeln (Abb. 2) an, die es uns ermöglichen, die Augen in der Augenhöhle kreisen zu lassen. Die Augenmuskeln beider Augen werden stets gleichsinnig bewegt. Beim
Schielen können die Muskeln eines Auges zu schwach sein;
man kann sie trainieren, indem man das gesunde Auge abdeckt.
unterer gerader
Augenmuskel
unterer schräger
Augenmuskel
Abb. 2 Die Augenmuskeln
Aderhaut
Tränendrüse
Tränennasengang
Gelber Fleck
Netzhaut
Iris
Tränenkanal
zur Nase
Abb. 3 Bau des Auges
Hornhaut
Pupille
Augenkammer
Linse
Glaskörper
Ziliarmuskel
Blinder Fleck
Lederhaut
Augenmuskel
Sehnerv
Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
Die innen auf der Lederhaut aufliegende mittlere Augenhaut oder Aderhaut versorgt das Auge mit Nährstoffen.
Die innerste Schicht ist die Netzhaut, die aus lichtempfindlichen Sinneszellen besteht. Diese reagieren auf Hell und Dunkel und verschiedene
Farben. Trifft ein Lichtstrahl auf, senden die Lichtsinneszellen elektrische
Signale durch den Sehnerv ans Gehirn, wo die Signale im Sehzentrum
verarbeitet werden.
Vorne am Augapfel geht die Lederhaut in die glasklare, gebogene Hornhaut über. Dahinter bildet die mittlere Augenhaut den Ziliarmuskel mit
den Aufhängefasern der Linse und die Regenbogenhaut (Iris); ihre kleinen Muskelfasern können das Loch in der Mitte der Iris, die Pupille, verändern. Vor zu viel Licht schützt sich die empfindliche Netzhaut durch
eine schlagartige Pupillenverengung; bei Dunkelheit erweitert sich die
Pupille maximal (Abb. 4).
Zwischen Linse und Hornhaut befindet sich die Augenkammer mit dem
Kammerwasser, das dafür sorgt, dass die Irismuskeln nicht an der Linse
kleben oder reiben.
Wahrnehmung
im Gehirn!
elektrische
Signale
Sonnenlicht
Sehnerv
zurückgeworfenes
Licht
scharfes Bild
auf der Netzhaut
durchsichtige
Hornhaut
Linse
V
1 Pupillenreaktion: Ein Klassenkamerad schließt die Augen
mehrere Sekunden lang, dann
blickt er in helles Licht. Beobachte
sein Auge.
Abb. 4 Pupillenreflex
A
1 Rasch ablaufende, von uns
nicht beeinflussbare Vorgänge wie
die Pupillenverengung nennt man
Reflex. Überlegt zu zweit oder
dritt, welche anderen Reflexe ihr
kennt, und sucht Gründe dafür,
warum sie sinnvoll sind. Sind sie
das immer?
A2
Was haben Lupe und die
Linse des Auges gemeinsam?
A3
Vergleicht verschiedene
Brillen: Wie sieht der Querschnitt
durch ein Glas aus? Welchen
Schliff haben Brillen für Kurzsichtige/Weitsichtige (S. 34)?
Abb. 5 Der Strahlengang am Auge und der Sehvorgang
Lichtstrahlen
Arbeitsweise des Auges
Sonnenlicht trifft auf eine Blüte und wird von ihr zurückgeworfen
– es ist so, als ginge von jedem Punkt der Blüte ein kleiner Lichtstrahl
aus (Abb. 5). Durch die gekrümmte Hornhaut und die Linse werden die
Lichtstrahlen gebündelt (Abb. 6), sodass genau auf der Netzhaut ein
scharfes, auf dem Kopf stehendes Bild entsteht.
Unscharfe Bilder entstehen, wenn der Augapfel nicht genau rund oder
die Hornhaut verkrümmt ist. Meist lassen sich diese Sehfehler mit Brillen
oder Kontaktlinsen ausgleichen.
Jede Sinneszelle, auf die ein Lichtpunkt fällt, gibt ein Signal weiter. Über
den Sehnerv werden diese vielen tausend Signale ins Gehirn übertragen.
