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Optik - Die Funktion von Brillen physikalisch erklärt

Brillen sollen Menschen mit einem Sehfehler helfen. Aber wie funktioniert das mit der Optik "Auge-Brille"? Da steckt nämlich etwas Physik dahinter.

Eine Lesebrille enthält meist eine Sammellinse.
Eine Lesebrille enthält meist eine Sammellinse.

Optik am Auge - zwei typische Sehfehler

Egal, ob es sich um das Auge von Mensch oder Tier handelt: Im Prinzip ist ein Auge eine sich selbst scharf stellende Kamera, die unablässig Bilder der Außenwelt auf der lichtempfindlichen Netzhaut entwirft. Allerdings funktioniert die abbildende Optik nicht bei allen Menschen optimal: Das Bild auf der Netzhaut ist unscharf. Zwei typische Bereiche für diese Unschärfe gibt es. Sie werden mit den Begriffen "weitsichtig" und "kurzsichtig" in Verbindung gebracht. 

  • "Kurzsichtig" ist eine Person, die nur in nahen Bereich scharf sieht, Entferntes jedoch unscharf. Problem ist hier besonders das Autofahren, wofür Brillen (oder Kontaktlinsen) benötigt werden.
  • "Weitsichtig" ist eine Person, die Dinge im nahen Bereich nur unscharf sehen, entfernte Gegenstände aber scharf. Problem ist hier das Lesen.
  • Darüber hinaus gibt es selbstredend weitere Augenfehler wie zum Beispiel eine Hornhautverkrümmung oder Teilfehlsichtigkeiten, die ebenfalls mit Brillen korrigiert werden können. 

Brillen gegen Fehlsichtigkeit - die beiden wichtigsten Typen

Im Altertum musste man sich noch mit der vergrößernden Wirkung von Bergkristallen oder gläsernen Kugelteilen als Seh- und Lesehilfe zufriedengeben. Die Lesesteine waren oft aus einem Beryllkristall geschliffen, daher stammt wahrscheinlich das Wort "Brille". Heute gibt es prinzipiell Brillen gegen nahezu jede Art von Fehlsichtigkeit - moderne Linsenoptiken erlauben dies. Hier sollen die beiden Grundtypen für Weitsichtigkeit und Kurzsichtigkeit vorgestellt werden:

  • Bei Weitsichtigkeit liegt der Brennpunkt des Auges hinter der Netzhaut. Dort liegt auch das scharfe Abbild. Grund ist, dass entweder der Augapfel zu kurz ist (meist bei Kindern und Jugendlichen während des Wachstums) oder Augenlinse und/oder Hornhaut sich nicht mehr ausreichend krümmen können, um ein scharfes Abbild auf der Netzhaut zu erzeugen. Dies ist übrigens der Grund für die bekannte Altersweitsichtigkeit. Passende Brillen unterstützen in diesem Fall die sammelnde Wirkung von Augenlinse und Hornhaut: Eine konvexe, also nach außen gekrümmte Linse ist notwendig (wie zum Beispiel auch bei einer Lupe oder einem Brennglas).
  • Bei Kurzsichtigkeit liegt der Fall im Prinzip genau anders herum: Der Brennpunkt des Auges (und damit das scharfe Abbild) liegt vor der Netzhaut. In diesem Fall ist der Augapfel zu lang oder die Augenlinse kann sich nicht ausreichend entspannen, sprich: abflachen. Auch eine zu starke Krümmung der Hornhaut kann zu dieser Fehlsichtigkeit führen. Hier muss eine Brille die sammelnde Wirkung des Auges abmindern: Eine konkave, also nach innen gekrümmte Linse ist notwendig. Derartige Zerstreuungslinsen werden, neben ihrem Einbau in komplexe Optiken für Fernrohre und Kameras,  auch für LED-Taschenlampen genutzt.

Übrigens: Gleitsichtbrillen kombinieren beide Linsentypen, unten befindet sich (in den meisten Fällen) ein konvexer Teil, oben ein konkaver. Beide Teile gehen sanft ineinander über.

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