Das ABC des Sehens

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Auge Lichtempfindliches Sehorgan des Menschen und der Tiere. Die Augen der einzelnen Spezies sind sehr unterschiedlich aufgebaut. Das Spektrum reicht von einfachen Strukturen, die nur zwischen hell und dunkel unterscheiden können, bis zu den kompliziert gebauten Augen des Menschen und anderer Säuger, die sehr geringfügige Abweichungen von Formen, Farben, Helligkeit und Entfernung erkennen. Der eigentliche Sehvorgang läuft aber nicht in den Augen ab, sondern im Gehirn. Das Auge hat die Aufgabe, die elektromagnetischen Wellen des Lichtes in ein Muster von Nervenimpulsen umzuwandeln, die dann an das Gehirn weitergeleitet werden.

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Astigmatismus (siehe Hornhautverkrümmung)

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Alterssichtigkeit Griech. Presbyopie. Um nahe gelegene Objektpunkte scharf sehen zu können, muss der Brechwert des Auges, verglichen mit dem Brechwert für die Ferne, erhöht werden. Dies erfolgt durch die Akkomodation, bei der sich in erster Linie die Vorderfläche der Augenlinse stärker krümmt.
Mit zunehmendem Alter verringert sich jedoch die Elastizität der Augenlinse und somit das Akkomodationsvermögen. Dieser Prozess beginnt zwar schon im jugendlichen Auge, er macht sich aber erst ab einem Alter von ca. 40 Jahren bemerkbar, und zwar dann, wenn das Akkomodationsvermögen so gering ist, dass scharfes Sehen in der Nähe nicht mehr möglich ist. Der Betreffende muss bei einer beginnenden Presbyopie ein Buch oder die Zeitung immer weiter weg halten, um noch scharf sehen zu können. Allmählich reicht die Länge der Arme nicht mehr aus. Die Presbyiopie ist genau genommen keine Fehlsichtigkeit, sondern die Folge einer normalen physiologischen Entwicklung, die sich in jedem Auge vollzieht. Bis mitte 50 nimmt die Presbyopie zu.

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Brille Linsen oder Prismen, die vor den Augen getragen werden, um verschiedene Sehfehler zu korrigieren. Die am weitesten verbreitete Brillenform besteht aus einem Paar gläserner Linsen, die von einem Metall- oder Plastikrahmen gehalten und auf den Nasensattel gesetzt werden. Der Rahmen wird durch Bügel, die seitlich um den Kopf greifen oder hinter den Ohren eingehakt werden, in der richtigen Stellung gehalten. Brillen mit Linsen aus Kunststoff sind heute üblicher, da dieses Material nicht so leicht zerbricht und weniger wiegt.
Brillen im Wandel der Zeit:
Da man anfangs Glas noch nicht blasenfrei giessen konnte, bestanden die ersten Sehhilfen vorwiegend aus Quarz, Bergkristallen oder grünen Halbedelsteinen, sog. Beryllen, woraus sich dann später der Name Brille entwickelte. Solche Stücke waren auf der einen Seite plan, auf der anderen konvex geschliffen und wurden direkt auf die Schrift gelegt.
Es ist wahrscheinlich, dass die ersten Brillen gegen Ende des 13. Jahrhunderts in Pisa entstanden.
Im Jahre 1305 wurden in Murano bei Venedig zwei Linsen in gestielten Ringen gefasst und diese Stiele zusammengenietet - so war die Nietbrille erfunden, die noch bis ins 16. Jahrhundert verwendet wurde.
Im Laufe der Zeit wurden die Brillen immer eleganter. Für die Fassung verwendete man zunächst Holz oder Leder, später Gold, Silber oder echtes Schildpatt, verziert mit edlen Steinen, Perlen und Gemmen.
Aus dem 19. Jahrhundert sind uns Klemmbrillen, Nasenquetscher, Schläfen- und Ohrenbrillen bekannt. In den 20 er Jahren unseres Jahrhunderts erhielten die Brillen dann ihre gegenwärtige Form.

