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The Human Eye

by Jared Rovny

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    Transcript

    00:01 In Bezug auf das menschliche Auge sollten wir uns das Prinzip der Vergrößerung ein wenig genauer anschauen.

    00:06 Der Nahpunkt des menschlichen Auges liegt bei 25 Zentimetern. Dies ist der nächste Punkt, bei dem ein Objekt für das menschliche Auge noch leicht zu fokussieren ist. Wenn man ein Objekt immer näher heranführt, bemüht sich unser Auge immer mehr, das Objekt zu fokussieren, da das Auge auch eine menschliche Linse ist. Bei der Vergrößerung eines Objekts für das menschliche Auge, würden wir sagen, dass es sich um das Verhältnis des Winkels handelt, wobei der Winkel angibt, wie groß der Winkel ist, den das Objekt in unserem Blickfeld einnimmt. Aber anstelle des Ausgangswinkels, den wir von unserem Instrument erhalten, geteilt durch einen beliebigen Eingangswinkel, definieren wir die Vergrößerung relativ zum Winkel für diesen nahen Punkt, also θ in 25 Zentimetern Entfernung von unserem Auge, da dies der Nahpunkt für das menschliche Auge ist. Lassen wir uns ein wenig mehr über das Auge selbst sprechen und sehen, wie die Funktionsweise des Auges bewirkt, dass man ein Bild sieht. Das gesamte Licht von einem bestimmten Punkt im Raum trifft auf unser Auge, durchtritt die Linse und das Bild wird dann auf der Netzhaut scharf gestellt. Idealerweise sollten alle Punkte der Lichtstrahlen zu einem bestimmten Punkt auf unserer Netzhaut zusammenlaufen. Ein mögliches Beispiel wäre, wenn wir einen Gegenstand in unserem Zimmer betrachten.

    01:13 Ein Punkt dieses Gegenstands wird Lichtstrahlen in viele verschiedene Richtungen aussenden, wie wir bereits besprochen haben. Ein großer Teil dieses Lichts erreicht das Auge und wird anschließend von der Linse gebündelt. Das Ziel der Linse ist es während der Bewegung des Auges alle diese Lichtstrahlen auf einen bestimmten Punkt der Netzhaut zu lenken, wenn wir ein Objekt aus einer bestimmten Entfernung fokussieren. Die Gegenstände sind normalerweise oder zumindest oft weit genug von unserem Auge entfernt, sodass wir davon ausgehen können, dass die in das Auge einfallenden Lichtstrahlen parallel verlaufen.

    01:40 Dies ist fast immer eine gute grobe Abschätzung. Das einzige Mal, dass das Auge aktiv die Muskeln benutzen muss, sodass die Linse in ihre ursprüngliche Kugelform gelangt, ist, wenn die Gegenstände zu nah sind. In diesem Fall treffen Strahlen nicht parallel auf das Auge, sondern sie fallen in einem gewissen Winkel ein.

    01:58 denn wir können davon ausgehen, dass sie so weit entfernt sind, dass die Lichtstrahlen parallel zueinander verlaufen.

    02:02 Wenn dies der Fall ist und die Lichtstrahlen nicht parallel zueinander, sondern in einem bestimmten Winkel auf unser Auge treffen, muss unser Auge die Linsenform verändern. Dies geschieht durch den Einsatz von Muskeln auf beiden Seiten.

    02:12 Hierdurch wird die Linse unseres Auges in die ursprüngliche Kugelform verändert. Nicht immer funktioniert dieser Mechanismus.

    02:19 Wir haben Lichtstrahlen, die hereinkommen. Gegebenenfalls werden diese Strahlen zu früh oder zu spät auf der Netzhaut, statt exakt auf der Netzhaut fokussiert, wenn sie auf das Auge eintreffen. Wir können immer Korrekturlinsen oder mit anderen Worten eine Brille oder etwas Ähnliches verwenden, um die Art und Weise zu verändern, wie diese Lichtstrahlen einfallen. Auf dem oberen Bild ist ein Auge dargestellt.

    02:40 Es fokussiert die Strahlen zu nah. Sie treffen somit nicht richtig auf die Netzhaut. Wir könnten diese Strahlen ein wenig umlenken, sodass sie nach dem Auftreffen auf die Linse unseres Auges langsamer konvergieren als sie sollten, aber trotzdem auf der Netzhaut zusammenlaufen, weil wir die richtige Divergenz bei der Linse gewählt haben, um sicherzustellen, dass wir die Objekte, die wir betrachten, sehen können.

    03:00 Damit ist unser grundlegender Überblick über einige der optischen Geräte abgeschlossen. Es wurde nicht zu detailliert, aber es gibt sicherlich mehr Stoff um zu Vertiefen, wenn man daran interessiert ist.

    03:09 Wir müssen nur in der Lage sein, die grundlegenden Funktionen von Linsen zu kennen und zu wissen, ob sie konvergieren oder divergieren und wie die Linsen z. B. im menschlichen Auge funktionieren.

    03:18 Zusätzlich sollte man die Grundidee verstehen, wie Linsen in einem Teleskop oder Mikroskop funktionieren. Die Details darüber müssen wir nicht kennen. Die vorherige Vorlesung, die sich auf die Optik und die Linsen bezieht und Spiegeln und wie man Bilder findet, sollte man auf jeden Fall verstanden haben, um sicherzustellen, dass man sich sehr gut mit parallelen Strahlen und Brennpunkten auskennt und weiß, wie Bilder entstehen.

    03:35 Man sollte wissen, wie man Objekte sowie deren Größe und die Vergrößerung der Linsen oder Spiegel auswählt, worüber wir gesprochen haben. Im Folgenden werden wir zu anderen Themen übergehen. Wir werden in eine viel kleinere Welt hineinzoomen. Bis dahin. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.


    About the Lecture

    The lecture The Human Eye by Jared Rovny is from the course Geometrical Optics.


    Included Quiz Questions

    1. Convex lens
    2. Diverging lens
    3. Convex mirror
    4. Concave lens
    5. Concave mirror
    1. When an object is close enough, and the rays coming from the object are no longer approximately parallel
    2. When an object is so far that its rays start to become approximately parallel
    3. When an object is so far that in order to detect the object the eye has to focus more
    4. When an object is so close, and its rays are approximately parallel
    5. When the eye changes its focus from one object to another object
    1. Eyeglasses diverge or converge the incoming rays to an extent such that when the rays go through the eye's lens, they are focused on the retina, otherwise they will be focused in front or behind the retina
    2. The eyeglasses magnifies the image formed on the retina helping the person see objects which otherwise would be very small
    3. The glasses sharpens the persons vision by creating a powerful lens combined with the eye's lens
    4. The glasses causes light to converge, allowing more light to reach the eye
    5. The glasses increases the intensity of the light that reaches the eye helping to clarify faint objects

    Author of lecture The Human Eye

     Jared Rovny

    Jared Rovny


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