Diskussion:Photopisches und skotopisches Sehen
Letzter Kommentar: vor 1 Jahr von Bautsch in Abschnitt Farbige Gestirne
Diskussion:Photopisches und skotopisches Sehen
[Quelltext bearbeiten]- Die Überarbeitung durch A.Z. empfinde ich als sehr gelungen und habe deshalb in den anderen relevanten Artikeln den Begriff "Tagsehen" hierher verlinkt (sowie "Tagessehen" in "Tagsehen" korrigiert): Jetzt kann man sich den Kontext des Begriffes herstellen mit einem Blick auf "links auf diese Seite".
- Als weiterhin problematisch empfinde ich, dass (verständlicherweise zur Klarstellung erwähnt) Nacht- und Dämmerungssehen nun ebenfalls hier abgehandelt werden und nicht unter den symmetrischen lemmata, wo sie eigentlich hingehören. Unstrittig jedenfalls: bei V(lambda)-Kurve gehört der jetzige Inhalt nicht rein, das dort sollte reine Fotometrie sein bzw bleiben.
- Sachlich unklar ist mir der interessante Hinweis auf das "kalte" Mondlicht: im Bereich des Stäbchensehens hat man kein (dreidimensionales R,G,B) Farbempfinden mehr -- infolgedessen sieht man nur noch neutralgrau Hell-Dunkel ... Wie kann dann der Purkinje-Effekt die Farbtemperatur der im Übergangsbereich (Dämmerungssehen) verbliebenen Farbwahrnehmung verändern? Müssten die Farben nicht eher farbtontreu allmählich ausbleichen? --Pik-Asso 17:31, 31. Jan 2006 (CET)
stäbchen/zäpfchen-empfindlichkeit
[Quelltext bearbeiten]ich verstehe diese tag/dämmerung/nacht-sicht unterschiede so , daß die stäbchen helligkeitsinformation zur farberkennung hinzufügen , aber tief im gehirn . verständlich wird der farbempfindungsunterschied im dämmerlicht aber nur , wenn die stäbchen auch wirklich anders empfindlich (höher) auf helligkeitswerte sind . dh. die helligkeitsbeobachtung durch die stäbchen überwiegt die der zapfen und verändert daduch die farbempfindung , wobei sogar die farbemfindlichkeit der stäbchen auffällig wird . die blaue farbe kommt von den zapfen , aber heller ist es wegen der stäbchen . in den darstellungen der empfindlichkeit der stäbchen und zapfen sind diese aber scheinbar gleich empfindlich . auf diesen beiden webseiten : zu physiologie des sehens / stäbchen vs zapfen durchklicken http://webvision.med.utah.edu/book/part-viii-gabac-receptors/light-and-dark-adaptation/ werden die absoluten lichtempfindlichkeiten (glaube ich wenigstens) angegeben . es ist laut reiner vogel nicht so , daß die zapfen weniger empfindlich sind , sondern ihr signal ist durch eigenerregung zu verrauscht .--Konfressor (Diskussion) 10:46, 6. Feb. 2016 (CET)
- bei webvision.med.utah.edu wird angegeben , daß die effizienz der stäbchen sehr viel höher ist . dh im umkehrschluß , weniger licht löst eher nervenimpuls aus . des weiteren führt dies dazu , daß die stäbchen schon bei raumbeleuchtung in den sättigungsbereich geraten . viel anschaulicher wäre aber eine darstellung der wirklichen auslöse-empfindlichkeit .--Konfressor (Diskussion) 15:41, 10. Feb. 2016 (CET)
blickfeld , sehwinkel , bildwinkel ,sehfeld oder wie man das nennt
[Quelltext bearbeiten]beim photoptischen sehen hat man einen blickwinkel des farbigen und scharfen sehens durch die fovea von ca 60° , wobei der periphere bildbereich nicht wirklich integriert ist . beim wechsel zum skotopischen sehen wird der periphere wesentlich in die wahrnehmung eingebaut und die räumliche rundumsicht besser , eine holistische raumwahrnehmung tritt ein . find ich ! --Konfressor (Diskussion) 19:56, 25. Feb. 2016 (CET)
Farbige Gestirne
[Quelltext bearbeiten]Bei Sternen und Planeten kann man auch in dunkler, mondloser Nacht klar Farbnuancen erkennen, das sind nicht etwa nur weiße Pünktchen bzw. Scheibchen vor schwarzem Himmel. Wie erklärt sich das angesichts des Umstands, daß wir uns hier klar im Bereich des skotopischen Sehens befinden? --77.10.215.189 19:31, 17. Mai 2023 (CEST)
