reflektierende augen

so. hier einmal eine frage an die physiker unter euch (und alle, die es auch wissen):

tiere, die in der nacht gut sehen, haben hinter der netzhaut ein sogenanntes tapetum, welches das licht, das bereits einmal durch die photorezeptoren durchgegangen ist, reflektiert, so dass das licht die photorezeptoren noch ein zweites mal passieren kann, damit das signal groß genug ist um ein aktionspotenzial auszulösen und somit sehen in der nacht ermöglicht. soweit so gut.

aber was ich mich dabei frage ist: wenn die lichtstrahlen vom tapetum reflektiert werden, dann dürfen sie von den photorezeptoren nicht komplett absorbiert werden, sondern ein teil muss durchgehen, was aber nur bei durchlässigen medien möglich ist. heißt das, die photorezeptoren dieser tiere sind lichtdurchlässig? denn bei undurchlässigen oberflächen würde ja ein teil absorbiert und der rest reflektiert werden, was nichts bringen würde, weil dann ja kein licht mehr zum tapetum durchdringen könnte um dann ein zweites mal absorbiert zu werden. und selbst bei dieser zweiten absorbtion muss noch licht "überbleiben", denn sonst würden deren augen ja nicht leuchten, wenn z.B. nachts scheinwerferlicht auf sie fällt.

wo is dir denn diese frage eingefallen ? :f: hahaha

aber mit deiner theorie bist du glaub ich richtig. es muss irgendwie licht durchgehen, sonst würde es ja nichts bringen. nehm an, dass diese rezeptoren so dünn sind, das dort leicht licht durchkommt. vielleicht sind sie auch in einem bestimmten abstand zueinander, dass die wellenlänge des lichts genau durchpasst oder besser nochmals bricht. stichwort: lichtbrechung

lg

gernot

na, das mit dem abstand glaub ich nicht, denn:

wenn das licht zwischen den rezeptoren durchgehen würde, wäre das ja eine verschwendung elekromagnetischer energie, denn die energie, die daneben vorbeigeht, kann ja von den rezeptoren nicht absorbiert werden. es wäre also nicht sinnvoll, dass das licht zuerst dazwischen vorbei geht, nur um dann am rückweg (nach erfolgter reflexion) absorbiert werden zu können. außerdem, dann würde es ja am rückweg auch dazwischen durchgehen, das wäre dann ja gleich ein doppelter verlust und somit kontraproduktiv. denn der sinn ist ja, dass so viel energie wie möglich aus dem licht absorbiert werden soll.

PS: wo mir das eingefallen ist? ich hab in einer woche meine diplomprüfung in psychologie und schau mir nochmal die kognitive psychologie an. da ist wahrnehmung ein teil davon..... naja, und dann hats mich eben interessiert, wie das eigentlich bei nachtaktiven tieren ist, z.B. katzen und rehe.

Ich kann dazu beitragen, dass ich mal eine Retina (fragt nicht wo:D) gesehen habe und diese durchaus durchsichtig gewirkt hat, ähnlich wie eine Kontaktlinse.

Ob das wegen der geringen Dicke und/oder speziellen Zellen so ist, weiss ich nicht. Auf jeden Fall kann offenbar genug Licht durchdringen, um (wenn vorhanden) vom Tapetum nochmal durchgeschickt zu werden.

...fragt nicht wo:D)...

WO?

