Strahlenverlauf Auge

Hallo,

klar hab ich eine Idee.
Erster Tip Wikipedia. http://de.wikipedia.org/wiki/Optische_Abbildung
Stell Dir bei der ersten Abbildung mal vor, das Objekt ist Dein PC, eine Kerze, was auch immer. Die Linse stellt jetzt Dein Auge dar. (Die Brennweite des Auge hängt übrigens auch von der Entfernung ab, in der das Objekt steht.)

Beim rechtsichtigen Auge liegt das Bild genau auf der Netzhaut, beim kurzsichtigen entsteht das Bild vor der Netzhaut im Auge und beim übersichtigen Auge (so heisst es richtig) entsteht das Bild hinter der Netzhaut. Das übersichtige Auge kann allerdings akkommodieren und erhöht so seinen Brechwert, so dass das Bild bei geringen Fehlsichtigkeiten wieder auf der Netzhaut entsteht.

Das Licht auf Deinen Abbildungen ist ja auch idealisiert. Es fällt ja nicht nur in dem Bündel ein wie abgebildet, sondern aus allen Richtungen. Dadurch gelangt in vielen Richtungen Licht ins Auge.
Außerdem kann sich das Auge gegen zu hohen Lichteinfall schützen. Zum einen durch das engerstellen der Pupille, zum anderen durch den Zerfall von lichtempfindlichen Substanzen in der Netzhaut. Der Zerfall geht relativ schnell (daher ist man nur kurz geblendet), der Aufbau dieser Substanzen dauert länger (daher die langsame Gewönung an die Dunkelheit).

Wenn Du noch Fragen hast, nur zu. Das geht zwar schon weit über die Schulphysik (ich hatte Physik als Leistungskurs im Abitur) hinaus, ist aber alles noch einfacher Berufsschulstoff der Augenoptiker.

Gruß Lucccy

Ich hab nochmal gegoogelt...
Das Bild hab ich von folgendem Link http://www.mikroskopie.de/kurse/strahlen.htm

Wenn Du also in unendlicher Entfernung einen Baum siehst, sind quasi die gelben Strahlen von der Baumspitze, die roten Strahlen vom unteren Teil des Baumes. Strahlen, die aus unendlicher Entfernung kommen, verlaufen nämlich parallel. (In der Optik gilt das so ab 5 Metern.)
Die parallelen Strahlen aus dem Unendlichen werden dann vom Auge (starke Pluslinse) alle zur Brennebene gebrochen. Bei den roten Strahlen ist Dir die Konstruktion sicher klar und führt, da es achsparallele Strahlen sind direkt zum Brennpunkt.
Die gelben Strahlen erkläre ich Dir bei Bedarf gerne. Als Schlagwort schmeisse ich hier schonmal Hauptpunktstrahl, im Link wird er Zentralstrahl genannt.

Gruß Lucccy

Hallo Luccy,

schön, daß Du noch alle Zeichnungenparat hast, ich mußte schon tief tauchen, als mir der gute Linsenmeister in seinem eigenen Forum die gleiche Frage stellte.
Deine Zeichnung ist besser!

Hallo,

danke für das Kompliment Eberhard, aber wie schon geschrieben, hatte ich auch kein Zeichnung parat, sondern nur Google zur Hilfe.

Gruß Lucccy

Also, nach den Infos, die ihr mir gegeben habt, habe ich mal ein paar Bilderchen konstruiert. Die Verhältnisse stimmen nicht ganz, z.B. wo der Brennpunkt liegt oder wie groß das Abgebildete Bild ist. Aber das hat ja nicht mit dem Thema zu tun.

Ich fasse zusammen

Die erste und zweite Abbildung sind richtig, die dritte falsch!?

Aber das dritte Bild ist doch in so vielen Fachbüchern (Das Auge, Jörg Trotter, Auge - Brille - Refraktion von Lachenmayr, um nur einige zu nennen.) Vielleicht bin ich gerade ein bisschen begriffstutzig... Bitte klärt mich auf.

Lg,

Merlin

Hallo,

die Frage bei Deinen Bildern ist immer
wo liegt das Objekt?
welches Refraktionsdefizit hat das Auge?
welchen Akkommodationserfolg hat der Auge?

Bild eins Gegenstand im Endlichen vor dem Auge, Auge hat auf den Gegenstand akkommodiert
Bild zwei gleiche Situation nur mit "vernünftigen" Konstruktionsstrahlen

Dein drittes Bild ist auch richtig wenn ich ein hyperopes Auge darstellen will oder ein rechtsichtiges Auge, dass nicht akkommodiert und einen Gegenstand in der Nähe betrachtet...