Das Sehzentrum im Gehirn ist der Ort der optischen Wahrnehmung. Hier
werden die Signale verarbeitet, das Blütenbild wird um 180 Grad gedreht
und wir „sehen“ nun wieder ein aufrechtes Bild.
25
Lichtbündelung
Punkt
Abb. 6 Lichtbündelung
V
2 Lichtbündelung: Nimm eine
Lupe und fange Sonnenlicht oder
das Licht einer Taschenlampe
ein. Was kannst du beobachten,
wie schaffst du es, einen scharfen
Kreis auf dem Untergrund abzubilden?
26
3.3 Augen und Ohren sind besonders gefährdet
Die meisten unserer Sinne sind ständig im Einsatz. Die Augen schließen
wir nachts; dennoch sind sie unser stärkster Sinn – mit ihnen nehmen wir
den größten Teil an Informationen auf. Die Ohren arbeiten dagegen rund
um die Uhr. Diese hochempfindlichen Sinnesorgane sind jedoch verletzlich und brauchen besonderen Schutz.
Abb. 1 Schutz der Augen vor Funken
und Splittern
Abb. 2 Gefahrenzeichen für
„ätzend“
A1
Bei welchen Tätigkeiten ist
das Auge gefährdet? Findet zu
zweit oder dritt fünf gefährliche
Situationen und überlegt, wie man
jeweils die Augen schützen kann
(Abb. 1).
A2
Überlegt euch: Gab es schon
einmal eine Situation, in der eure
eigenen Augen oder die anderer
gefährdet waren? Was für eine
Situation war das, wie könnt ihr
dafür sorgen, dass dies nicht wieder geschieht? Diskutiert in der
Klasse darüber.
A3
Recherchiere den Begriff
„Schneeblindheit“. Wann kann
sie auftreten, wie wirkt sie sich
aus und was kann man tun, damit
man nicht „schneeblind“ wird?
Abb. 3 Gärtner mit Laubbläser und
Ohrenschützern
Schädigung und Schutz der Augen
Die Augen können schon äußerlich leicht verletzt werden; jeder Funke
(Abb. 1), jeder Glassplitter, jeder andere spitze Gegenstand, selbst der
eigene Fingernagel kann die Hornhaut verletzen. Hornhautverletzungen
sind schmerzhaft, denn jeder Lidschlag reizt die feinen, durch die Verletzung frei liegenden Nervenendigungen.
Das Auge kann auch einen Schlag abbekommen, bei einer Verbrennung
beschädigt oder durch Chemikalien verätzt werden.
Obwohl durch den Lidschlussreflex Verletzungen oft glimpflicher ablaufen als befürchtet, gelten folgende Regeln:
Bei jeder Verletzung der Augen so rasch wie möglich zum Augenarzt!
Bei Verbrennungen (z. B. Grillunfall) sofort mit kaltem, sauberem Wasser kühlen, bis der Rettungsdienst kommt!
Bei Verätzungen (z. B. ätzende Putzmittel) sofort mit klarem, möglichst
fließendem Wasser ausgiebig spülen! Bei Verätzungen gilt, dass es um
die möglichst rasche Verdünnung der ätzenden Substanz geht. Ist also
kein Leitungswasser zur Verfügung, spült man mit Mineralwasser;
selbst Blumenwasser oder abgekühlter Tee ist besser als nichts! Und:
Auch an mögliche Spritzer auf der Kleidung denken – am besten zieht
man sie aus.
Auch die Netzhaut im Inneren des Auges ist gefährdet, denn durch die
Pupille kann bei intensivem Sonnenlicht so viel Strahlung gelangen, dass
Netzhautschäden entstehen. Man muss sich also mit geeigneten Brillen
schützen. Das sind z. B. beim Skifahren Rundum-Schutzbrillen mit Belüftungssystem; bei offenen Brillen können an den Seiten noch bis zu 40 %
Strahlen eindringen und zu „Verblitzungen“ des Auges führen.
Niemals, wirklich niemals darf man mit ungeschützten Augen oder mit
den üblichen Sonnenbrillen in die Sonne sehen! Schon ein kurzer Blick
kann zu schweren Augenschäden bis hin zur Erblindung führen. Das gilt
noch mehr, wenn man durch ein Fernrohr sieht, da es die Wirkung von
Licht und Wärme verstärkt.