Ich kann dazu beitragen, dass ich mal eine Retina (fragt nicht wo:D) gesehen habe und diese durchaus durchsichtig gewirkt hat,......

jedes Auge reflektiert in der Nacht,

nachtaktive Tiere ham nur größere (bzw. eine Iris die weiter aufmacht)

und/oder mehr schwarz/weiß Rezeptoren

viel interessanter wäre die Frage, wieso normalerweise Augen (Hund/Katze) grün zurückleuchten, manche aber gelb/orange (das kommt bei einem schwarzen Hund richtig gut), oder beim Menschen rot, oder ...

falls diese Reflexionsgeschichte zutrifft, dann wäre eine Möglichkeit die Dichte der lichtaufnehmenden Zellen. Möglicherweise geht das eben nicht mit 100 & der möglichen Fläche (Baugröße ) und daher die Reflexion des daneben vorbeigehenden Lichts (von dem ein großer Teil wohl zusätzlich noch verloren geht)

Weil die Netzhaut sehr stark durchblutet ist. Darum rot. Man sieht das so aber nicht, da aus der Kugel das Licht nicht mehr wirklich raus kommt, bzw. es drinnen einfach zu dunkel ist um rot zu wirken. Also wirkt es nur unter dem Blitzlicht rot.

Das Tapetum der Katze reflektiert, ja. Und zwar deswegen, um das Licht noch einmal zu reflektieren und quasi mehr Licht auf die Netzhaut treffen zu lassen. Einiges von dem Licht landet eben draußen.

aber was ich mich dabei frage ist: wenn die lichtstrahlen vom tapetum reflektiert werden, dann dürfen sie von den photorezeptoren nicht komplett absorbiert werden, sondern ein teil muss durchgehen, was aber nur bei durchlässigen medien möglich ist. heißt das, die photorezeptoren dieser tiere sind lichtdurchlässig?

ich kenn mich zwar bei der Anatomie von Katzen nicht gut aus kann dir aber vielleicht doch helfen:

Es gibt nicht nur absorbierende Medien oder transparente Medien. De Facto sind die allermeisten Stoffe mehr oder weniger absorbierend. Das wirkt sich insbesondere bei dünnen Schichten stark aus. So ist zum Beispiel Gold, was man eigentlich als lichtundurchlässig oder reflektierend kennt, in dünnen Schichten zumindest zum Teil transparent. Noch stärker ist der Effekt natürlich bei Körperzellen, die von Haus aus nicht so stark absorbierend und kaum reflektierend sind.

Grundsätzlich gilt das Lambert-Beersche Gesetz:

http://de.wikipedia.org/wiki/Lambert-Beersches_Gesetz

Das Wesentliche ist, dass die Intensität (also die Zahl der Photonen) der einfallenden Strahlung exponentiell mit der Eindringtiefe abnimmt.

Anschaulich finde ich eine Halbwertsdicke, also die Dicke bei der die Hälfte der einfallenden Strahlung absorbiert wurde. Ich würde schätzen, dass diese Dicke bei menschlichen Zellen in der Größenordnung von ein paar Zehntel bis Millimetern liegt. Außerdem wird die Netzhaut wahrscheinlich in diesem Größenbereich oder sogar noch dünner sein.

Das heisst einfallende Strahlung wird sie mit Sicherheit zum Teil (wahrscheinlich Großteil) durchdringen.

mfg

Letscho

Ich habe zwar erst dieses Semester die VO Photonik aber es fehlen meiner Meinung Fakten(Materialeigenschaften, Abmessungen, etc.), so dass überhaupt jemand eine Abschätzung vornehmen könnte. Ich fürchte, dass es aber sehr komplex (kein homogenes Material, etc.) ist und somit auch mit diesen nicht wirklich möglich sein wird.

Man kann hier nur raten und für mich sind momentan zwei Möglichkeiten plausibel:

- Die Rezeptoren sind, wie du, Letscho und andere auch vermuten, durchlässig.

- Das Tapetum könnte auch aus vielen kleine Parabolspiegel bestehen. Betrachte als vergleich eine Satelliten-Antenne.

Ich habe aber nur sehr beschränktes Wissen im Bereich der Biologie. Vielleicht möchte mich dafür jemand einen Kopf kürzer machen.

So, jetzt habe ich auch noch in meinem Buch zur VO Biophysik ein wenig nachgelesen. Über dieses Phänomen steht natürlich nichts darin. Der Prozess, wie Licht zu einem Signal wird, ist jedoch nicht einfach und zumindest im Buch steht, dass der Mechanismus noch nicht ganz geklärt ist.