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Bifokal Bifokalgläser ermöglichen dem Presbyopen deutliches Sehen in zwei verschiedenen Entfernungen, meist im Fern- und Nahbereich. Durch eine Zusatzlinse im unteren Glasbereich hat ein Bifokalglas zwei unterschiedlich dioptrische Wirkungen. Ein Nachteil des Bifokalglases ist, dass man keine Zwischendistanzen sehen kann wie bei einem Gleitsichtglas.

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CR 39 Organisches Glas ist ein vollsynthetisch hergestellter Kunststoff, der im Glaszustand vorliegt. Er besteht aus makromolekularen organischen Verbindungen, die zueinander ohne periodisches Ordnungsprinzip angeordnet sind (amorph).
Woher kommt der Name CR 39?
Zu Beginn des Zweiten Weltkrieges kristallisierte sich die Kunststoffindustrie aufgrund des Mangels an natürlichen Rohstoffen als Quelle hervorragender Ersatzstoffe heraus.
Damals begann eine Tochterfirma von PPG Industries namens "Columbia Southern Chemical Company" mit den Forschungsarbeiten für einen nicht-thermoplastischen Kunststoff. Das Forscherteam gab dem Projekt den Namen "Columbia resins". Der aus dem Englischen stammende Name "resins" bezeichnet das Rohmaterial für Kunststoffe und heisst übersetzt "Harz"
Im Mai 1940 brachten die Forschungsarbeiten das Monomer Ally-Diglykol-Carbonat (ADC) hervor. In den folgenden Jahren wurden mehr als 180 verschiedene Verbindungen dieses Monomers erforscht und untersucht. Die 39ste dieser Verbindung kristallisierte sich aufgrund einzigartiger Materialeigenschaften als die bedeutendste heraus. Sie wurde später zur Herstellung von Kunststoffgläsern verwendet. Die Zusammensetzung der Zahl 39 und des Projektnamens "Columbia resins" prägt schliesslich den Namen "Columbia resins 39", kurz "CR 39", den PPG als Warenzeichen anmeldete.

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Einstärkengläser Einstärkengläser sind Brillengläser, bei denen von der Konstruktion her nur eine dioptrische Wirkung vorhanden ist. Sie finden meist für Einstärken-Fernbrillen oder Einstärken-Lesebrillen Anwendung.

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Excimerlaser (siehe Laser-Operation)

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Farbenblindheit Störung der Farbwahrnehmung beim Menschen. Sie tritt vor allem bei Männern auf. Diese Form der Fehlsichtigkeit ist entweder angeboren oder erworben, z.B. durch Augenkrankheiten oder Schädigungen der Sehnerven. Erste Beschreibungen dieser Erkrankung stammen von dem britischen Chemiker John Dalton, der selber farbenblind war. Bei völliger Farbenblindheit werden alle Farbtöne als unterschiedliche Grauabstufungen wahrgenommen. Diese totale Farbenblindheit wird als Achromatopsie oder Monochromasie bezeichnet und tritt bei Männern und Frauen etwa gleich häufig auf. Sie ist angeboren, tritt allerdings sehr selten auf. Bei der Dichromasie, der partiellen Farbenblindheit, kann jeweils eine der drei Farbkomponenten nicht wahrgenommen werden. So können einige Menschen nicht zwischen Rot und Grün unterscheiden, sehen diese Farben also nur in unterschiedlichen Grauabstufungen. In seltenen Fällen ist die Blau-Gelb-Empfindung gestört. Dichromasie ist die häufigste Form der Farbenblindheit. Ungefähr sieben Prozent der Männer und weniger als ein Prozent der Frauen leiden daran. Dichromasie wird geschlechtsgebunden vererbt. Abgesehen von dem Fehlen des Farbensinnes ist das Sehvermögen normal. Farbenblinde können im allgemeinen lernen, bestimmte Farben unterschiedlichen Helligkeitswahrnehmungen zuzuordnen. Daher sind sich viele der Betroffenen ihrer Farbenblindheit nicht bewusst. Die Erkrankung kann durch unterschiedliche Sehtests diagnostiziert werden.

