Optik
Normales Auge
Ein normales Auge akkommodiert von Nahpunkt (25 cm) bis Unendlich.
Normales Auge — interaktive Optik-Simulation. Ein normales Auge akkommodiert von Nahpunkt (25 cm) bis Unendlich. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Normal Sehen
Ein normales Auge akkommodiert, um alles vom Nahpunkt (25 cm) bis ins Unendliche scharf zu stellen.
Ein emmetropes Auge fokussiert parallele Strahlen aus dem Unendlichen ohne Akkommodation auf die Netzhaut. Der Ziliarmuskel kann dann die Linsenform für nähere Objekte bis zum Nahpunkt (~25 cm bei Erwachsenen) anpassen. Die Preset modelliert entspannte Fokussierung auf ferne Szenen.
- Nahpunkt ≈ 25 cm
- Fernpunkt ∞
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein normales Auge kann durch Ändern der Brennweite (Akkommodation) seiner inneren Linse auf Objekte im Nahbereich bis ins Unendliche fokussieren. Benötigt das Auge eine kürzere oder längere Brennweite, um auf ein näheres Objekt zu fokussieren?
Vorhersagen zum Abwägen
- Kürzer – ein näheres Objekt erfordert, dass die Augenlinse das Licht stärker beugt, um immer noch auf die gleiche Netzhautentfernung zu fokussieren.
- Längere Brennweite für nähere Objekte.
- Die Brennweite muss sich bei unterschiedlichen Objektabständen nicht ändern.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Objektabstand d_o (cm)
Was Sie messen:
- Erforderliche Brennweite f (cm)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Preset „Normales Auge“ und drücken Sie „Zurücksetzen“. Die Netzhaut sitzt fest 2.2 cm hinter der Augenlinse.
- Aktivieren Sie die Anzeige der erforderlichen Brennweite.
- Stellen Sie für jeden Versuch den Objektabstand ein und notieren Sie die Brennweite, die das Auge annehmen muss, um das Bild auf der Netzhaut zu halten.
Maßgebende Gleichung
Augenakkommodation — P = 1/f
Um das Netzhautbild scharf zu halten, passt das Auge kontinuierlich die Brennweite seiner Linse an: f = d_o·R/(d_o + R), wobei R der feste Netzhautabstand ist. Nähere Objekte erfordern kürzere Brennweiten (stärkere Fokussierkraft).
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch f = d_o·R/(d_o + R) unter Verwendung von R = 2.2 cm (dem Netzhautabstand). Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Erklären Sie, warum f immer knapp unter R = 2.2 cm bleibt, sich ihm nähert, wenn d_o sehr groß wird (entspanntes Auge, Fokussierung auf Unendlich) und bei näheren Objekten weiter darunter fällt (mehr Akkommodationsaufwand).
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Der Nahpunkt eines normalen Auges (ca. 25 cm) legt die kürzeste Brennweite fest, die die Augenmuskeln erreichen können; Sein entfernter Punkt (unendlich) ist am längsten eingestellt (völlig entspannt). Erklären Sie, warum mit zunehmendem Alter der Nahpunkt (Presbyopie) typischerweise auch bei einem ansonsten gesunden Auge ansteigt – die Linse verliert an Flexibilität und kann nicht mehr auf Unendlich fokussieren.
- Ein Kamera-Autofokussystem macht mechanisch das, was Ihr Auge biologisch tut: Passt die effektive Brennweite seiner Linse an (normalerweise durch Bewegen der Linse, anstatt ihre Form zu ändern), um das Bild auf dem Sensor bei unterschiedlichen Objektabständen scharf zu halten. Warum kann sich ein Kameraobjektiv physisch bewegen, während die Linse Ihres Auges stattdessen ihre Form ändert?
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen beim normalen Auge
- Auge auswählen
- Abspielen drücken
- Entspanntes Fernsehen
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.