Amphibisches Sehen

Als Mensch kann man ohne Hilfsmittel unter Wasser nicht scharf sehen. Man ist dort stark fehlsichtig. Das menschliche Auge hat also keine ausreichende Akkommodationsfähigkeit.

Abhilfe bietet eine Taucherbrille. Mit ihr befinden sich die Augen in Luft, und man sieht dann durch eine ebene Glasscheibe hindurch ins Wasser genau so, als wenn man durch eine Glaswand in ein Aquarium blickt.

Anscheinend haben einige amphibisch lebende Tiere solch Problem nicht. Pinguine, Kormorane und Robben etwa können erfolgreich Fische erjagen. Zumindest Kormorane benötigen zum Fliegen in der Luft aber auch dort eine ausreichende Sehkraft.

Wodurch entsteht also das Sehproblem beim Menschen?

Physikalische Erklärung:

Der Brechungsindex von Wasser ist viel kleiner als der von Luft: \[ n_\text{Wasser}\approx1.34\ll n_\text{Luft} =1. \] Die Brechkraft ist proportional zur Differenz der Brechungsindizes von Augenlinse (AL) und umgebendem Medium \[ D=\frac{1}{f} = \left(n_\text{AL} + n_\text{Wasserx} \right) \left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right) \] (R₁, R₁ = vorderer und hinterer Krümmungsradius der Augenlinse). \(D\)

Mögliche Gegenmaßnahmen:

Der Abstand der Linse zur Netzhaut wird im Wasser vergrößert, was einige Tiere können.
Die Dioptrienzahl (Kehrwert der Brennweite) der Augenlinse wird im Wasser erhöht.

In Wikipedia wird berichtet, was Wasservögel nutzen:

Beim Kormoran wird das Auge unter Wasser so gequetscht, daß sich sowohl Hornhaut als auch Linse stärker wölben, wie das folgende Bild zeigt.

Pinguine haben eine relativ ebene Hornhaut, bei den Kaiserpinguinen mit einem Radius von 3 cm. Sie blicken damit unter Wasser ähnlich wie durch eine ebene Taucherbrille. Sie können deswegen sowohl außerhalb wie unter Wasser scharf sehen.

Dieses Thema muß noch weiter behandelt werden.