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Glas Im allgemeinen Sinne Schmelzprodukte aus Quarzsand (Siliciumdioxid) mit anderen oxidischen Beimengungen. Im wissenschaftlichen Sinne versteht man unter Gläsern Feststoffe, die sich im amorphen (ohne einheitliche Struktur), nichtkristallinen Zustand befinden. Im Prinzip handelt es sich bei Glas um eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit oder Schmelze. Ist beispielsweise die Abkühlgeschwindigkeit bei einer Schmelze genügend gross, so lässt sich praktisch jede geschmolzene Substanz in den Glaszustand überführen. Daher zählen nicht nur Quarzsandprodukte zu den Gläsern. Auch Substanzen wie z.B. Acrylglas (u.a. Plexiglas) und Zellglas (aus Cellulose) gehören zu dieser Substanzgruppe. Glas findet sich auch in der Natur, in dem aus vulkanischer Tätigkeit stammenden Obsidian, und den geheimnisvollen Glasbrocken kosmischer Herkunft, die als Tektite bekannt sind. Durch Erhitzen kann Glas wieder verflüssigt werden. Glas ist in der Regel transparent, kann aber auch nur halb durchsichtig oder opak (undurchsichtig) sein. Durch besondere Stoffzusätze entsteht gefärbtes Glas. Geschmolzenes Glas ist plastisch und durch die verschiedensten Techniken formbar. Erkaltetes Glas lässt sich schneiden. Bei niedrigen Temperaturen ist Glas spröde; wenn es zerspringt, erscheint auf der Oberfläche ein muschelartiges Bruchgefüge. Glas wurde bereits vor 2000 v.Chr. erzeugt; die älteste bekannte Rezeptur stammt von 700 v.Chr. aber es gibt viele Anzeichen dafür, dass Glas und insbesondere Glasuren bereits viel früher hergestellt wurden.

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GlaukomAuch grüner Star genannt; Gruppe von Krankheiten, bei denen der Druck im Auge anomal ansteigt, was zu Einschränkungen des Gesichtsfeldes und zu einem allgemeinen Nachlassen der Sehfähigkeit führt. Am häufigsten kommt das primäre Glaukom vor; hier unterscheidet man zwei Typen: das chronische Weitwinkel-Glaukom und die akute Winkelblockung. Das sekundäre Glaukom kann durch Infektionen, Tumore oder Verletzungen entstehen. Ein dritter Typ, das angeborene Glaukom, geht in der Regel auf Entwicklungsstörungen während der Schwangerschaft zurück.
Die Kammerflüssigkeit im Augapfel steht unter einem bestimmten Druck, der für die optischen Eigenschaften des Auges notwendig ist. Dieser Augeninnendruck beträgt normalerweise 15 bis 20 Millimeter Quecksilbersäule und wird durch das Gleichgewicht zwischen Flüssigkeitsproduktion und Flüssigkeitsabfluss gesteuert. Beim Glaukom ist der Abfluss der Kammerflüssigkeit im Winkel der vorderen Augenkammer blockiert, so dass der Druck im Augeninneren ansteigt. Meist entwickelt sich das Glaukom im mittleren oder fortgeschrittenen Alter, aber auch angeborene Formen sowie Erkrankungen bei Kindern und Jugendlichen sind nicht selten.
Bei Patienten mit chronischem Glaukom lässt sich die Krankheit häufig in der Familie zurückverfolgen: Obwohl der Augeninnendruck nur mässig erhöht ist und ansonsten keine Symptome zu erkennen sind, treten schleichende Schäden auf, insbesondere eine Einschränkung des Gesichtsfeldes. Die akute Winkelblockung dagegen verursacht Schmerzen, Rötungen, eine Erweiterung der Pupillen und schwere Sehstörungen. Die Hornhaut trübt sich, und der Augeninnendruck ist stark erhöht. Im weiteren Verlauf der Krankheit wird das Gesichtsfeld immer enger, was sich mit dem Perimeter, einem augenärztlichen Instrument, leicht nachweisen lässt. Da der Augeninnendruck bei Flüssigkeitszufuhr steigt, kann man das chronische Glaukom diagnostizieren, indem man den Patienten Wasser trinken lässt und den Druck vorher und nachher mit einem Tonometer misst. Die Druckerhöhung gilt dabei als eindeutige Diagnose.
Das chronische Glaukom spricht im allgemeinen gut auf lokal verabreichte Medikamente an, die den Flüssigkeitsabfluss verstärken. Zur Verminderung der Flüssigkeitsproduktion werden manchmal systemische Wirkstoffe gegeben. Hilft die medikamentöse Behandlung nicht, kann man mit Laserstrahlen oder auf herkömmliche Art eine Operation vornehmen und einen neuen Abfluss für die Kammerflüssigkeit schaffen. Das akute Glaukom ist ein medizinischer Notfall. Wird der Augeninnendruck nicht innerhalb von 24 Stunden gesenkt, treten dauerhafte Schäden ein. Unter Umständen sind dazu sowohl allgemeinmedizinische als auch chirurgische Massnahmen erforderlich.