Schädigung und Schutz der Ohren
Die Ohren sind das Sinnesorgan, das uns am frühesten zur Verfügung
steht: Schon während des fünften Schwangerschaftsmonats erkennt das
heranwachsende Kind im Mutterleib die Stimme der Mutter.
Wir sind umgeben von – ja, wovon? Geräuschen? Lärm? Menschen
empfinden Lärm sehr unterschiedlich. Während der 13-Jährige den CDPlayer bis zum Anschlag aufdreht und dies als „genau richtig“ empfindet,
hält seine Mutter den Lärm für unerträglich, und dies hat nicht unbedingt
etwas mit ihren Musikvorlieben zu tun.
Wir können alle Geräusche als Lärm bezeichnen, die uns körperlich
schaden – selbst wenn wir sie gerne hören. Es kommt dabei auch auf die
Abb. 3 Sinneswahrnehmung, Verarbeitung, Reaktionen
Sinnesorgane von Tieren – und deren Störung
Jeder hat schon von den fantastischen körperlichen Leistungen gehört,
die Tiere vollbringen: Die 15 cm lange Wüstenmaus springt etwa so hoch,
wie der Weltrekord des Menschen beim Hochsprung ist (2,45 m), der
Pottwal kann 1.000 m tief tauchen. Aber auch bei den Sinnen sind manche Tiere rekordverdächtig: Der Mensch kann etwa 3 m weit riechen, der
Hund 3 km, manche Falter bis zu 10 km weit!
Wie sieht es bei den Sinnesorganen Auge und Ohr aus? Auch hier scheinen die Leistungen mancher Tiere überragend. Der Mensch kann noch
in einer Entfernung von etwa 800 m Objekte erkennen; er wird jedoch
beispielsweise von Greifvögeln um Längen geschlagen: Adler können bis
3,2 km, Falken sogar noch weiter sehen. Elefanten können Töne hören, die
für uns zu tief sind, Fledermäuse hingegen hören weit höhere Töne als wir.
Diese „Rekorde“ kommen schlicht dadurch zustande, dass die Entwicklung dieser Leistungen den jeweiligen Tieren Vorteile verschaffte: Ein
Vogel, der seine Beute noch aus sehr großer Höhe sieht, wird von ihr
nicht so rasch entdeckt, ein Wal, der tiefer tauchen kann als seine Nahrungskonkurrenten, erschließt sich neue Nahrungsquellen.
Womit Tiere in der Regel nicht gut zurechtkommen, sind Störungen ihrer
Sinnesorgane durch unsere technischen Entwicklungen. Beispielsweise sind Wale, Delfine und viele andere Meeresbewohner auf akustische
Kommunikation angewiesen, um sich zu orientieren, Futter zu finden
oder sich zu warnen. Die Meere sind jedoch heute nicht mehr still. Der
Lärm, den große Schiffe, Freizeitboote, Unterwassersonar usw. entwickeln, ist in seinen Auswirkungen auf die Tierwelt des Meeres noch nicht
vollständig erforscht. Aber wir wissen, dass er beträchtliche negative Auswirkungen hat.
Tiere wie Zugvögel, die häufig nachts ziehen, werden durch Licht gestört.
Sie werden einerseits bei schlechtem Wetter durch Licht angezogen, was
dazu führen kann, dass ein Vogelschwarm in dem Lichtdom, der sich bei
Nebel über einer Großstadt bildet, gefangen bleibt und so lange darin
herumirrt, bis die Vögel im Extremfall erschöpft zu Boden stürzen. Andererseits entstehen Schreckreaktionen, wenn sie in eine starke Lichtquelle
(z. B. Scheinwerfer von Leuchttürmen) fliegen.