Ein Tip im Online-Kurs Augenoptik stelle Deine Objekte immer auf die optische Achse. Dann kannst Du Deine Zeichnungen mit Konstruktionsstrahlen machen und sie sind vergleichbar.
Das Problem an Deinen Zeichnungen ist übrigens, dass sie alle ein Objekt im Endlichen vor dem Auge haben. Du müsstest Dich erstmal mit den Objekten im Unendlichen beschäftigen, also mit parallel einfallenden Strahlen. Ich verweise Dich nochmal an die von mir gefundene Zeichnung die grüne Linie ist die Netzhaut, auf der sich beim rechtsichtigen, akkommodationslosen Auge auch der Brennpunkt befindet.

Gruß Lucccy

Hallo Luccy,

es geht mir nicht ums Bild, und wie die Strahlen in welcher Entfernung gebrochen werden. Es geht mir nur darum, ob es richtig ist, dass der Brennpunkt auf der Netzhaut und nicht im Glaskörper entsteht. Ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass (egal ob Objekt nah oder fern) alle Strahlen sich zu einem Brennpunkt auf der Netzhaut sammeln. Bitte erkläre mir, ob das Bild nun umgedreht oder als einziger Punkt abgebildet wird. (Verbrennt nicht die Netzhaut bei einem Brennpunkt?)

Liebe Grüße,

Merlin

Hallo Merlin,

Du stellst Dir fälschlicherweise vor, daß von allen Dingen , die wir sehen, nur ein winziger Brennpunkt abgebildet wird. Das ist definitiv falsch.
Luccy hat Dir schon geschrieben, daß von allen Dingen im Raum vor den Augen letztendlich Strahlen von jedem Punkt des Dinges kommen.
Zeichnungen können nur ein Strahlenbündel zeigen, und man nimmt den Fußpunkt und konstruiert den Strahlenverlauf und dann nimmt man die Spitze und konstruiert wieder den Strahlenverlauf, wie Du das in etwa in Deiner 2. Zeichnung gemacht hast.

Wenn parallele Lichtstrahlen gezeichnet werden, kommen sie von einem Punkt im Unendlichen, alle schräg ins gezeichnete Auge einfallende Strahlen kommen von endliche Dingen.

Ich hoffe, das war nicht zu kompliziert.

Ich meinte nicht, dass ALLES, also alle objekte, die wir sehen als Brennpunkt abgebildet werden. Ich dachte anfangs, dass das das Buch so meinte. Aber jetzt habe ich es verstanden. Je weiter ein Objekt entfernt ist, umso paralleler verlaufen seine Strahlen. Und diese Parallelstrahlen werden dann zu einem Punkt zusammengebüdelt.

Ich war gerade im Augenzentrum Maus in Köln zur einem Vortrag über LASIK (kommt für mich sowieso nicht in Frage wegen Schulmyopie). Und da hat man mir gesagt, dass die Parallel einfallenden Strahlen sicher nicht zu einem Brennpunkt zusammenlaufen, sondern (natürlich) ein umgedrehtes Bild entsteht. Hab ich doch gesagt.;)

Danke für eure Geduld mit mir,

Merlin

Hallo nochmal,

einen Zusatz will ich noch loswerden für ein scharfes Bild von Gegenständern im Unendlichen liegt der Brennpunkt auf der Netzhaut. Für ein scharfes Bild vpn Gegenständen dichter am Auge liegt der Augenbrennpunkt vor der Netzhaut, wie auf Deiner zweiten Zeichnung zu erkennen ist.

Gruß Lucccy

Moment, wir reden davon, dass von einem Punkt im Unendlichen Parallelstrahlen einfallen und dann wieder zu einem Punkt (Brennpunkt) gebündelt werden. Wir reden nicht von einem Gegenstand. Für ein Bild von Gegeständen die nahe am Auge liegen, muss jeder Punkt (es gibt unendlich viele Punkte) auch als Brennpunkt dargestellt werden. Das ganze Bild jedoch wird umgedreht dargestellt, d. h. der Brennpunkt liegt vor der Netzhaut.

Merlin

Hallo Merlin,

gebe es bitte auf. Es ist für Dich sicher zu kompliziert. Du bist nunmal kein Optiker (noch nicht) und wenn Du irgendwann Lust auf eine Optiklehre hast, ist es noch früh genug, sich mit Strahlenverläufen rumzuschlagen.
Sei bitte nicht böse, aber ich halte mich jetzt raus. Wenn Luccy weiterhin Lust hat, meinetwegen.

Hallo Merlin,

Du solltest Brennpunkt und Bildpunkt unterscheiden, da diese (meist) an unterschiedlichen Punkten liegen. Ich verweise Dich nochmal auf Deine Zeichnung zwei, wo der Brennpunkt der Linse deutlich vor dem entstehenden Bild liegt.