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Gleitsichtglas Ab dem 40. Lebensjahr bereitet das deutliche Sehen im Nahbereich Schwierigkeiten, da das Akkomodationsvermögen der Auge nachlässt (siehe Alterssichtigkeit). Zum deutlich sehen in die Nähe wird eine höhere dioptrische Wirkung "in Richtung Plus" notwendig. Ein Einstärkenglas kann nicht mehr für den gesamten Sehraum von Ferne bis zur Nähe verwendet werden. Bifokalgläser ermöglichen zwar scharfes Sehen im Fern- und Nahbereich, Objekte in der Zwischenentfernung erscheinen jedoch unscharf.
Gleitsichtgläser ermöglichen dem Presbyopen deutliches Sehen von der Ferne bis zur Nähe, das heisst im Gegensatz zu Bifokalgläsern auch in jeder Zwischenentfernung. Auf den ersten Blick gleicht ein Gleitsichtglas einem Einstärkenglas.

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Hornhaut-
verkrümmung
(Astigmatismus), Schwächung des Sehvermögens, verursacht durch eine asphärische Krümmung der Hornhaut oder der Linse (Linsenastigmatismus). Dabei weisen die Meridiane der Hornhaut oder (seltener) der Linse unterschiedliche Krümmungsradien auf, so dass das Licht nicht in einem Punkt, sondern nur in einer Linie fokussiert werden kann (daher auch der Ausdruck Stabsichtigkeit). Tritt häufig auf in Verbindung mit einer Kurz- oder Weitsichtigkeit.

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Hyperopie (siehe Weitsichtigkeit)

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Iris "Das Farbige im Auge" wie sie vom Laien oft bezeichnet wird nennt man auch Regenbogenhaut. Tatsächlich ist die auf eingelagerte Pigmente zurückzuführende Farbe der Regenbogenhaut deren wichtigstes Kennzeichen. Ihre Aufgabe besteht aber in der Regulierung der ins Auge eintretenden Lichtmengen. Sie wird deshalb auch als Blende des Auges betrachtet.

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Katarakt Auch grauer Star genannt; Trübung der Augenlinse oder ihrer Umhüllung. Da die Linse hinter der Pupille liegt, ist der Katarakt leicht von einer Hornhauttrübung zu unterscheiden. Der Katarakt kann die Linse (Cataracta totalis), ihre Kapsel (Cataracta capsularis) oder beide betreffen. Der Katarakt ist schmerzlos, er führt zur Erblindung, weil der Strahlenweg blockiert ist. Betroffene können jedoch Hell und Dunkel unterscheiden.
Der verletzungsbedingte Katarakt (Cataracta traumatica) entsteht durch ein Loch in der Linsenkapsel. Zunächst trübt sich die gesamte Linse, und ein Teil davon bleibt meist in diesem Zustand. Falls die anderen Teile sich nicht entzünden, verschwindet die undurchsichtige Stelle, in manchen Fällen später völlig. Der angeborene Katarakt geht auf eine Entwicklungsstörung oder eine Entzündung zurück. Der jugendliche Katarakt ist möglicherweise erblich. Bei der angeborenen und jugendlichen Form ist die Linse weich und weiss. Die Behandlung erfordert in beiden Fällen, dass man die Linse mit einem nadelähnlichen Skalpell oder einem Laser zerstört („Stechen“ des Stars). Die Reste des Linsengewebes werden dann vom Körper absorbiert.
Der Alterskatarakt (Cataracta senilis), die häufigste Form, tritt in der Regel nach dem 50. Lebensjahr auf und betrifft meist beide Augen. Anfangs ziehen sich dunkle Streifen vom Rand der Linse zu ihrer Mitte, oder an irgendeiner Stelle treten Flecken auf. Später wird dann die ganze Linse trüb. Wenn die Linsenflüssigkeit völlig absorbiert ist, so dass die Linse sich leicht von ihrer Kapsel löst, bezeichnet man sie als operationsreif. Wird sie nicht herausgenommen, degeneriert sie weiter, oder sie verflüssigt sich. Die Kapsel verdickt sich und wird ebenfalls undurchsichtig, was zu weniger befriedigenden Operationsergebnissen führt. Die einzige Methode zur Behandlung des Alterskatarakts ist die relativ unkomplizierte Entfernung der trüben Linse und die anschliessende Einpflanzung einer künstlichen Linse.