27
Zerstörung
des
Innenohrs
Schädigung
des
Innenohrs
130
120
110
95
90
80
70
60
50
40
30
20
vegetative
Störungen,
Puls, Blutdruck
Lärm hat vielfältige negative Auswirkungen. Schon andauernde 55, 60 db
führen zu Schlafstörungen und Stressreaktionen. Bluthochdruck und andere gesundheitliche Beeinträchtigungen können die Folge sein. Ab ca. 90 db
treten Schäden am Innenohr auf. Dabei ist Lärm um so gefährlicher, je
dichter am Ohr er stattfindet und je länger er andauert. Ein MP3-Player,
der von 12- bis 16-Jährigen durchschnittlich auf 95 db Lautstärke eingestellt wird, schädigt das Ohr um so mehr, je weiter die Kopfhörer ins Ohr
eindringen. Und die Schäden sind weitaus größer als bei demjenigen, an
dem ein Motorrad ohne Schalldämpfer (ca. 100 db) vorbeifährt. Der eine
hat vielleicht ein paar Minuten Ohrenschmerzen – beim anderen entstehen, wenn er den MP3-Player häufig benutzt, dauerhafte Hörschäden.
Schlaf- und
Konzentrationsstörungen
Dauer und die Lautstärke an. Nur fünf Minuten in einer Diskothek (bei
110 Dezibel, db, Tab. 1) entsprechen der Lärmdosis eines Arbeiters, der
40 Stunden pro Woche bei 85 Dezibel arbeitet. Tabelle 1 zeigt die Lautstärke einiger Geräusche. Dabei ist zu beachten, dass eine Erhöhung der
Dezibel-Angabe um 10 etwa einer Verdopplung der Lautstärke entspricht.
Lautstärke
db
Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
naher Überschallknall
Disco-Lautsprecher in 2 m Entfernung
Düsenflugzeug im Landeanflug
durchschnittliche MP3-Lautstärke
stark befahrene Autobahn
Straßenverkehr mit LKW
Straßenverkehr ohne LKW
laute Unterhaltung
normale Unterhaltung
leises Gespräch
Flüstern
Blätterrauschen
Tab. 1 Lautstärken im Vergleich
A4
Recherchiert in Gruppen,
was der Begriff „Tinnitus“ bedeutet. Wie bekommt man das und
was kann man dagegen tun?
A5
Versucht einmal, im Klassenzimmer wirklich ganz still
zu sein. Was hört ihr jetzt noch?
Könntet ihr diese Geräusche auch
noch abstellen? Wie laut sind sie?
Ein Mikrofon und ein passendes
Aufnahmegerät mit einem Pegelmesser leisten gute Dienste: Man
erkennt am Ausschlag, wie laut
ein Geräusch ist.
A6
Ist dieser Lärm wirklich
nötig (Abb. 3)? Überlege, wo es
in deiner Umgebung unnötigen
Lärm gibt und wie man ihn vermeiden könnte. Tauscht eure
Überlegungen in der Klasse aus.
A
7 Wie gut hörst du? Gib im Internet das Suchwort „earaction“ ein
und führe einen Hörtest durch. Bist
du mit deinem Ergebnis zufrieden?
A8
Sucht nach weiteren „Rekordleistungen“ von Tieren und
überlegt, warum sie in der Entwicklung der jeweiligen Tierart
von Vorteil waren.
A9
Findet andere Beispiele dafür, dass die Auswirkungen technischer Entwicklungen die Sinne
von Tieren empfindlich stören.
30
Praktikum
Material:
Duftöl oder Parfüm oder Turnschuh
Versuch zum Geruchssinn
Durchführung:
Beobachte und notiere deine Wahrnehmungsunterschiede bei
1. Mundatmung und zugehaltener Nase (Abb. 1);
2. angehaltenem Atem;
3. tiefem Einatmen.
Fragestellung: Unter welchen Umständen riechst du am meisten? Erkläre!
Versuch zum Geschmacks- bzw. Geruchssinn
Abb. 1 Nase zu und durch den Mund
atmen – was riechst du?
Material:
Obst und Gemüse (Apfel, Birne,
Zwiebel, Karotte, Sellerie, Gurke,
Tomate, Kartoffel, Melone, …), in
würfelige Stücke geschnitten.
Durchführung:
Einem Mitschüler werden die Augen verbunden. Die Nase hält er sich
selbst zu. Er bekommt die verschiedenen Lebensmittelproben nacheinander in den Mund gesteckt und beurteilt, um was es sich handelt. Danach darf er dieselben Nahrungsmittel mit verbundenen Augen, aber mit
„freier“ Nase versuchen.
Protokoll: Notiert in einer vorbereiteten Tabelle, ob die Versuchsperson
das Lebensmittel erkennt (+) oder nicht erkennt (–).