Ich wünsche dir noch viel Glück bei der Suche, vielleicht findest das richtige Buch oder einen Spezialisten.

@Letscho:

Beim Menschen ist ebenfalls die Eizelle mit 110-140 Mikrometern die größte somatische Zelle, und die einzige, die mit bloßem Auge erkennbar ist.

http://de.wikipedia.org/wiki/Zelle_(Biologie)

Mit "dieser Dicke" meinte ich natürlich die Halbwertsdicke nicht den Durchmesser der Zelle, mir ist klar dass einzelne Zellen sehr viel kleiner sind.

Und im Fall einer Eizelle mag die sehr wohl sichtbar und damit absorbierend sein, der Großteil der einfallenden Strahlung geht aber mit Sicherheit durch.

edit: ich dachte ich hab plausibel hergeleitet, dass die Netzhaut zumindest zu Teil transparent sein muss, oder nicht?

Also - in der Nacht, wenn ohnedies wenig Licht vorhanden ist, müsste das gesamt Licht gleich an der ersten Schicht absorbiert werden und es dürfte gar nichts an die tiefere, reflektierendere Schicht weiterdringen. Beispiel: Wenn der Vorhang in der Nacht zu ist, nutzt ein spiegel dahinter gar nichts, weil das ganze restlicht schon vom Vorhang aufgefangen wird.

Am Tag jedoch - wend die Sonne scheint, dringt sehr wohl Licht durch den Vorhang, aber da benötigt man dahinter keine Spiegel mehr, weil es ohnedies heller Tag ist.

Facit: Selbst WENN die Netzhaut mit den Rezeptoren lichtdurchläßig ist, was sie zweifelslos tatsächlich ist, dann dürfte es in der Nacht kaum einen Unterschied ausmachen.

Es gibt jedoch einen Unterschied.

Also zurück an den Start!

..... sorry, das war jetzt wenig hilfreich oder?

@letscho: danke für deine ausführliche antwort. genau das wollt ich wissen.

@danko: wie die eloektromagnetische strahlung in der zelle in ein elektrisches signal umgewandelt wird kann ich dir sagen: wenn die photonen auf die zelle treffen geben sie ihre energie teilweise an die zelle ab (= absorbtion). dadurch ändert sich die chemische struktur in der zelle, dadurch wiederum ändert sich die struktur der zellmembran, die ionendurchlässigkeit ändert sich, das elektrische potential ändert sich, sprich es entsteht ein aktionspotential, welches dann von den nervenzellen ans gehirn weitergeleitet wird.

@sir: da hast du prinzipiell recht, aber die rezeptorzellen dürften wohl eher die durchlässigkeitseigenschaften eines fensters haben und nicht eines vorhangs, und das war ja genau das was ich wissen wollte und was letscho schon beantwortet hat. ein spiegel vis a vis eines fensters in der nacht macht es sehr wohl heller.

@hephaista: bitte sehr

@sir: Dein Beispiel zeigt die abhänggigkeit von I(0) der einfallenden Strahlungsintensität. die Physik ist nachts aber keine andere als tags. Materialkonstanten, wie zum Beispiel die Halbwertsdicke, bleiben gleich. Das heisst es wird, je nachdem wie dick die Schicht (vorhang) wirklich ist, der gleiche Prozentsatz einfallender Strahlung durchgelassen. Zum Beispiel könnte ein Vorhang 10% der einfallenden Strahlung durchlassen.

Der Grund warum du das tags siehst und nachts nicht, liegt an deinen zu schwachen Augen, und nicht daran, dass er nachts stärker absorbiert als tags.

mfg

letscho

.... liegt an deinen zu schwachen Augen....

sigst as, sör, i hob jo scho ollawäu gsogt, du siagst schlecht!

viel interessanter wäre die Frage, wieso normalerweise Augen (Hund/Katze) grün zurückleuchten, manche aber gelb/orange (das kommt bei einem schwarzen Hund richtig gut), oder beim Menschen rot, oder ...