Merlin, Du solltest nicht den zweiten Schritt vor dem ersten tun, so fällt man auf die Nase.
Ich habe in meiner Ausbildung erst Strahlengänge in allen erdenklichen Fällen an Linsen konstruiert, bevor ich mich mit dem komplizierten System Auge und gar dem System Brille-Auge beschäftigt habe. Du willst aber anscheinend das Auge verstehen, ohne vorher die Linsen zu kennen.
So hab ich dann nämlich keine Lust. Ansonsten steht mein Angebot für den Online-Kurs weiter.

Gruß Lucccy

Was meinst du mit Online-Kurs? Gerne nehme ich daran teil.

Vielen Dank,

Merlin

Hallo Merlin,

dann erzähl doch mal, was Du über Strahlenverlauf an Linsen weisst.
Wie hast Du denn Deine zweite Zeichnung "konstruiert"?

Gruß Lucccy

Ich weiß, dass unendlich viele Strahlen von jedem unendlich kleinen Punkt eines Gegenstandes ausgehen, auf die Linse treffen und an deren zwei Grenzflächen so gebrochen werden, dass wieder ein Punkt entsteht. Ich weiß, dass eine Konvexlinse sammelt, eine Konkavlinse zerstreut. Bis dahin bin ich mir sicher.

Merlin

Hallo,

gut dann sprechen wir mal über so grundsätzliche Dinge
aus Achsparallelstrahlen werden Brennpunktstrahlen, aus Brennpunktstrahlen Achsparallelstrahlen und Hauptpunktstrahlen durchlaufen die Linsen ungebrochen.

Und nun zeichne doch nochmal eine Pluslinse mit Brennweite 20mm mit einem Objekt (10mm groß) 40mm vor der Linse.
Da Du ja einen Scanner hast, bin ich auf der Ergebnis gespannt.

Gruß Lucccy

Abgesehen davon, dass die Linse etwas krumm ist...

Merlin

Ist meine Zeichnung richtig?

Nur noch einen kleinen Zwischeneinschub

Kann es sein, dass auf den Abbildungen in den Büchern die paraxialen Strahlen von einem Punkt ausgehen? (Natürlich können diese in Wirklichkeit nur annähern parallel sein, in der Unendlich sind die parallel.) Und dass diese Strahlen dann wieder zu einem Punkt, also IHREM Brennpunkt zusammenlaufen. Sodass also alle Punkte eines Gegenstandes aus vielen kleinen Brennpunkten bestehen. Aber wäre es nicht besser, man würde diese paraxial einfallenden und dann gebrochenen Strahlen "Bildpunkte" nennen? Weil sie gehen ja nunmal von einem Punkt eines Bildes aus. Wenn man nämich an Brennpunkt denkt, fällt einem doch direkt der Punkt ein, wo sich ALLE Strahlen eines Gegenstandes treffen.

Nur so nebenbei. Wenn es falsch ist, bin ich wieder still.

Liebe Grüße,

Merlin

Hallo,

Deine Zeichnung ist gut.

Zu Deinem Zwischeneinschub
http://de.wikipedia.org/wiki/Fokus
Der Brennpunkt einer Linse liegt auf der optischen Achse. (Ich unterschlage mal das Kapitel Abbildungsfehler, die Optiker mögen mir dies verzeihen.)

Die Abbildung eines Gegenstandes durch eine Linse entsteht durch die gebrochenen Lichtstrahlen, egal wo Du sie auffängst. Hast Du schonmal mit einem Schirm versucht Bilder aufzufangen? Es ist ja nicht so, dass Dein Bild aus Aufgabe 1 bei 37mm nicht auf dem Schirm zu sehen wäre, es ist nur unscharf, da sich die Strahlen nicht treffen.
Ist der Punkt an der Pfeilspitze Deiner Zeichnung der Brennpunkt? Nein, den Brennpunkt hast Du schon richtig eigezeichnet. Es ist halt einfach der Punkt, an dem die gebrochenen Strahlen sich treffen.
Ich denke, Dein Problem ist, dass Du den Brennpunkt falsch verstanden hast. Ich hoffe, ich konnte das ändern.

Es kommt nun aber auch eine neue Aufgabe... hoffentlich schreibe ich verständlich.

Du zeichnest wieder eine Linse mit einer Brennweite von 20mm. Du zeichnest einen Strahl, der durch den Brennpunkt geht und 10mm unter der optischen Achse auf die Hauptebene der Linse trifft. (Die Hauptebene ist der Strich, den Du in der Mitte Deiner Linse gezeichnet hast.) Parallel zu diesem Strahl zeichnest Du einen einfallenden Hauptpunktstrahl.
Und nu bin ich wieder auf Deine Zeichnung gespannt und auf Deine Antwort, wo das Objekt liegt und wo das Bild.