Erklärt eure Ergebnisse.
Material:
Wecker, Tuch zum Verbinden der
Augen
Versuch zum Richtungshören
Durchführung:
Ein tickender Wecker wird in 5 m Abstand um einen Schüler mit verbundenen Augen herumgereicht. Er soll mit dem Finger die Richtung zeigen,
aus der das Geräusch kommt. Führt denselben Versuch durch, wenn sich
der Schüler zusätzlich ein Ohr mit einem Finger zuhält.
Fragestellung: Erkläre, warum man zum Richtungshören zwei Ohren
braucht.
Versuch zum räumlichen Sehen
Abb. 2 Versuchsmaterial zum
räumlichen Sehen
Material:
Flasche, Stift (Abb. 2)
Durchführung:
Schließe ein Auge, nimm einen Bleistift in die Hand und führe ihn in die
Öffnung der Flasche ein.
Wiederhole den Versuch beidäugig.
Fragestellung: Warum triffst du die Flaschenöffnung nicht, wenn du nur
ein Auge zur Verfügung hast? Wofür braucht man das zweite Auge?
Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
Abb. 3 Wie viele Fische?
Wir machen den „Blinden Fleck“ dingfest
Was du wissen musst: Der Blinde Fleck ist die Stelle der Netzhaut, an
welcher der Sehnerv das Auge verlässt (Abb. 4, vgl. Abb. 3 auf S. 24). Hier
fehlen Sinneszellen. Da die Blinden Flecken unserer beiden Augen an unterschiedlichen Stellen sind, stören sie beim Sehen normalerweise nicht.
Durchführung:
Schließe das linke Auge und fixiere den gelben Fisch mit dem rechten.
Du darfst das Auge nicht bewegen!
Führe nun das Buch näher zu den Augen, bis zu einer Entfernung, in welcher der grüne Fisch rechts verschwindet.
Erklärung: Das Bild des rechten Fisches landet auf der Stelle der Netzhaut, an der die Sinneszellen fehlen (Eintritt des Sehnervs).
Das Aquarium dagegen wird auf die restliche Netzhaut abgebildet, es
bleibt sichtbar.
Die Wahrnehmung täuscht …
Durchführung:
Um festzustellen, ob die Linien gerade, rechtwinklig bzw. parallel sind,
kannst du mit dem Geodreieck nachmessen.
Erklärung: Unser Gehirn lässt sich von den anderen Linien täuschen,
welche die fraglichen Formen schneiden.
Abb. 5 Was für Formen sind abgebildet?
Abb. 4 So sieht der Augenarzt den
Augenhintergrund. An der Eintrittsstelle des Sehnervs fehlen Sinneszellen, daher der Name „Blinder
Fleck“.
Material:
Geodreieck
31
32
Knobelecke
1. Überlege dir, welche Sinne du besonders nötig brauchst:
• beim Papierfliegerbasteln;
• beim Streicheln eines Hundes;
• beim Radfahren;
• beim Fernsehen;
• beim Trinken von heißem Tee.
2. Welcher Sinn dient dazu, die Lage des Körpers im Raum zu fühlen? Wo
liegt dieser Sinn?
3. Warum verstopft unsere Nase, wenn wir weinen? (Abb. 3, S. 24)
4. Warum können Menschen besser räumlich sehen als Eidechsen (Abb. 1)?
5. Wir blinzeln etwa 20-mal in der Minute. Wozu dient der ständige Lidschlag?
6. An gebogenen Flächen durchsichtiger Materialien ändert das Licht seine
Richtung. Wo im Auge sind solche lichtbrechenden Flächen? Zähle sie
auf und nimm Abbildung 3 auf Seite 24 zu Hilfe.
7. Durch welchen Teil des Auges kann die Brechung des Lichts verändert
werden?
Abb. 1 Gesichtsfeld eines Reptils
8. Wie können sehbehinderte Menschen selbstständig leben? Überlege
dir fünf Hilfsmittel bzw. Hilfseinrichtungen (Abb. 2)! Welche Sinne sind
als Ersatz für den Sehsinn besonders notwendig?