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Kurzsichtigkeit Griech. Myopie, ein Brechungsfehler des Auges, bei dem nur von nahen Gegenständen ein deutliches Bild auf der Netzhaut entworfen wird, während ferne Gegenstände ohne Brillenglas nur undeutlich gesehen werden können. Bei der Kurzsichtigkeit ist das Auge zu lang gebaut, so dass aus der Ferne kommende, also parallel in das Auge einfallende Lichtstrahlen, bereits vor der Netzhaut vereinigt werden. Der Fernpunkt des kurzsichtigen Auges liegt nicht, wie beim normalsichtigen, im Unendlichen, sondern je nach Grad der Kurzsichtigkeit, in einer endlichen Entfernung vor dem Auge.

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Laser-Operation Kurzsichtige haben einen zu zu langen Augapfel. Die von Hornhaut und Linse gebündelten Lichtstrahlen treffen deshalb nicht auf der Netzhaut zusammen, sondern weiter vorn. Die Folge: unscharfes Sehen. Die Laser-Operation ändert die Brechung der Lichtstrahlen, sodass sie auf der Netzhaut zusammenfallen. Dazu wird die Hornhaut mit dem Excimerlaser abgeflacht.
Es gibt zwei Methoden: Bei der älteren Methode, der Photo-Refraktiven Keratektomie(PRK), verdampft man die obersten Schichten der Hornhaut. Wie bei einer Hautschürfung schmerzt und brennt die Hornhaut nach der Behandlung während mehrerer Tage. Nach drei bis sechs Monaten stabilisieren sich die Sehfunktionen. Diese Methode wird in der Schweiz seit Anfang der 90er-Jahre angewendet.
Seit 1996 wird immer häufiger nach der Lasik-Methode gelasert. Dabei wird zuerst ein dünnes Läppchen der Hornhaut abgehobelt und aufgeklappt. Gelasert wird ebenfalls mit dem Excimerlaser, aber im Inneren der Hornhaut. Anschliessend wird das Läppchen wieder zugeklappt. Im Unterschied zurälteren Methode haben die Patienten nach der Behandlung kaum Schmerzen. Die Wundheilung verläuft rascher, die Sehfunktionen stabilisieren sich innerhalb von sechs Wochen.

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Linse Ein in optischen Systemen verwendetes Bauteil aus Glas oder einem anderen meist durchsichtigen Material. Wenn Licht von einem Gegenstand ausgeht und auf die Linse trifft, wird dieses Licht durch die spezielle Form der Linse gebrochen. Dadurch entsteht entweder ein reelles oder ein virtuelles Bild des Gegenstands. Mit Kontaktlinsen oder mit Brillengläsern lassen sich Sehfehler ausgleichen. Optische Linsen setzt man z.B. in Kameras, ferner in Mikroskopen, Teleskopen und anderen optischen Geräten ein. Es gibt auch Abbildungssysteme, die nicht auf sichtbares Licht, sondern auf elektromagnetische Strahlen anderer Wellenlänge brechend wirken. Zu derartigen Systemen zählen beispielsweise die magnetischen Linsen der Elektronenmikroskope.

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Myopie (siehe Kurzsichtigkeit)

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Optik Zweig der Physik, der sich mit der Ausbreitung und dem Verhalten von Licht befasst. Ganz allgemein ist Licht ein Teil des Spektrums elektromagnetischer Strahlung, das sich von den Röntgenstrahlen bis zu den Mikrowellen erstreckt und auch das sichtbare Licht einschliesst. Allgemein unterteilt man die Optik in physikalische Optik und geometrische Optik.

