Wie sieht das Auge?

Das Auge arbeitet ähnlich einer Kamera.

Der Augapfel bildet das Gehäuse, Pupille und Linse übernehmen dieselben Funktionen wie das Objektiv:

Abbildung: Funktionsweise eines normalsichtigen Auges

Die Pupille erweitert oder verengt sich je nach Bedarf und regelt so den Lichteinfall.

Die Augenlinse ist zuständig für die Einstellung der Entfernung. Ein ringförmiger Muskel hält die Linse flach zum Weitsehen und verstärkt die Wölbung beim Nahsehen. Mit der Krümmung der Linse verändert sich jeweils deren Brechkraft.

Die Netzhaut ist mit einem lichtempfindlichen Film vergleichbar. Ihre Oberfläche besteht aus etwa 125 Mio Sinneszellen (Stäbchen für das Sehen in der Dämmerung und bei schlechter Beleuchtung sowie Zapfen für das Sehen im Hellen und das Erkennen von Farben).
In einem biochemischen Prozeß werden die einfallenden Lichtstrahlen in elektrische Impulse umgewandelt. Der Sehnerv leitet sie weiter ans Gehirn, wo mit Hilfe des Gedächtnisses die Entwicklung des "Films" zum Bild erfolgt.

Ob das Bild scharf ist, hängt vom Auflösungsvermögen der Augen ab.
Darunter versteht man die Fähigkeit, Einzelheiten eines Objekts getrennt wahrzunehmen.

Beeinflußt wird das Auflösungsvermögen von zahlreichen Faktoren - unter anderem von der Leuchtdichte und Farbe des Objekts, von der Qualität des Netzhautbildes und vom Lebensalter des Menschen.

Die Bestimmung des Auflösungsvermögens und der Sehschärfe (Visus) basiert auf der Trennschärfe des Auges. Dieses zeigt die Grenze der Fähigkeit auf, eng beieinanderliegende Punkte einzeln zu erkennen.
Wer beispielsweise zwei Punkte mit einem Abstand von 1,45 mm auf 5 m Entfernung getrennt sieht, hat eine Sehschärfe von 100 Prozent.
Der Fachmann spricht in diesem Fall vom Visus 1,0 und bezeichnet so lediglich eine ausreichende Sehschärfe. Tatsächlich kommen nämlich die meisten normalsichtigen Menschen auf deutlich höhere Werte. Ein Visus von 1,2 beispielsweise gilt als gut, ein Visus von 1,6 als sehr gut und ein Visus von 2,0 als überdurchschnittlich. Natürlich kann der Visus auch unter 1,0 liegen. 0,7 genügt rein rechtlich gerade noch zum Autofahren ohne besondere Auflagen. Weiter abnehmende Visus- Werte kennzeichnen ein immer schwächeres Sehvermögen.

Das normalsichtige Auge

_{Abbildung: Funktionsweise eines normalsichtigen Auges}

Beim normalsichtigen Auge steht die Brechkraft des optischen Systems im richtigen Verhältnis zur Baulänge beziehungsweise Achsenlänge des Augapfels.

Die Achsenlänge wird gemessen von der Hornhautmitte zum hinteren Augenpol und beträgt normalerweise ca. 24 mm.

Die Brechkraft sagt aus, wie stark parallel einfallende Lichtstrahlen vom Auge gebrochen werden. Die Strahlen treten durch die Pupille ein und werden unter optimalen Voraussetzungen so abgelenkt, daß sie sich an einem gemeinsamen Brennpunkt treffen - beim normalsichtigen Auge auf der Netzhaut am hinteren Augenpol.
Hier entsteht ein scharfes Bild des betrachteten Objekts.

Auf seinem Weg durch das Auge bis zum Brennpunkt wird das Licht allerdings nicht nur einmal, sondern gleich mehrfach gebrochen - zuerst von der Hornhaut, dann von der Augenlinse, und schließlich haben auch noch Kammerwasser und Glaskörper einen - wenn auch geringen - optischen Effekt.

Die Brechkraft der einzelnen Medien addiert sich zu einer Gesamtbrechkraft von etwa 59 Dioptrin, wobei allein 43 Dioptrin auf die Hornhaut entfallen.

