Aufgaben zum "Sehen" (Lösungen)

Mit den Ohren sehen

Blinde können mit dem sogenannten "Klick-Sonar" sich orientieren.

• Man schnalzt mit der Zunge und sendet dadurch Schall aus. Der Schall wird an einem Gegenstand zurückgeworfen und das Echo kann man dann wieder hören. Man hört woher das Echo kommt, also wie weit der Gegenstand entfernt ist und in welcher Richtung er steht. So kann man zB. einer Wand ausweichen.

Mit den Augen sehen wir ganz ähnlich.

• Anstatt dem Schall wird Licht verwendet. Das Licht wird nicht von uns ausgesendet, sondern kommt von der Sonne oder einer Lampe. Dann trifft das Licht einen Gegenstand und fällt von dort in unser Auge. Deshalb können wir sehen wo das Licht herkommt, ob es viel Licht ist oder wenig (hell und dunkel) und noch mehr.

Ein Stift

• Licht, das auf das Papier fällt, wird in alle Richtungen gestreut. So gelangt es auch in das Auge.

Die Farbe des schwarzen Stiftes hingegen schluckt das Licht und von dieser Stelle kann kein Licht in mein Auge gelangen. Ich sehe diese Stelle als schwarz.

Im Theater

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  Bild1: Vier Männer auf der Bühne.

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  Bild2: Ein asiatisches Theaterstück.

Bild1

A: Die Haare schlucken das Licht der Scheinwerfer, von den Gesichtern aus wird Licht in mein Auge gestreut.

B: Die schwarzen Anzüge schlucken das Licht, der weiße streut es.

Bild2

A: Auf diese Stelle fällt nur wenig Licht der Scheinwerfer.

B: Der Mantel ist reflektierend. Er streut das Licht nicht gleichmäßig, sondern reflektiert es in eine bestimme Richtung. Je nach Lage des Mantels reflektiert er das Licht gerade in mein Auge oder woanders hin.

Töpfe

Auf dem nebenstehenden Bild sieht man Töpfe aus Edelstahl. Manche Stellen des Bildes sind hell, manche dunkel. Erkläre das für die Stellen A bis C.

A: Das ist der Schatten des Deckelgriffes. Dort gelangt kein Licht hin und somit kann von dort aus auch kein Licht in mein Auge fallen.

B: Der linke Deckel ist verkratzt. Dadurch streut er das Licht mehr in alle Richtungen.

C: Der rechte Deckel ist nicht verkratzt. Er reflektiert das Licht, aber nicht in mein Auge.

Die Lochkamera

• Von jedem Punkt des Gegenstandes, wie zum Beispiel der Baumspitze, geht Licht durch die Lochblende der Kamera und macht einen kleinen Fleck auf die Mattscheibe. So entsteht ein aus lauter kleinen Flecken zusammengesetztes Bild.

Licht, das von oben kommt, fällt unten auf den Bildschirm und umgekehrt, deshalb steht das Bild auf dem Kopf.

• Vergrößert man den Abstand zwischen Lochblende und Mattscheibe, so sieht man einen kleineren Bildausschnitt. Man "zoomt" in das Bild hinein.
• Verkleinert man die Lochblende, so fällt weniger Licht auf den Schirm und das Bild wird dunkler. Außerdem werden die Lichtflecken, aus denen das Bild zusammengesetzt ist, kleiner und damit das Bild schärfer.

Die Animation veranschaulicht die Bildentstehung bei einer Lochkamera.

Die Kamera ist im Querschnitt dargestellt und nebendran ist das Bild auf dem Schirm zusehen.

Mit den Reglern kann man die Gegenstandsweite b, die Bildweite b und die Größe der Lochblende einstellen.

Augen

• (a) Regenwurm (lichtempfindliche Zellen oder Flachauge)

(b) Jakobsmuschel (Grubenauge oder Becherauge)

(c) Nautilus (Lochauge oder Blasenauge)

(d) Kuh (Linsenauge)

• (a) Der Regenwurm kann hell und dunkel unterscheiden und somit sich vor zu grellem Sonnenlicht in Sicherheit bringen. Er sieht aber nicht woher das Licht kommt.

(b) Mit dem Grubenauge kann eine Muschel schon unterscheiden, ob das Licht von unten oder von oben kommt. Es werden nämlich unterschiedliche Zellen angeregt.

(c) Das Blasenauge funktioniert wie eine Lochkamera. Der Nautilus sieht also ein Bild seiner Umgebung, das allerdings noch nicht besonders scharf ist. Denn das Licht von einem Ort macht auf seiner Netzhaut einen relativ großen Fleck. Das Bild ist dadurch aus sich überlappenden Flecken zusammengesetzt.

(d) Mit dem Linsenauge kann die Kuh scharf sehen, denn das Lichtbündel wird durch die Linse auf einen Punkt der Netzhaut gebündelt. So ist das Bild aus ganz kleinen Punkten zusammengesetzt.

Der Sehvorgang

Ich sehe eine Blume.

• Der Sender ist in diesem Fall der Baum, der das Licht aussendet. Das Auge kann das ankommende Licht empfangen und somit kann ich den Baum sehen.
• Die einzelnen Phasen dieses Wahrnehmungsvorganges.

1. Licht fällt auf den Baum und wir von dort in alle Richtungen gestreut.
2. Das vom Baum kommende Licht fällt in mein Auge und dabei entsteht auf der Netzhaut ein Bild: Manche Bereiche meiner Netzhaut empfangen viel grünes Licht, andere Bereiche empfangen weisses Licht von den Blüten.
3. Das Bild wird von mir im Gehirn auf zusammenhängende Formen, Abstände, Gesichter, usw. untersucht: Jetzt sehe ich Blätter, Blüten, Äste,...
4. Die Wahrnehmungen werden bewertet: Es ist ein Kirschbaum, der blüht. Es ist Frühling!

Wahrnehmung

Dieses Bild zeigt...?

• Wenn wir etwas sehen, dann suchen wir nach einer vernünftigen Erklärung. Wir suchen nach einer Situation, die wir schon erlebt haben und die zu dieser "Farbverteilung" passt. Aus den schwarzen Flecken werden dadurch schwarze Kreise, die teilweise von etwas Weißem verdeckt werden. Dann bemerken wir, dass die weißen Striche im Vordergrund zu einem Objekt gehören, nämlich einem Würfel.

Aus den schwarzen Flecken ist so eine sinnvolle Interpretation geworden: Ein weißer Würfel steht vor einigen schwarzen Kreisen.