- Die Leuchtdichte der hellen Sterne ist durchaus ausreichend, um diese Farbnuancen zu erkennen. Bei lichtschwachen Objekten, wie zum Beispiel dem Orionnebel ist selbst mit großen Fernrohren praktisch keine Farbe sichtbar. Ab einer Beleuchtungsstärke von knapp einem Mikrolux (respektive ungefähr bis zur Größenklasse 1m) funktionieren auch die Farbzapfen in der Netzhaut. Siehe hierzu auch Scheinbare Helligkeit#Beleuchtungsstärke sowie b:Digitale_bildgebende_Verfahren:_Beleuchtung#Astronomie. --Bautsch 08:29, 18. Mai 2023 (CEST)
- Das ganze Thema fehlt im Artikel offenbar, ebenso die Adaptation. Zugespitzt und überzeichnet könnte man behaupten, daß es photopisches und skotopisches Sehen überhaupt nicht gibt. Vielmehr kommt es auf die lokale Beleuchtungsstärke auf der Netzhaut an. Wenn die hoch ist, sind die Helligkeitsrezeptoren (Stäbchen) in der Sättigung. Wenn es dann plötzlich dunkel wird ("Licht ausgeschaltet"), erkennt man erst einmal überhaupt nichts, es braucht vielmehr eine Viertel- bis eine halbe Stunde, bis Dunkeladaptation einsetzt und sie aus der Sättigung wieder heraus sind. Ob nun Farben sichtbar sind, oder nicht, hängt dann von der lokalen Beleuchtungsstärke ab. Bei den Netzhautbildern von Sternen ist die erste einmal ein problematischer Begriff, weil die in der geometrischen Optik extrem hoch wäre (Brennglaseffekt); in der Realität besteht das Bild aber aus der Beugungsfigur, die sich aus der Pupillenöffnung ergibt. (Die Lichtstärke von Teleskopen ist auch nicht ganz so simpel zu erklären. Durch das Objektiv geht ein paralleles Strahlenbündel in das Instrument hinein und aus dem Okular kommt wieder ein paralleles Strahlenbündel heraus. Ohne die Berücksichtigung von Verlusten wird dessen Öffnung aber um das Vergrößerungsverhältnis komprimiert und die Beleuchtungsstärke dadurch im Quadrat des Vergrößerungsverhältnisses erhöht. Wenn man z. B. ein Glas "10x100" hat, dann beträgt die Objektivapertur 100 mm. Das aus dem Okular austretende Strahlenbündel des Lichts eines Sterns hat wegen der Vergrößerung von 10 dann nur noch einen Durchmesser von 10 mm, wegen der Kompression erzeugt es aber theoretisch eine bis zu einem Faktor 10^2=100 höhere Leuchtdichte auf der Netzhaut, d. h. dadurch müßten bis zu 5 Größenklassen schwächere Sterne sichtbar werden. Das gilt aber nur für nicht zu hohe Vergrößerungen, weil sonst die Austrittsapertur zu klein wird und die Pupille in Weitstellung nicht mehr komplett beleuchtet. Der Effekt ist nicht so klar: einerseits reduziert sich dadurch natürlich die Gesamt-Beleuchtungstärke. Andererseits vergrößert die kleinere Apertur die Beugungsfigur, die dann mehr Rezeptoren überdeckt. Das erhöht wieder die Wahrscheinlichkeit von Photonendetektionen.) Wenn die Bilder lokal hell genug sind, um auch die Farbrezeptoren (Zäpfchen) anzuregen, erscheint das Bild farbig. (Und anscheinend kann das tatsächlich auch schon bei Sternen der Fall sein.) Wenn das so ist, ist die Unterscheidung aus dem Lemma ein Stückweit sinnlos: es können gleichzeitig in verschiedenen Netzhautbereichen skotopisches und photopisches Sehen auftreten. (Und die Sättigungs- bzw. Nachwirkungseffekte führen dann auch zu Nachbildern.) --95.112.172.178 14:42, 20. Mai 2023 (CEST)
- Die Leuchtdichte ist bei optischen Abbildungen (egal ob mit Fernrohr oder Auge) invariant, siehe hierzu auch b:Digitale_bildgebende_Verfahren:_Beleuchtung#Leuchtdichte. Die Beugungsbegrenzung bei Dunkeladaption (Blendenzahl des Auges ist dann ungefähr 4) beträgt für grünes Licht (550 Nanometer) gut 5 Mikrometer. Der Durchmesser eines Stäbchens auf der Netzhaut beträgt 2 Mikrometer, so viele Stäbchen werden durch ein Beugungsscheibchen dann gar nicht beleuchtet. Die Flächendichte der Zapfen auf der Netzhaut ist deutlich geringer, und zudem gibt es ja drei verschiedene Sorten davon. --Bautsch 19:26, 20. Mai 2023 (CEST)
- Wenn die Leuchtdichte invariant ist, wieso kann man dann mit Instrumenten schwächere Sterne sehen? --77.0.132.212 20:55, 21. Mai 2023 (CEST)