 

ja das stimmt hund und katzi grüne augen

menschi rote augen bei blitzlichtfoto

hab mich geäääääärgert,weil foto echt suuupa menschi und hundi gemeinsam

menschrotaug mit fotoprogramm eliminieren können

.......grüne net!:f:

@Hephaista danke netter versuch aber irgendwie passt es nicht ganz mit dem buch zusammen. ich glaube, dass es jedoch an mir liegt es richtig umzusetzen. die beschreibung ist viel genauer. was du mit "ändert sich die chemische struktur in der zelle, dadurch wiederum ändert sich die struktur der zellmembran, die ionendurchlässigkeit ändert sich, das elektrische potential ändert sich" kurz schreibst ist für mich im detail kaum nachvollziehbar (zu viele unbekannt begriffe ) und teilweise nicht mal sicher bekannt.

so jetzt bin ich noch mehr verwirrt!

http://de.wikipedia.org/wiki/Netzhaut#Externe_Grenzmembran_.28ELM_-_external_limiting_membrane.29

das heißt für mich, dass die netzhaut nur an bestimmten punkten durchdringbar ist. wie das in summe wirkt, wenn wir eine netzhaut ansehen, weiß ich nicht.

weiters müsste das wohl bedeuten, dass das licht welches zurückgeworfen wird die sensoren=außensegment http://de.wikipedia.org/wiki/Au%C3%9Fensegment durchdringt.

@bleda bua

http://www.tiere-kleinanzeigen.com/export/20fd9f8a9564fdfecdfdb7d25951b.jpg

Idee: kanns sein, dass da gar keine Reflexion passiert?

Erklärungsversuch: Leitlinien, Zebrastreifen, ...

Habts schon mal zugesehen wie die gemacht werden (dass sie nachts leuchten)?

... auf den noch feuchten Lack werden dick kleine Glaskügelchen draufgeleert - das überschüssige Zeug verblästs dann mit der Zeit.

Übrig bleibt eine Schicht Glaskugeln, die nach oben frei sind und zur Hälfte im weißen Lack stecken.

Fällt nun Licht da drauf, dann wird innen die bloß die Farbe angeleuchet, es scheint sehr hell und reflektierend, aber tatsächlich "leuchtet" nur das weiß, nix zurückstrahlend.

In der Nacht ists sehr dunkel und, wenn das vielleicht so funktioniert, stehen jetzt plötzlich die innen "hellen" Augen im Nichts.

möglich?

man findet eigentlich viel im internet.

@yellow: ich versteh nicht ganz wie du das meinst. hört sich aber irgendwie nicht ganz so gut an.

so funktionierts: http://de.wikipedia.org/wiki/Retroreflexion

mit hilfe dieses artikel findet man auch diesen hier http://de.wikipedia.org/wiki/Tapetum_lucidum und weiter http://www.spektrumdirekt.de/artikel/790821.

somit sollte auch die frage, warum katzenaugen anders "leuchten" geklärt sein. wie/wo das licht die netzhaut durchdringt wissen wir leider noch nicht.

@yellow: nein, das kann nicht sein. die glaskugeln dienen wohl nur dazu, das licht, das von der weißen oberfläche reflektiert wird zu streuen, damit der zebrastreifen auffälliger wird.

@danko: naja, das war die grobe beschreibung (Quelle: "Visual Perception", Bruce,V., Green, P.R., Georgeson, M.A., 2003, Psychology Press) welche stoffwechselvorgänge sich in der zelle dabei genau abspielen ist ja für psychologen nicht relevant und daher nicht so genau beschrieben. ehrlich gesagt interessiert mich die chemische komponente daran ohnehin eher weniger. und meine frage wurde ja nun eh schon geklärt.