Gruß Lucccy

Der Punkt des Objektes liegt im Unendlichen.

Mit den Abbildungsfehlern kenne ich mich aus. Es gibt die sphärische und die chromatische Aberration. Erstere ist auf die unterschiedliche Brechkraft am Rand und in der Mitte der Linse zurückzuführen und letztere aufgrund der Unterschiedlichen Brechung der Wellenlängen. (Farben)

Merlin

Kennst Du noch mehr Abbildungsfehler?

Ja. Bildfeldwölbung und Astigmatismus. Aber ich muss jetzt ganz schnell na Bett.;)
Ich erkläre die Begriffe morgen.)

Lg,

-Merlin

Hallo Lucccy,

Bildfeldwölbung

Strahlen, die weiter entfern von der optischen Achse liegen, werden näher zur Hauptebene abgebildet, als Strahlen, die nah an der optischen Achse liegen.

Astigmatismus

Hierbei haben waagerechte Strahlen einen anderen Brennpunkt als senkrechte Strahlen. Es entstehen zwei Brennpunkte, wodurch das Bild unscharf wird.

So, und deine Aufgabe ist es jetzt, mir zu erklären, warum das so ist.P Die Linse ist doch kreisrund und symmetrisch geformt. Wieso kann dann sowas wie Astigmatismus entstehen?

Lg,

Merlin

Hallo,

also torische Brillengläser haben auch zwei Brennlinien (nicht Brennpunkte), aber ist das ein Abbildungsfehler, wenn man das haben will?

Gruß Lucccy

Diese Brillengläser gleichen ja die Unfähigkeit des Auges, Strahlen, die an einer bestimmten Stelle auftreffen und vom Auge aufgrund des Astigmatismus nicht gebrochen werden können, aus. Ein Normalsichtiger würde dann schon ein bisschen verschwommen sehen. Korrigiere mich, wenn es falsch ist.

-Merlin

Hallo,

zu korrigieren hab ich da nicht viel.
Aber ich möchte DIch dann mal auf den unterschied zwischen torischen Brillengläsern und dem Abbildungfehler "Astigmatismus schiefer Bündel" stupsen.

Gruß Lucccy

Hallo Lucccy und frohe Weihnachten euch allen!)

Astigmatismus schiefer Bündel

Strahlen, die in einem größeren Einfalls:wink:el auf die Linse auftreffen, werden dementsprechend auch stärker gebrochen. Wenn die Linse wie eine Ellipse geformt ist und die meridional (waagerechten) Strahlen auf die Linse treffen, werden diese natürlich schwächer gebrochen, als die sagittalen (senkrechten) Strahlen. Hierbei entstehen zwei Brennpunkte, das Bild wird unscharf. Dieser Fehler tritt allerdings nicht bei kreisrunden Linsen auf, da diese ja überall gleich geformt sind. Bitte um Korrektur, wenn nicht ganz korrekt.

-Merlin

Also wenn ich jetzt ganz simpel ein Objekt mit Hilfe einer Sammellinse auf eine Ebene Fläche projiziere und zwischen Linse und Bildfläche eine zweite, torische Linse aufstelle, dann wird das Bild astigmatisch unscharf. Stimmt doch so?

Wenn wir Hornhaut mit Verkrümmung als torische Linse betrachten und die Passende Brillenlinse für dieses Auge die Hornhautverkrümmung mitkompensiert, dann gleichen sich diese beiden Systeme aus, sodass der astigmatische Abbildungsfehler hinter der Hornhaut beseitigt ist.

Gruss Julian

Ja, genau Julian, das ist der Sinn eines torischen Brillenglases. Man kann aber auch harte Kontaktlinsen verwenden, diese bilden mit dem Tränenfilm eine optisch glatte Ebene und gleichen so den Astigmatismus aus.

-Merlin

Hallo,
die harte KL korrigiert den Hornhautastigmatismus nur dann 100% ig, wenn die Brechkräfte KL - Tränenflüssigkeit - Hornhaut gleich sind.
Bei den meisten heute verwendeten KL bleibt ein kleiner Restfehler von etwa 10% des Astis. In der Regel ist dieser Fehler allerdings unerheblich.

die harte KL korrigiert den Hornhautastigmatismus nur dann 100% ig, wenn die Brechkräfte KL - Tränenflüssigkeit - Hornhaut gleich sind.

Da fällt mir noch was zu ein.

Die Hornhaut ist eigentlich eine Minuslinse. Sie ist am Rand dicker als in der Mitte. Jetzt denkt sich doch jeder Wie kommt da ein Bild zustande??? Da das Vorderkammerwasser fast die gleiche optische Dichte hat wie die Hornhaut wird diese wieder zur Sammellinse. Nur so nebenbei hereingeworfen.

-Merlin