4 Fragen zu Lichteinfall

Ein Relais schaltet vom Ruhe- auf den Arbeitskontakt, wenn der Fotowiderstand (LDR) bei Lichteinfall einen bestimmten Widerstandswert erreicht. Bei Dunkelheit hat der Fotowiderstand einen hohen Widerstand, was dazu führt, dass der Stromfluss zum Relais unterbrochen ist und es im Ruhekontakt bleibt. Wenn Licht auf den Fotowiderstand fällt, sinkt sein Widerstand, wodurch mehr Strom fließen kann. Dieser Strom aktiviert das Relais, das dann umschaltet und den Arbeitskontakt schließt, wodurch beispielsweise eine Lampe eingeschaltet wird.

Die inneren Augenmuskeln sind: 1. Musculus ciliaris 2. Musculus sphincter pupillae 3. Musculus dilatator pupillae Die zwei Photorezeptoren im Auge sind: 1. Stäbchen (für das Sehen bei schwachem Licht) 2. Zapfen (für das Farbsehen und das Sehen bei hellem Licht) Bei Lichteinfall kommt es zu einer Hyperpolarisation der Photorezeptoren. Das bedeutet, dass das Membranpotential negativer wird. Der Neurotransmitter, der in diesem Prozess eine Rolle spielt, ist Glutamat. In der Dunkelheit wird kontinuierlich Glutamat freigesetzt, und bei Lichteinfall wird die Freisetzung von Glutamat reduziert.

a) Bei Lichteinfall in Lichtsinneszellen, die sich in der Netzhaut des Auges befinden, geschieht eine Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Signale. Diese Zellen enthalten lichtempfindliche Pigmente, die bei Photonenexposition aktiviert werden. Bei dieser Aktivierung kommt es zu einer Veränderung der Membranpotentiale der Zellen, was zur Freisetzung von Neurotransmittern führt. Diese Signale werden dann über die Ganglienzellen der Netzhaut an das Gehirn weitergeleitet, wo sie als visuelle Informationen interpretiert werden. b) Es gibt zwei Haupttypen von Lichtsinneszellen: Stäbchen und Zapfen. - **Stäbchen**: Diese sind für das Sehen bei schwachem Licht verantwortlich (scotopisches Sehen) und sind sehr lichtempfindlich. Sie können keine Farben unterscheiden und sind hauptsächlich in der Peripherie der Netzhaut zu finden. - **Zapfen**: Diese sind für das Sehen bei Tageslicht und für das Farbsehen verantwortlich (photopisches Sehen). Es gibt drei Typen von Zapfen, die jeweils auf unterschiedliche Wellenlängen des Lichts empfindlich sind: - **L-Zapfen**: Empfindlich für langwelliges Licht (rot). - **M-Zapfen**: Empfindlich für mittelwelliges Licht (grün). - **S-Zapfen**: Empfindlich für kurzwelliges Licht (blau). Diese Spezialisierungen ermöglichen es dem menschlichen Auge, eine breite Palette von Lichtverhältnissen und Farben wahrzunehmen.

Die Hypolarisation und Depolarisation der Photorezeptoren im Auge sind entscheidend für die Umwandlung von Lichtsignalen in elektrische Signale, die das Gehirn erreichen. Bei Lichteinfall, insbesondere bei hellen Lichtverhältnissen, wird das Licht von den Photorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) absorbiert. Dies führt zur Aktivierung von Photopigmenten, was eine Kaskade von biochemischen Reaktionen auslöst. Diese Reaktionen führen dazu, dass die Membranpotenziale der Photorezeptoren hypolarisiert werden, was bedeutet, dass die Innenseite der Zellmembran negativer wird. In diesem Zustand verringert sich die Freisetzung von Neurotransmittern, die normalerweise die nachgeschalteten Ganglienzellen aktivieren. In Dunkelheit hingegen sind die Photorezeptoren depolarisiert. Das bedeutet, dass die Innenseite der Zellmembran weniger negativ ist. In diesem Zustand sind die Photorezeptoren aktiv und setzen kontinuierlich Neurotransmitter frei, was die Ganglienzellen stimuliert und somit Signale an das Gehirn sendet, die das Sehen bei schwachem Licht ermöglichen. Zusammengefasst: Bei Lichteinfall hypolarisieren die Photorezeptoren und reduzieren die Neurotransmitterfreisetzung, während sie bei Dunkelheit depolarisieren und die Neurotransmitterfreisetzung erhöhen.