- Ich habe die Frage auch mal in der Disk von Teleskop gestellt, weil der Mechanismus in dem Artikel einfach fehlt. Ich denke, das mit der Invarianz der Leuchtdichte stimmt nur für flächige Bilder, nicht für die Beugungsscheibchen von Punktobjekten. Diese Beugungsscheibchen sind mit oder ohne Instrument immer gleich groß und hängen nur von der Blendenzahl des Auges ab. Ihre Helligkeit ist aber von der Objektivapertur des Instruments nebst angepaßter Vergrößerung abhängig. Die Vergrößerung quetscht das gegenstandsseitige parallele Strahlenbündel passend zur Pupillenöffnung zusammen. Wenn man beispielsweise ein Rohr mit 10 cm Apertur hat und eine zwanzigfache Vergrößerung wählt, dann hat das austretende Bündel einen augentauglichen Durchmesser von 5 mm, enthält aber das gesamte Licht des eintretenden Bündels. Damit haben wir dann auf der Netzhaut die 20^2=400-fache Lichtmenge in einem gleichgroßen Abbild wie beim unbewaffneten Auge. Damit müßte man dann also 6 Größenklassen gewinnen können. Zu kleine Vergrößerung ist ungünstig, weil sie das Bündel nicht ausreichend einschnürt - da geht dann Licht an der Pupille vorbei. Zu große auch: wenn die Eintrittspupille des Strahls aus dem Okulars zu klein ist, wird die Beugungsscheibe größer und damit sinkt auch die Leuchtdichte auf ihr. --77.8.12.198 03:32, 23. Mai 2023 (CEST)
- Die Beugung erfolgt in jedem optischen System. Das entsprechende Beugungsscheibchen ist in der Bildebene eines Teleskops bereits vorhanden. Ein Okular erzeugt seinerseits Beugung an den Linsenfassungen, und zum Dritten kommt erst die Pupille des Auges ins Spiel. Welche Beugung das optische Auflösungsvermögen am stärksten limitiert, hängt von den Winkeldurchmessern der Beugungsscheibchen ab. Bei einem Teleskop wird die Öffnungsweite des Objektivs und der Durchmesser des Okulars in der Regel größer sein als der Durchmesser der Augenpupille, und somit ist letzterer der begrenzende Faktor für das Bild auf der Netzhaut. Deswegen ist es ratsam, photographische Aufnahmen ohne Okular und Pupille direkt in der Bildebene des Objektivs anzufertigen, wenn es darum geht, ein möglichst großes optisches Auflösungsvermögen erreichen zu können.
- Ich vermute, dass eine quantitative Beschreibung der Empfindlichkeit einzelner Zapfen und Stäbchen ziemlich schwierig ist, da insbesondere die Zapfen eine große Streubreite haben, was deren Größe und Empfindlichkeit betrifft. Zudem gibt es eine starke Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge. Ein einzelnes Photon kann zwar ein Stäbchen aktivieren, löst aber in der Regel noch keinen Reiz im Sehnerv aus. Im Bergmann-Schaefer Lehrbuch der Experimentalphysik Band Optik steht zum Beispiel, dass für eine Wahrnehmung fünf Photonen mit einer Wellenlänge von 500 Nanometern innerhalb einer Millisekunde erforderlich sind. Bei den Zapfen ist die Quantenausbeute sicherlich geringer. Siehe auch Das Auge --Bautsch 10:04, 23. Mai 2023 (CEST)
- Ich habe die Frage auch mal in der Disk von Teleskop gestellt, weil der Mechanismus in dem Artikel einfach fehlt. Ich denke, das mit der Invarianz der Leuchtdichte stimmt nur für flächige Bilder, nicht für die Beugungsscheibchen von Punktobjekten. Diese Beugungsscheibchen sind mit oder ohne Instrument immer gleich groß und hängen nur von der Blendenzahl des Auges ab. Ihre Helligkeit ist aber von der Objektivapertur des Instruments nebst angepaßter Vergrößerung abhängig. Die Vergrößerung quetscht das gegenstandsseitige parallele Strahlenbündel passend zur Pupillenöffnung zusammen. Wenn man beispielsweise ein Rohr mit 10 cm Apertur hat und eine zwanzigfache Vergrößerung wählt, dann hat das austretende Bündel einen augentauglichen Durchmesser von 5 mm, enthält aber das gesamte Licht des eintretenden Bündels. Damit haben wir dann auf der Netzhaut die 20^2=400-fache Lichtmenge in einem gleichgroßen Abbild wie beim unbewaffneten Auge. Damit müßte man dann also 6 Größenklassen gewinnen können. Zu kleine Vergrößerung ist ungünstig, weil sie das Bündel nicht ausreichend einschnürt - da geht dann Licht an der Pupille vorbei. Zu große auch: wenn die Eintrittspupille des Strahls aus dem Okulars zu klein ist, wird die Beugungsscheibe größer und damit sinkt auch die Leuchtdichte auf ihr. --77.8.12.198 03:32, 23. Mai 2023 (CEST)