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Presbyopie (siehe Alterssichtigkeit)

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Prisma Beim Durchgang von Licht durch ein Prisma, also einem transparenten Körper mit flachen, glatten Oberflächen, ist der austretende Strahl nicht mehr parallel zum einfallenden Strahl. Da der Brechungsindex einer Substanz für verschiedene Wellenlängen unterschiedlich ist, kann ein Prisma die verschiedenen Wellenlängen des Lichtes, die in einem einfallenden Strahl enthalten sind, auffächern. Das Ergebnis ist ein Spektrum. 

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Schielen (Strabismus), eine Störung der Funktion des Sehorgans, bei der ein normales beidäugiges Sehen verhindert ist. Die Ursachen hierfür sind eine angeborene oder erworbene Schädigung des Augenmuskels oder seiner Nerven, Brechungsfehler sowie eine fehlende Koordination zwischen Gehirn und Auge. Einige Formen des Schielens können durch eine Brille korrigiert werden. In manchen Fällen wird ein Teil der betroffenen Muskeln operativ verkürzt und das Auge neu eingerichtet. Solche Eingriffe sind nicht nur aus kosmetischen Gründen, sondern auch zur Erhaltung der vollen Sehkraft von Bedeutung.

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Ultraviolett-
strahlung
Elektromagnetische Strahlung, die Wellenlängen im Bereich von 400 Nanometer (violettes Licht) bis 15 Nanometer (Röntgenstrahlen) aufweist. Ein Nanometer entspricht dem millionsten Teil eines Millimeters. Künstliche Ultraviolettstrahlung lässt sich z. B. durch Lichtbogenlampen erzeugen. Natürliche Ultraviolettstrahlung wird hauptsächlich von der Sonne verursacht. Besonders bei kleinen Wellenlängen kann Ultraviolettstrahlung für Lebewesen gefährlich sein. Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen unter 300 Nanometer wird für die Sterilisierung von Oberflächen verwendet. Sie tötet Bakterien und Viren ab. Beim Menschen kann Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen unter 310 Nanometer Sonnenbrand verursachen.

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Varilux (siehe Gleitsichtglas)

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Visus Der Visus gibt die Sehschärfe an. Visus 1.0 = 100%

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Weitsichtigkeit Griech. Hyperopie, ein Brechungsfehler des Auges. Bei der Weitsichtigkeit reicht die Brechkraft von Hornhaut und Augenlinse nicht aus, um ein scharfes und klares Bild auf der Netzhaut abzubilden. Die Lichtstrahlen vereinigen sich erst hinter der Netzhaut: Das Auge ist im Verhältnis zur Brechkraft zu kurz. Der Weitsichtige kann dies allerdings bis zu einem gewissen Grad durch ständiges Akkommodieren ausgleichen. Dabei wird der Ziliarmuskel angespannt, die Brechkraft der Augenlinse nimmt zu. Die stetige Anspannung dieses inneren Augenmuskels kann zu verschiedenen Beschwerden wie Kopfschmerzen, Augenbrennen oder Sehstörungen in der Nähe führen. Eine entsprechende Brille schafft hier schnell Abhilfe.

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Zeiss Carl (1816-1888), Mechaniker und Unternehmer, geboren in Weimar. Er studierte Medizin und eröffnete 1846 eine Werkstätte, in der er optische Geräte für die Universität Jena herstellte und reparierte. Anfangs spezialisierte sich Zeiss auf die Herstellung von Mikroskopen. Im Jahre 1866 bot er dem deutschen Mathematiker und Physiker Ernst Karl Abbe an, bei ihm als Forschungsdirektor anzufangen. Abbe, der hervorragende Beiträge zum Design optischer Geräte geliefert hatte, wurde 1875 Partner von Zeiss. Das Zeiss-Werk erwarb sich schnell weltweite Anerkennung für die Herstellung optischer Präzisionsinstrumente, besonders für Kameras und Mikroskope. Nach Zeiss’ Tod wurde Abbe Alleininhaber der Firma, eröffnete internationale Filialen und begründete die Carl-Zeiss-Stiftung

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