Die Maßeinheit Dioptrin (dpt) steht für den Kehrwert der in Metern gemessene Brennweite (D = 1/f).
Dieser komplizierte Satz besagt:
Wenn Licht durch eine Linse mit 1 dpt Brechkraft fällt, werden die Strahlen im Brennpunkt 1m hinter der Linse vereinigt. Bei 2dpt sind es 0,5 m , bei 5 dpt 0,2 m und so weiter. Überträgt man diese Rechnung auf das normalsichtige Auge, liegt bei 59 dpt der Brennpunkt ca. 18 mm hinter der Linse und damit exakt auf der Netzhaut.
Anders beim fehlsichtigen Auge, das kurzsichtig, weitsichtig oder astigmatisch sein kann.

Das fehlsichtige Auge

Fehlsichtigkeit resultiert daraus, daß die Brechkraft des optischen Systems und der anatomische Bau des Auges nicht im richtigen Verhältnis zueinander stehen.

In der Praxis sieht das so aus:

Bei Kurzsichtigkeit (Myopie) ist der Augapfel meist nicht kugelig, sondern länglich.
Dadurch rückt der Brennpunkt, eine normale Brechkraft des optischen Systems vorausgesetzt, vor die Netzhaut (siehe Grafik). Eine nur um 1mm verlängerte Augenachse bedeutet etwa 3 dpt Myopie. Zur Kurzsichtigkeit führt es auch, wenn gelegentlich zum normalen Augenbau eine zu hohe Brechkraft kommt.

Abbildung: Kurzsichtiges Auge.

Grundsätzlich sieht der Kurzsichtige in der Ferne schlecht und lediglich auf kurze Distanzen gut. Je höher die Myopie, desto näher vor den Augen liegt die "schärfste" Zone - bei 2dpt beispielsweise 50 cm, bei 10 dpt 10 cm entfernt.

Bei Weitsichtigkeit beziehungsweise Übersichtigkeit (Hyperopie) ist meist die Augenachse in Bezug auf normale Brechkraft zu kurz.

_{Abbildung: Weitsichtiges Auge.}

Dadurch liegt der Brennpunkt hinter der Netzhaut. Das gleiche passiert, wenn gelegentlich bei normalem Augenbau die Brechkraft zu gering ist.
Weitsichtige Menschen sehen in der Ferne gut, haben jedoch Probleme im Nahbereich.

Bei Astigmatismus besitzt die Hornhaut keine gleichmäßige Wölbung, sondern weist unterschiedliche Krümmungen auf. Beispielsweise ist die senkrechte Hornhautachse stärker gebogen als die waagrechte.
Dies hat zur Folge, daß einfallende Lichtstrahlen unterschiedlich stark gebrochen werden und keinen gemeinsamen Brennpunkt im Auge finden.
Astigmatismus kann mit Kurz- oder Weitsichtigkeit einhergehen. Um den jeweiligen Sehfehler zu korrigieren, bedarf es der Brechkraft einer zusätzlichen, entsprechend geformten Linse aus klarem Spezial-Kunststoff oder Spezial-Glas. Sie ergänzt das optische System des Auges so, daß sich die Lichtstrahlen wieder an der richtigen Stelle - nämlich am hinteren Augenpol - vereinen können.
Wie stark die vorgeschaltete Linse in Form einer Kontaktlinse oder eines Brillenglases sein muß, ist meßbar und von Fall zu Fall verschieden.

Je nach Art der Fehlsichtigkeit verordnet der Augenoptiker bzw. Augenarzt ein Minus- oder ein Plusglas von entsprechender Stärke:

Das Minusglas (konkave Glas) ist im Zentrum dünner als im Randbereich und hat einen negativen Brechwert. Das heißt, parallel einfallende Lichtstrahlen werden so gebrochen, daß sie sich zerstreuen. Auf diese Weise läßt sich Kurzsichtigkeit ausgleichen.

_{Abb.: Korrektur der Kurzsichtigkeit mit einem Minusglas}

Das Plusglas (konvexe Glas) ist im Zentrum dicker als im Randbereich und hat einen positiven Brechwert. Das heißt, parallel einfallende Lichtstrahlen werden so gebrochen, daß sie sich sammeln. Auf diese Weise läßt sich Weitsichtigkeit ausgleichen

_{Abb.: Korrektur der Weitsichtigkeit mit einem Plusglas}

_{für grössere version einfach anklicken}