Wie wir Sehen: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 7. März 2024, 09:11 Uhr

Inhaltsverzeichnis

1 Beispiele
2 Sehen und Wahrnehmen
3 Links

Beispiele

Licht fällt durch Fenster im Petersdom.
Alle diese Tiere können mit Schall "sehen".
Ein Delfin kann Beute mit Schall orten. Video: Wegweisende Echos
Blinde können sich anhand des Echos ihres Langstocks orientieren. (Video: Klick Sonar: Mit den Ohren sehen.)
Dieses Tarnkappenflugzeug ist für Radar unsichtbar.
Eine alte Kamera...
...und eine Digitalkamera.
Die Jakobsmuschel hat fast 100 Augen! (Video: Superaugen)
...der Mensch dagegen nur zwei. (interaktiver Augenbaukasten)
Groß und klein ist relativ... (Video: Optische Täuschungen. Was sieht? Auge oder Gehirn?)
...und hell und dunkel auch! (Animation: Adelsons Schachbrett-Täuschung) (Video: Illusion der Woche)
Wir können auch Sachen sehen, die eigentlich gar nicht da sind.
Und wir suchen auch in einem Fleckenmuster nachbekannten Gestalten. (Video: Beau Lotto: wie wir sehen) (in english!)
Hier ist der Koch versteckt!
So können wir das Gesicht erkennen. (Das innere Auge)

Versuch: Kann man Licht sehen?

Material

Ein Laserpointer, zwei Pappröhren, Kreidestaub, Rauch oder besser eine Nebelmaschine

Aufbau

Die Mattscheibe mit der schwarzen Pappe dient dazu den Laser zunächst zu verdecken.
Der Laser ist aus Sicherheitsgründen in ca. 2m Höhe platziert.
Der prinzipielle Aufbau, gezeichnet.

Der Raum wird vollständig abgedunkelt. Ein Laser ist in einer Pappröhre versteckt. Er ist so ausgerichtet, dass sein Licht in eine zweite Pappröhre trifft. (Der Effekt ist am besten sichtbar, wenn das Licht auf die Betrachter:in zukommt. Aus Sicherheitsgründen sollte deswegen der Laserstrahl in ca.2m Höhe den Raum passieren.) Man kann die Pappröhren aber auch weglassen.
Dann hält man ein Blatt Papier zwischen die Pappröhren und
schüttelt einen Lappen mit Kreidestaub über den Röhren aus.

Beobachtung

Noch ist das Deckenlicht an.
Ohne Deckenlicht sieht man den Austrittsort des Lichtes und vereinzelt helle Punkte.
Mit dem Kreidestaub erkennt man eine rote Linie
So kann man das gut ins Heft zeichnen.

Man kann den Laserstrahl zunächst nicht sehen.
Auf Papier erscheint ein kleiner roter Fleck.
Man sieht eine rote Linie, die aus lauter kleinen Punkten besteht.

Ergebnis

Einen Lichtstrahl, der quer durch den Raum läuft, kann man nicht sehen, denn er fällt nicht in unser Auge. Trifft Licht auf den Kreidestaub oder das Papier, so sehen wir die erleuchtete Hand oder den Kreidestaub. Wir sehen einen Gegenstand, indem von ihm aus Licht in unser Auge fällt. Der beleuchtete Gegenstand streut das Licht in alle Richtungen.

Versuch: Licht tritt verschiedene Oberflächen

Material

Taschenlampe, Papier, Spiegel und schwarzes Tuch in gleicher Größe mit Magnetfolie.

Aufbau

Der Raum wird vollständig abgedunkelt. Das Publikum darf nicht sehen, dass an der Wand das Papier, der Spiegel und das Tuch hängt.

Dann schaltet man die Taschenlampe an und beleuchtet die drei Gegenstände.

Beobachtung

Das Papier sieht man von allen Stellen des Raumes aus sehr hell. Den Spiegel sieht man fast gar nicht, er erscheint dunkel, nur von einer bestimmten Stelle im Raum aus sieht man die Taschenlampe im Spiegel. Das Tuch erscheint dunkel, egal wo man im Raum steht.
An der Wand sieht man einen hellen, viereckigen Lichtfleck.
Ist die Deckenbeleuchtung wieder an, sieht man im Spiegel einen Teil der Umgebung.

Ergebnis

Um einen Gegenstand zu sehen, muss er von Licht beschienen sein.
Streuung: Streut der Gegenstand das Licht in alle Richtungen, so sieht er von allen Stellen des Raumes hell aus.
Reflektion: Reflektiert der Gegenstand das Licht, so wird das Licht nur in eine Richtung weitergeleitet und an den meisten Stellen im Raum sieht der Gegenstand dunkel aus.
Absorption: Schluckt der Gegenstand das Licht, so sieht er dunkel aus.
Wir sehen einen Gegenstand, weil von ihm aus Licht in unser Auge fällt.