WORTVERDR HER
Der Sehvorgang: Der LSTRLAHICHT, der von einer Blüte ausgeht, wird
von der HAUTHORN und der SELIN so gebündelt, dass er im gesunden
Auge genau auf der HAUNTETZ ein scharfes Bild ergibt, das auf dem
Kopf steht. Die NESSINLENZEL, die vom Licht berührt werden, geben
Signale. Im HIRNGE entsteht ein aufrechtes Bild der Blüte.
9. Was siehst du in den Abbildungen 3 – 6? Warum erfassen wir die Bilder
nicht sofort?
Abb. 2 Unterstützung für
Sehbehinderte
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6
Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
33
10. Wie tauschen sich gehörlose Menschen untereinander aus?
11. Welcher Sinn ersetzt den fehlenden Gehörsinn?
12. Welche Verständigungsmethoden könntest du mit einem Gehörlosen
verwenden?
13. Wie kannst du dich ohne Sprache lautlos mit Klassenkameraden
verständigen?
14. Sucht z. B. im Internet eine Anleitung für das Fingeralphabet
der Gebärdensprache (s. unten). Versucht in Gruppen, euch
kurze, einfache Nachrichten mitzuteilen.
Beobachtet euch:
• Welche Dinge erfahrt ihr nur über das Hören?
• Welche Nachteile hat die Zeichensprache?
15. Ein weiterer wichtiger Teil der Gebärdensprache sind sogenannte
Wortzeichen, also ein Zeichen für ein Wort (Abb. 7).
Warum ist es vorteilhaft, sich mit Wortzeichen zu unterhalten?
Was ist ein Nachteil?
Abb. 7 Gehörlose unterhalten sich in
der Gebärdensprache.
16. Wie ist die Gebärdensprache aufgebaut, was unterscheidet sie von
dem abgebildeten Beispiel (Abb. 8) für ein erfundenes Fingeralphabet?
17. Wann sprecht ihr mit den Händen?
18. Es gibt Menschen, denen der Schmerzsinn von Geburt an fehlt.
Welche Gründe könnte es haben, dass diese Menschen eine geringe
Lebenserwartung haben?
Suche im Internet (Internet-Recherche)
Wenn du im Internet Informationen zu einem bestimmten Begriff finden
möchtest, so kannst du eine „Suchmaschine“ benützen. Das sind Programme, die rund um die Uhr im Internet Webseiten aufspüren und eine
Art Stichwortverzeichnis für alle gefundenen Seiten anlegen.
Willst du z. B. mehr über die Gebärdensprache oder das Fingeralphabet
wissen, so lässt du in einer der gängigen Suchmaschinen nach diesen Begriffen suchen. Wenn du dort das Stichwort „Gebärdensprache“ eingibst,
werden mehr als 100.000 Dokumente gefunden. Das sind natürlich viel
zu viele, um darin herumzustöbern. Du kannst die Suche einschränken,
wenn du als zusätzliches Stichwort „Fingeralphabet“ angibst. Dann zeigt
dir die Suchmaschine deutlich weniger Dokumente an.
Abb. 8 „Gebärdensprache“, die
geschriebene Buchstaben nachahmt
Eingegebene
Stichwörter
Gebärdensprache
Anzahl der
gefundenen
Dokumente
139.000
Fingeralphabet
6.330
Je nachdem, was für Stichwörter du eingibst, werden also unterschiedlich
viele Dokumente angezeigt.
Fingeralphabet
Gebärdensprache
1.690
Jetzt kannst du in den Dokumenten nach Informationen suchen, die dich
interessieren; zum Beispiel stößt du schnell auf ein Dokument, das dir
das ganze Fingeralphabet mit Abbildungen zeigt.
Fingeralphabet
Gebärdensprache
Gehörlose
1.020
Deutsches
Fingeralphabet
Gebärdensprache
Gehörlose
173
Verfahre bei jeder Internet-Recherche auf die gleiche Weise. Überlege
dir Stichwörter, welche die Suche einengen können. Du kannst auch in
einem Lexikon nachschlagen, was für ergänzende Begriffe in Frage kommen.
Tab. 1 Beispiel für ein Suchergebnis
34
Ausflug in Nachbarreviere
Das Auge ist ähnlich aufgebaut wie ein Fotoapparat: Zuerst muss das
Licht durch die Iris und den Augapfel (in etwa: das Objektiv), dann trifft
es auf die Netzhaut, eine lichtempfindliche Schicht [in etwa: (Farb-)Film].
