Das Auge ist ein einzigartiges Objekt der Biophysik. Über die Möglichkeiten unserer Augen
Erinnern wir uns an die Schulfächer Biologie und Physik, dann berücksichtigt die Physik das menschliche Auge im Lehrplan merkwürdigerweise noch eingehender als die Biologie. Daher ist das menschliche Auge eher einer Wissenschaft wie der Biophysik zuzuordnen. Aber das ist außerhalb des Lehrplans.
Das Sehen ist also einer unserer Sinnessinne. Dank ihm können wir den umgebenden Raum wahrnehmen. Unser visuelles System nimmt das sichtbare Spektrum elektromagnetischer Strahlung wahr, also vereinfacht gesagt Licht. Es ist die Wahrnehmung von Licht, die es uns ermöglicht, verschiedene Farben und die Anordnung von Objekten im Raum in Form bestimmter Bilder zu sehen.
Wie nimmt das Auge Licht wahr?
Das visuelle System fungiert als eine Art visueller Analysator und umfasst eine Reihe verschiedener Organe und Nerven. Aber sie verbinden das visuelle System mit der Außenwelt des Auges. Es ist das Auge, das Licht wahrnimmt.
Das menschliche Auge kann mit einer Kamera verglichen werden. Die Hornhaut und die Linse fungieren als Linse, um das in das Auge einfallende Licht zu brechen und zu fokussieren. Und das Analogon der lichtempfindlichen Schicht ist die Netzhaut, die aus vielen Fotorezeptoren besteht: Zapfen und Stäbchen. Hier wird das Licht in Nervenimpulse umgewandelt, die dann ins Gehirn gelangen, wo das Bild des Gesehenen entsteht.
Zapfen und Stäbchen
Obwohl sowohl Stäbchen als auch Zapfen Licht wahrnehmen, sind die Funktionen dieser Photorezeptoren unterschiedlich. Stöcke sind in der Arbeit bei schwachem Licht in der Dämmerung enthalten. Visuelle Bilder sind farblos. Zapfen hingegen arbeiten tagsüber oder bei hellem Licht, sie sind für die Unterscheidung von Farben zuständig. Auch dank der Kegel erhalten wir ein klares Bild. Stöcke bestimmen neben unserer Anpassung an die Dunkelheit die Entfernung zum Objekt und die Bewegung von Objekten.
Der Unterschied zwischen menschlichem und tierischem Sehen
Im Gegensatz zu einem Tier sieht ein Mensch sowohl ferne als auch nahe Objekte deutlich und kann die kleinsten Farbschattierungen unterscheiden. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass Frauen viel mehr Farbnuancen unterscheiden als Männer.
Diese Klarheit der Wahrnehmung ergibt im menschlichen Auge einen "gelben Fleck", der bei Tieren fehlt. Es liegt im Zentrum, auf der optischen Achse und enthält nur Zapfen. Dadurch treten Lichtstrahlen in die minimal verzerrten Zapfen ein und passieren die Hornhaut und die Linse. Der Rest der Netzhaut ist mit Stäbchen gefüllt.
Binokulares, dreidimensionales Sehen
Eine Person hat binokulares Sehen, das ein stereoskopisches Bild ergibt. Binokulares Sehen wird durch das Vorhandensein von zwei Augen ermöglicht. Informationen werden zunächst von jedem Auge separat verarbeitet und dann bereits im Gehirn zu einem dreidimensionalen visuellen Bild synthetisiert. Die Sichtfelder des menschlichen Auges überschneiden sich, sodass Menschen die Entfernung und das Aussehen von Objekten besser bestimmen können als Tiere. Dieser stereoskopische Effekt gilt von 10 cm bis 100 m.