Sehen mit den Ohren und den Augen

Tiere und auch geübte blinde Menschen können mit Hilfe des Echos von Klicklauten ihre Umgebung "sehen". Mit Hilfe von Radar kann man Schiffe und Flugzeuge orten. Das Sehen mit den Augen oder mit den Ohren läuft sehr ähnlich ab:

Sehen mit den Augen	Sehen mit den Ohren	Sehen mit Radar
Licht	Schall	elektromagnetische Wellen
Lampe, Sonne sendet Licht aus	Mund sendet Klicklaute aus	Sendeantenne sendet em-Wellen aus.
Licht wird am Gegenstand gestreut.	Schall wird am Gegenstand gestreut.	Radar wird am Gegenstand gestreut.
Das Auge empfängt die gestreuten Lichtstrahlen.	Das Ohr hört die gestreuten Klicklaute.	Die Empfangsantenne empfängt die gestreuten Radarwellen.
Dunkelheit	Stille	?
Brille	Hörgerät	?
Farben	Klang(farben)	?
hell-dunkel	laut-leise	?

Sehen und Wahrnehmen

Modell: Sender und Empfänger

Im Dunkeln kann man nichts sehen, man benötigt eine Lichtquelle, die Licht aussendet.

Unser Auge ist ein Lichtempfänger, wir sehen etwas "hell", wenn viel Licht in unser Auge fällt.

Aber wir können noch viel mehr als Hell und Dunkel zu unterscheiden...

"Ich sehe eine Löwin."

Empfinden

Sonnenlicht fällt auf die Löwin, das Gras, ...
Licht wird an den verschiedenen Gegenständen gestreut und fällt in mein Auge.
Ein Bild entsteht auf der Netzhaut.

Organisieren

Erste Korrekturen von Geradlinigkeit, Form, Größe, Farbe,...
Gruppieren zu Gegenständen

Die braune Fläche mit den Fortsätzen nach unten gehört zusammen.

Einschätzung von Geschwindigkeit, Abstand, Lage im Raum,...

Etwas kommt langsam auf mich zu und ist ca. 5 Meter von mir entfernt.

Einordnen

Wiedererkennung des Gesehenen

Aha, eine Löwin und noch eine!

Interpretation des Gesehenen

Ich sollte vielleicht lieber vorsichtig weggehen, die Löwen scheinen zwar ruhig und satt zu sein, aber das ist mir zu gefährlich!

"Sehen" ist also viel mehr als nur ein fotographisches Abbild zu erstellen. In den hellen, dunklen und farbigen Bereichen eines Bildes bringen wir viele Details zu einer Gestalt zusammen. Wir suchen wir nach Dingen, die uns bekannt sind und überlegen, was das für uns bedeutet.

Indem wir Sehen versuchen wir so uns ein "Bild" unserer Umgebung zu machen, das wir mit unseren Erfahrungen verknüpfen.

Bei sogenannten "optischen Täuschungen" kann man beobachten, wie diese Interpretation eines Bildes funktioniert. Das menschliche Sehen hat eben nicht den Zweck exakt zwei Farben oder Größen miteinander zu vergleichen oder zu messen, so wie es ein Computer mit Kamera tun würde. Menschen, bei denen durch eine Krankheit oder von Geburt an Teile des Gehirns geschädigt sind, zeigen uns welch kompelexe Leistung schon das Wiedererkennen von Gesichtern sein kann. Menschen haben im Laufe der Evolution einen Sehsinn entwickelt, der komplexe Fragen beantworten kann: Kann ich noch einen Schritt weitergehen oder ist dort ein Abgrund? Ist mein Gegenüber mir freundlich gesinnt oder werde ich bedroht?

Links

Literatur

Richard L. Gregory: "Auge und Gehirn". Psychologie des Sehens
- kurze Zusammenfassung von Heiri Schenkel, Basel aus einem workshop zu visueller Wahrnehmung vom 22.März 2005, Gymnasium Oberwil.

"Auge und Gehirn"

Übergreifend

DasGehirn.info: Sehen (Ein Projekt der Gemeinnützigen Hertie-Stiftung, der Neurowissenschaftlichen Gesellschaft e.V. in Zusammenarbeit mit dem ZKM | Zentrum für Kunst und Medientechnologie Karlsruhe.)