Beim Fotoapparat müssen die Einstellungen am Objektiv verändert werden, wenn unterschiedlich weit entfernte Dinge scharf eingestellt werden
sollen. Beim Auge geht das automatisch. Wenn diese Automatik nicht gut
funktioniert, hat man eine „Fehlsichtigkeit“ und braucht eine Brille.
Brillen – historisch gesehen
Abb. 1 Frühere Brillenformen
A1
Wir können die ersten Sehhilfen auf das 13. Jahrhundert datieren, genauer: um 1270. Man schliff Bergkristalle so, dass sie den Text vergrößerten, und nannte das Lesestein. Manchmal verwendete man auch einen
Schmuckstein namens Beryll, der in reinem Zustand glasklar und farblos
ist. Daher kommt unser Wort „Brille“.
A2
Um 1300 wurden in Venedig zunächst Linsen auf Stielen hergestellt; später verband man zwei dieser Linsen. Sie wurden auf die Nase geklemmt.
Das zwickte ganz schön – man trug einen „Zwicker“. Schließlich kam das
im Prinzip heute noch verwendete Modell auf: Bügelbrillen mit der Halterung am Ohr.
Schau dir Abbildung 5 mit
dem Strahlengang beim menschlichen Auge (S. 25) noch einmal
an. Befindet sich im Auge eine
Konvex- oder eine Konkavlinse?
Die Ursache für Kurzsichtigkeit ist meist ein zu langer
Augapfel. Das scharfe Abbild von
entfernten Gegenständen entsteht
dadurch bereits vor der Netzhaut.
Welche Linse hilft? Warum? Wie
ist das bei Weitsichtigkeit?
Wölblinse = Konvexlinse
Die Gläser für Brillen sind – je nach Fehlsichtigkeit – Sammel- oder
Streulinsen. Sammellinsen sind Wölb- oder Konvexlinsen. Sie führen die
Lichtstrahlen hinter der Linse zusammen. Bei Streulinsen (Hohllinsen),
auch Konkavlinsen genannt, gehen die Lichtstrahlen auseinander.
Hohllinse = Konkavlinse
Abb. 2 Konvex- und Konkavlinse
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Aus was für einer Linse besteht eine Lupe? Warum? Kennst
du weitere Verwendungszwecke
für Linsen?
Zum Licht gehört der Schatten.
Wo Licht ist, ist auch Schatten – ein Sprichwort, das wir eindrucksvoll bestätigt finden, wenn wir eine Sonnen- oder Mondfinsternis erleben. Was
geschieht dabei? Nehmen wir eine Mondfinsternis als Beispiel. Der Mond
wird normalerweise von der Sonne angestrahlt, ebenso wie die Erde.
Auf der jeweils von der Sonne abgewandten Seite gibt es den Bereich
des „Mondschattens“ (bzw. des „Erdschattens“), in dem man die Sonne
nicht sehen kann. Da der Mond sich um die Erde und diese sich um die
Sonne dreht, kann es passieren, dass die Erde sich zwischen Sonne und
Mond schiebt. Der Erdschatten wandert über den Mond und verfinstert
ihn ganz oder teilweise. Wenn der Erdschatten den Mond vollständig abdeckt, sprechen wir von einer totalen Mondfinsternis.
Bei einer Sonnenfinsternis schiebt sich der Mond zwischen Erde und
Sonne und „verstellt“ uns den Blick auf die Sonne.
Abb. 3 Mondfinsternis
In früheren Zeiten waren Mond- und Sonnenfinsternisse Aufsehen erregende und unheimliche Ereignisse, weil die Menschen nicht wussten, wie
sie zustande kamen. Insbesondere Sonnenfinsternisse, bei denen sich
Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
am helllichten Tag der Himmel verdunkelt, führten zu großen Ängsten
und finsteren Prophezeiungen. Auch wenn wir heute die Erklärung kennen – ein Erlebnis sind diese Ereignisse dennoch, und manche Menschen
reisen weit, um eine totale Sonnenfinsternis mitzuerleben.
