Das Auge bildet zusammen mit der Netzhaut ein Linsensystem, das in der Lage ist, die Brennweite f der Augenlinse zu variieren. Mit Hilfe eines Ringmuskels wird dabei die Krümmung und der Augenlinse so angepasst, dass Gegenstände immer scharf auf die Netzhaut abgebildet werden (Akkomodation): Betrachtet man nahe gelegene Gegenstände, so sorgt eine starke Linsenkrümmung (kleine Brennweite) für eine stärke Lichtbrechung. Bei der Betrachtung weit entfernter Gegenstände hingegen ist die Linsenkrümmung (große Brennweite) geringer.
Bei Fehlsichtigkeiten ist das Auge nicht mehr in der Lage, scharfe Bilder auf der Netzhaut zu erzeugen. Dies kann vorkommen, wenn der Augenmuskel verkürzt oder der Glaskörper zu lang oder zu kurz ist. Das Licht wird dann nicht mehr "richtig" gebrochen. Diese Fehlsichtigkeiten können durch Brillen oder Kontaktlinsen korrigiert werden. Je nach Art der Fehlsichtigkeit werden dazu unterschiedliche Linsenformen verwendet:
| Kurzsichtigkeit (Konkaves Brillenglas) | |
| In diesem Fall wird das Bild entfernter Gegenstände kurz vor der Netzhaut scharf abgebildet. Weit entfernte Objekte erscheinen dann unscharf. Zerstreuungslinsen weiten die Lichtstrahlen, damit weit entfernte Objekte wieder deutlich zu erkennen sind. |  |
| Weitsichtigkeit (Konvexes Brillenglas) | |
| Ebenso kann es vorkommen, dass das Bild von nahen Gegenständen erst hinter der Netzhaut fokusiert wird. Nahe Objekte erscheinen dann unscharf. Sammellinsen brechen das Licht so, dass der Brennpunkt nach vorne verschoben wird, damit nahe Objekte wieder korrekt zu sehen sind. |  |
Bei Normalsichtigen beträgt der Abstand zwischen der Linsenebene der Augenlinse und der Netzhaut b = 26 mm.
| a) | Berechne die Brennweite f der Augenlinse falls ein weit entfernter Gegenstand (g = 100 m) betrachtet wird und falls ein naher Gegenstand (g = 30 cm) betrachtet wird. |
| b) | Ein Augenarzt stellt bei einer Untersuchung fest, dass die Augenlinse eines Patienten nur noch eine maximale Brennweite von 25,5 mm einstellen kann. Berechne die Bildweite für einen weit entfernten Gegenstand (g = 100 m) bei dieser maximalen Brennweite. Welche Art der Fehlsichtigkeit liegt wohl beim Patienten vor? Welche Linsenform würde der Arzt als Brillenform empfehlen? |
| c) | Eine weitere Art der Fehlsichtigkeit entsteht durch eine Hornhautverkrümmung. Informiere dich in geeigneten Quellen, was eine Hornhautverkrümmung für die Abbildung im Auge bedeutet. |