Sender und Empfänger

Wikipedia: Tarnkappenflugzeug
WDR Planet Schule: Wegweisende Echos (Delfine, Sonar, Echolot und Radar 15min)
Wikipedia: Echoortung (Tiere)
Klick Sonar bei „Das fantastische Quiz des Menschen" mit Eckart von Hirschhausen (10 min)

Augentypen

Video: Superaugen Szenenüberblick (Planet Schule: Wissenportal Sehen)

Verschiedene Augentypen in der Übersicht (Planet Schule Hintergrund: Der Sehsinn)

Arbeitsblatt Evolution des Auges

interaktiver Augenbaukasten

Interaktive Lernseite zum Thema „Auge“ (Thomas Kloos)

Informationsverarbeitung im Gehirn

Video: Optische Täuschungen. Was sieht? Auge oder Gehirn? (Phoenix; Prof. Dr. Bernd Lingelbach ; Studiengang: Augenoptik & Hörakustik; Hochschule Aalen)
62 Optische Täuschungen & Sehphänomene (Michael Bach)
Video: Optische Täuschungen zeigen, wie wir sehen (Beau Lotto)
Video: Das innere Auge; Fallgeschichten von Oliver Sacks (SRF)

Video: Gesichtsblindheit Quarks: Dimension Ralph

Radiobericht: Seelenblindheit; Gesichtsblindheit (visuelle Agnesie) (DRadio Wissen)

Gesichtsblindheit: Wenn Einer aussieht wie der Andere (focus.de)