- Wenn die Leuchtdichte invariant ist, wieso kann man dann mit Instrumenten schwächere Sterne sehen? --77.0.132.212 20:55, 21. Mai 2023 (CEST)
- Die Leuchtdichte ist bei optischen Abbildungen (egal ob mit Fernrohr oder Auge) invariant, siehe hierzu auch b:Digitale_bildgebende_Verfahren:_Beleuchtung#Leuchtdichte. Die Beugungsbegrenzung bei Dunkeladaption (Blendenzahl des Auges ist dann ungefähr 4) beträgt für grünes Licht (550 Nanometer) gut 5 Mikrometer. Der Durchmesser eines Stäbchens auf der Netzhaut beträgt 2 Mikrometer, so viele Stäbchen werden durch ein Beugungsscheibchen dann gar nicht beleuchtet. Die Flächendichte der Zapfen auf der Netzhaut ist deutlich geringer, und zudem gibt es ja drei verschiedene Sorten davon. --Bautsch 19:26, 20. Mai 2023 (CEST)
- Das ganze Thema fehlt im Artikel offenbar, ebenso die Adaptation. Zugespitzt und überzeichnet könnte man behaupten, daß es photopisches und skotopisches Sehen überhaupt nicht gibt. Vielmehr kommt es auf die lokale Beleuchtungsstärke auf der Netzhaut an. Wenn die hoch ist, sind die Helligkeitsrezeptoren (Stäbchen) in der Sättigung. Wenn es dann plötzlich dunkel wird ("Licht ausgeschaltet"), erkennt man erst einmal überhaupt nichts, es braucht vielmehr eine Viertel- bis eine halbe Stunde, bis Dunkeladaptation einsetzt und sie aus der Sättigung wieder heraus sind. Ob nun Farben sichtbar sind, oder nicht, hängt dann von der lokalen Beleuchtungsstärke ab. Bei den Netzhautbildern von Sternen ist die erste einmal ein problematischer Begriff, weil die in der geometrischen Optik extrem hoch wäre (Brennglaseffekt); in der Realität besteht das Bild aber aus der Beugungsfigur, die sich aus der Pupillenöffnung ergibt. (Die Lichtstärke von Teleskopen ist auch nicht ganz so simpel zu erklären. Durch das Objektiv geht ein paralleles Strahlenbündel in das Instrument hinein und aus dem Okular kommt wieder ein paralleles Strahlenbündel heraus. Ohne die Berücksichtigung von Verlusten wird dessen Öffnung aber um das Vergrößerungsverhältnis komprimiert und die Beleuchtungsstärke dadurch im Quadrat des Vergrößerungsverhältnisses erhöht. Wenn man z. B. ein Glas "10x100" hat, dann beträgt die Objektivapertur 100 mm. Das aus dem Okular austretende Strahlenbündel des Lichts eines Sterns hat wegen der Vergrößerung von 10 dann nur noch einen Durchmesser von 10 mm, wegen der Kompression erzeugt es aber theoretisch eine bis zu einem Faktor 10^2=100 höhere Leuchtdichte auf der Netzhaut, d. h. dadurch müßten bis zu 5 Größenklassen schwächere Sterne sichtbar werden. Das gilt aber nur für nicht zu hohe Vergrößerungen, weil sonst die Austrittsapertur zu klein wird und die Pupille in Weitstellung nicht mehr komplett beleuchtet. Der Effekt ist nicht so klar: einerseits reduziert sich dadurch natürlich die Gesamt-Beleuchtungstärke. Andererseits vergrößert die kleinere Apertur die Beugungsfigur, die dann mehr Rezeptoren überdeckt. Das erhöht wieder die Wahrscheinlichkeit von Photonendetektionen.) Wenn die Bilder lokal hell genug sind, um auch die Farbrezeptoren (Zäpfchen) anzuregen, erscheint das Bild farbig. (Und anscheinend kann das tatsächlich auch schon bei Sternen der Fall sein.) Wenn das so ist, ist die Unterscheidung aus dem Lemma ein Stückweit sinnlos: es können gleichzeitig in verschiedenen Netzhautbereichen skotopisches und photopisches Sehen auftreten. (Und die Sättigungs- bzw. Nachwirkungseffekte führen dann auch zu Nachbildern.) --95.112.172.178 14:42, 20. Mai 2023 (CEST)