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Informiere dich über den
Zeitpunkt der nächsten partiellen
oder totalen Mondfinsternis an
deinem Wohnort und schau sie dir
nach Möglichkeit an.
Was wir hören – die Tonhöhe
Schau dir eine Stimmgabel, die du aus dem Musikunterricht kennst, einmal genauer an. Es steht „440 Hz“ darauf – was bedeutet das? Mit der
Einheit Hertz (= Hz) wird die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde
gemessen. Die Einheit ist nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz
(1857–1894) benannt. Die Zinken einer Stimmgabel bewegen sich also
pro Sekunde 440-mal hin und her. Je mehr Schwingungen, desto höher
klingt der Ton; je weniger, desto tiefer.
Unser Ohr kann nicht alle Tonhöhen wahrnehmen. Sowohl nach oben als
auch nach unten hat es Grenzen. Unser menschliches Gehör nimmt Töne
erst ab 20 Hz wahr. Kinder hören noch bedeutend höhere Töne als ältere
Menschen: Während ein Kind noch bis 21.000 Hz hören kann, schafft ein
35-Jähriger nur noch ca. 15.000 Hz und ein Greis sogar nur noch bis
5.000 Hz.
Viele Tiere hören weitaus höhere Töne als wir – zum Beispiel Ratten bis
100.000 Hz, Hunde bis 135.000 Hz, Delfine und Fledermäuse bis 200.000 Hz.
Abb. 4 Eine Stimmgabel schwingt.
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Die Lautsprecherboxen von
Stereoanlagen sind unterschiedlich „ausgelegt“, das heißt, sie
betonen bestimmte Tonhöhenbereiche stärker oder weniger stark.
Was für Boxen sollten sich deine
Großeltern zulegen?
Die nächsthöhere Einheit lautet übrigens 1 kHz (Kilohertz) = 1.000 Hertz.
Mit Schwingungen kannst du leicht experimentieren – du brauchst nur
einen Gummi, um ein einfaches Saiteninstrument zu erzeugen. Halte den
Gummi wie in Abbildung 5 gezeigt. Was hörst du, wenn du an dem Gummi zupfst? Was siehst du? Spann den Gummi stärker und probiere aus,
was du nun beim Zupfen hörst und siehst. Nimm den Gummi mit Daumen und Zeigefinger beider Hände und benutze zum Zupfen einen der
anderen Finger (am besten den Fingernagel). Spiel ein bisschen!
Wir erzeugen Schall durch Sprechen oder Singen
Menschen verfügen über einen Sprechapparat, der viele Möglichkeiten
hat, Tonhöhen und Laute zu verändern. Luft aus unseren Lungen streicht
im Kehlkopf an den Stimmbändern vorbei und bringt sie zum Schwingen.
Diese Schwingungen kannst du bei manchen Buchstaben besonders gut
fühlen: Sprich einmal ein „m“ und halte es eine Weile. Halte zwei Finger
an den Kehlkopf oder die Lippen – du kannst die Schwingung deutlich
fühlen. Wenn du vorsichtig ein wenig Druck auf den Kehlkopf ausübst,
hörst und spürst du vermutlich schnell einen Unterschied. Mit Rachen-,
Nasen- und Mundraum sowie mit Zunge und Lippen variieren wir die
Buchstaben.
Im Englischunterricht wirst du stimmhafte und stimmlose Laute kennenlernen. Im Deutschen kennen wir das auch: Ein stimmloses „s“
sprichst du zum Beispiel in „los“. Willst du ein stimmhaftes „s“ sprechen,
so probier’s mit „Sonne“. Wenn du das „s“ ein wenig länger sprichst als
üblich und vielleicht ein wenig experimentierst, schließlich am Kehlkopf
die Schwingung fühlst – dann sprichst du es stimmhaft.
Abb. 5 Ein einfaches Saiteninstrument
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Probier einmal ein wenig
aus: Wie sprichst du ein „m“?
Wie ein „t“? Wie ein „l“? Was tun
insbesondere Zunge und Lippen
dabei?
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In der Pubertät verändern
sich die Stimmbänder. Die Stimmen besonders der Jungen werden tiefer – was passiert mit den
Stimmbändern? Finde es heraus!
Lust auf mehr?
Gib die unterstrichenen Begriffe
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und lies weiter …