Wikipedia: Wahrnehmungspsychologie

Wikipedia: Optische Täuschung

Wikipedia: Visuelles System

Wikipedia: Seelenblindheit

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   Bild:Kamera_mit_Magnesiumblitz.jpg|Eine alte Kamera...
   Bild:Digitalkamera_kompakt.jpg|...und eine Digitalkamera.
-  Bild:Jakobsmuschel Augen.jpg|Die Jakobsmuschel hat fast 100 Augen! (Video: [http://www.planet-schule.de/wissenspool/total-phaenomenal-sinne/inhalt/sendungen/superaugen.html Superaugen])
+  Bild:Jakobsmuschel Augen.jpg|Die Jakobsmuschel hat fast 100 Augen! (Video: [https://www.planet-schule.de/sf/php/sendungen.php?sendung=6561 Superaugen])
   Bild:Auge Mensch.jpg|...der Mensch dagegen nur zwei. ([http://www.planet-schule.de/sf/php/mmewin.php?id=7 interaktiver Augenbaukasten])
   Bild:Optische_taeuschung_groesse.jpg|Groß und klein ist relativ... (Video: [http://www.youtube.com/watch?v=TYKdolhBlDg Optische Täuschungen. Was sieht? Auge oder Gehirn?])
   Bild:Grey_square_optical_illusion.png|...und hell und dunkel auch! (Animation: [http://www.michaelbach.de/ot/lum-adelsonCheckShadow/index-de.html Adelsons Schachbrett-Täuschung]) (Video: [http://www.youtube.com/watch?v=tRa8Q9raCgU Illusion der Woche])
   Bild:Nocube.png|Wir können auch Sachen sehen, die eigentlich gar nicht da sind.
-  Bild:Gestalt Dalmatiner.png|Und wir suchen auch in einem Fleckenmuster nachbekannten Gestalten. (Video: [http://www.ted.com/talks/beau_lotto_optical_illusions_show_how_we_see.html Beau Lotto: wie wir sehen]) (english!)
+  Bild:Gestalt Dalmatiner.png|Und wir suchen auch in einem Fleckenmuster nachbekannten Gestalten. (Video: [https://www.ted.com/talks/beau_lotto_optical_illusions_show_how_we_see Beau Lotto: wie wir sehen]) (in english!)
   Bild:Giuseppe_Arcimboldo_-_The_Cook_richtig_herum.jpg|Hier ist der Koch versteckt!
   Bild:Giuseppe_Arcimboldo_-_The_Cook.jpg|So können wir das Gesicht erkennen. ([http://www.srf.ch/player/tv/literaturclub/video/das-innere-auge--neue-fallgeschichten-von-oliver-sacks?id=d8c02a74-0bcc-48f8-af59-ca1c0c8ffbfa Das innere Auge])
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 ===Versuch: Kann man Licht sehen?===
-;Aufbau
+;Material
-#Ein Laser ist in einer Pappröhre versteckt. Er ist so ausgerichtet, dass sein Licht in eine zweite Pappröhre trifft.
+*Ein Laserpointer, zwei Pappröhren, Kreidestaub, Rauch oder besser eine Nebelmaschine
-#Dann hält man eine Hand zwischen die Pappröhren und
+;Aufbau:
+<gallery widths=200px heights=150px  perrow=4 >
+ Bild:Lichtausbreitung Laser.jpg|Die Mattscheibe mit der schwarzen Pappe dient dazu den Laser zunächst zu verdecken.
+ Bild:Versuch Laserstrahl sichtbar machen Aufbau 1.jpg|Der Laser ist aus Sicherheitsgründen in ca. 2m Höhe platziert.
+ Bild:Versuch Laserstrahl sichtbar machen Aufbau 2.jpg|
+ Bild:Laserstrahl sichtbar machen Aufbau.jpg|Der prinzipielle Aufbau, gezeichnet.
+</gallery>
+#Der Raum wird '''vollständig''' abgedunkelt. Ein Laser ist in einer Pappröhre versteckt. Er ist so ausgerichtet, dass sein Licht in eine zweite Pappröhre trifft. (Der Effekt ist am besten sichtbar, wenn das Licht auf die Betrachter:in zukommt. Aus Sicherheitsgründen sollte deswegen der Laserstrahl in ca.2m Höhe den Raum passieren.) Man kann die Pappröhren aber auch weglassen.
+#Dann hält man ein Blatt Papier zwischen die Pappröhren und
 #schüttelt einen Lappen mit Kreidestaub über den Röhren aus.
-;Beobachtung
+;Beobachtung:
+<gallery widths=200px heights=150px  perrow=4 >
+ Bild:Versuch Laserstrahl sichtbar machen Beobachtung 1.jpg|Noch ist das Deckenlicht an.
+ Bild:Versuch Laserstrahl sichtbar machen Beobachtung 2.jpg|Ohne Deckenlicht sieht man den Austrittsort des Lichtes und vereinzelt helle Punkte.
+ Bild:Versuch Laserstrahl sichtbar machen Beobachtung 3.jpg|Mit dem Kreidestaub erkennt man eine rote Linie
+ Bild:Laserstrahl sichtbar machen Beobachtung.jpg|So kann man das gut ins Heft zeichnen.
+</gallery>
 #Man kann den Laserstrahl zunächst nicht sehen.
-#Auf der Hand erscheint ein kleiner roter Fleck.
+#Auf Papier erscheint ein kleiner roter Fleck.
 #Man sieht eine rote Linie, die aus lauter kleinen Punkten besteht.
-;Ergebnis: Einen Lichtstrahl, der quer durch den Raum läuft, kann man nicht sehen. Trifft Licht auf die Hand oder den Kreidestaub, so sehen wir die erleuchtete Hand oder den Kreidestaub. Wir sehen einen Gegenstand, indem von ihm aus Licht in unser Auge fällt.
+;Ergebnis:[[Datei:Laserstrahl sichtbar machen Erklärung.jpg|thumb|300px|none]]
+Einen Lichtstrahl, der quer durch den Raum läuft, kann man nicht sehen, denn er fällt nicht in unser Auge. Trifft Licht auf den Kreidestaub oder das Papier, so sehen wir die erleuchtete Hand oder den Kreidestaub. Wir sehen einen Gegenstand, indem von ihm aus Licht in unser Auge fällt. Der beleuchtete Gegenstand '''streut''' das Licht in alle Richtungen.
 ===Versuch: Licht tritt verschiedene Oberflächen===
+;Material:
+[[Datei:Versuch Streuung Reflektion Absorbtion Material.jpg|thumb|none|Taschenlampe, Papier, Spiegel und schwarzes Tuch in gleicher Größe mit Magnetfolie.]]
 ;Aufbau
-Der Raum wird vollständig abgedunkelt.
+Der Raum wird vollständig abgedunkelt. Das Publikum darf nicht sehen, dass an der Wand das Papier, der Spiegel und das Tuch hängt.
-Ein schwarzes Tuch, ein Spiegel, glatte Alufolie, zerknüllte Alufolie und Papier wird von einer Taschenlampe beschienen.
+Dann schaltet man die Taschenlampe an und beleuchtet die drei Gegenstände.
 ;Beobachtung
-Das Tuch erscheint immer dunkel.
+<gallery widths=200px heights=150px  perrow=4 >
+ Bild:Versuch Streuung Reflektion Absorption Beobachtung 1.jpg|Das Papier sieht man von allen Stellen des Raumes aus sehr hell. Den Spiegel sieht man fast gar nicht, er erscheint dunkel, nur von einer bestimmten Stelle im Raum aus sieht man die Taschenlampe im Spiegel. Das Tuch erscheint dunkel, egal wo man im Raum steht.
+ Bild:Versuch Streuung Reflektion Absorption Beobachtung 2.jpg|An der Wand sieht man einen hellen, viereckigen Lichtfleck.
+ Bild:Versuch Streuung Reflektion Absorption Beobachtung 3.jpg|Ist die Deckenbeleuchtung wieder an, sieht man im Spiegel einen Teil der Umgebung.
+</gallery>
-Den Spiegel sieht man fast gar nicht, er erscheint dunkel, nur von einer bestimmten Stelle im Raum aus sieht man die Taschenlampe im Spiegel.
+;Ergebnis
+*Um einen Gegenstand zu sehen, muss er von Licht beschienen sein.
+*'''Streuung:''' Streut der Gegenstand das Licht in alle Richtungen, so sieht er von allen Stellen des Raumes hell aus.
+*'''Reflektion:''' Reflektiert der Gegenstand das Licht, so wird das Licht nur in eine Richtung weitergeleitet und an den meisten Stellen im Raum sieht der Gegenstand dunkel aus.
+*'''Absorption:''' Schluckt der Gegenstand das Licht, so sieht er dunkel aus.
+*Wir sehen einen Gegenstand, weil von ihm aus Licht in unser Auge fällt.
-Das Papier sieht man von allen Stellen des Raumes aus sehr hell.
+===Sehen mit den Ohren und den Augen===
+Tiere und auch geübte blinde Menschen können mit Hilfe des Echos von Klicklauten ihre Umgebung "sehen". Mit Hilfe von Radar kann man Schiffe und Flugzeuge orten.
+Das Sehen mit den Augen oder mit den Ohren läuft sehr ähnlich ab:
-Die glatte Alufolie sieht man mäßig hell, bei der zerknüllten Folie sieht man viele kleine Lichtpunkte.
+{|class="wikitable" style="text-align: center"
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+Sehen mit den Augen
-;Ergebnis
+!valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+Sehen mit den Ohren
-*Um einen Gegenstand zu sehen, muss er von Licht beschienen sein.
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-*Streut der Gegenstand das Licht in alle Richtungen, so sieht er von allen Stellen des Raumes hell aus.
+Sehen mit Radar
-*Reflektiert der Gegenstand das Licht, so wird das Licht nur in eine Richtung weitergeleitet und an den meisten Stellen im Raum sieht der Gegenstand dunkel aus.
-*Schluckt der Gegenstand das Licht, so sieht er dunkel aus.
+|-
-*Wir sehen einen Gegenstand, weil von ihm aus Licht in unser Auge fällt.
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+Schall wird am Gegenstand gestreut.
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+|-
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+Die Empfangsantenne empfängt die gestreuten Radarwellen.
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+|-
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+Brille
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+Hörgerät
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+?
+|-
+|style="text-align:left; border-style: solid; border-width: 4px "|
+Farben
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+Klang(farben)
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+?
+|-
+|style="text-align:left; border-style: solid; border-width: 4px "|
+hell-dunkel
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+laut-leise
+|style="text-align:left; border-style: solid; border-width: 4px "|
+?
+|}
 ==Sehen und Wahrnehmen==
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 *Video: [http://www.ted.com/talks/beau_lotto_optical_illusions_show_how_we_see.html Optische Täuschungen zeigen, wie wir sehen] (Beau Lotto)
 *Video: [https://www.srf.ch/play/tv/literaturclub/video/das-innere-auge--neue-fallgeschichten-von-oliver-sacks?id=d8c02a74-0bcc-48f8-af59-ca1c0c8ffbfa&station=69e8ac16-4327-4af4-b873-fd5cd6e895a7 Das innere Auge; Fallgeschichten von Oliver Sacks] (SRF)
+:Video: [https://www.youtube.com/watch?v=vc5Tzcm-cxg Gesichtsblindheit Quarks: Dimension Ralph]
 :Radiobericht: [http://www.dradiowissen.de/medizin-seelenblind.35.de.html?dram:article_id=225485  Seelenblindheit; Gesichtsblindheit (visuelle Agnesie)] (DRadio Wissen)
 :[http://www.focus.de/gesundheit/ratgeber/gehirn/krankheiten/tid-15495/gesichtsblindheit-wenn-einer-aussieht-wie-der-andere_aid_434866.html Gesichtsblindheit: Wenn Einer aussieht wie der Andere] (focus.de)

Wie wir Sehen: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 7. März 2024, 09:11 Uhr

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Versuch: Kann man Licht sehen?

Versuch: Licht tritt verschiedene Oberflächen

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