Freisichtigkeit

Freiäugig oder freisichtig werden in Naturwissenschaft und Technik jene Beobachtungen und Messungen genannt, die ohne optisches Hilfsmittel gewonnen werden, d. h. ohne Verwendung von zum Beispiel Fernrohr, Lupe, Mikroskop oder Kamera.

Der Begriff wird vor allem in der Astronomie, Geodäsie, Physik und Biologie verwendet und auch mit anderen Worten umschrieben, etwa "mit bloßem Auge", "mit unbewaffnetem Auge", "direkt" bzw. "ohne Vergrößerung sichtbar". Die Alltagssprache benutzt den Begriff seltener, weil fast alle täglichen Verrichtungen freiäugig erfolgen und dies keiner Erwähnung bedarf. Lediglich bei anspruchsvolleren Aufgaben wie dem Erkennen feinster Details, bei genauen Messungen oder ungewöhnlichen Lichtverhältnissen findet die Leistungsgrenze des Auges nähere Beachtung.

Interessante Phänomene

Schon mit freiem (bloßem) Auge lassen sich interessante Phänomene und interessante Naturerscheinungen feststellen, aber auch die Erreichbarkeit von erstaunlichen Genauigkeiten. Dazu einige Beispiele:

Schätzung von geometrischen Größen

Symmetrien lassen sich auf etwa 1 bis 2 Prozent genau schätzen, wenn man einen günstigen Standpunkt einnimmt und gewisse Erfahrung hat
Intervalle auf einer kurzen Strecke besser als 10 %, auf weißem Papier sogar auf 3 bis 5 % genau, und Details auf einer Landkarte etwa 0,2 mm
Geradlinigkeit eines Meterstabes auf etwa 0,5 mm, eines gradlinigen Grenzverlaufs auf etwa 1 cm pro 50 m (siehe auch Alignement)
übliche Entfernungen und Geschwindigkeiten: mit Anhaltspunkt auf einige Prozent, ohne Anhaltspunkt auf 10 bis 20 %
Helligkeit, Farbtöne: ähnlich wie oben (etwa 3 bis 20 %), siehe auch Weber-Fechner-Gesetz

Erkennbarkeit feiner Details

Auflösungsvermögen: je nach Kontrast 0,01 bis 0,02° oder durchschnittlich 3 cm auf 100 m, bei Doppelsternen etwa 200 "
Erkennbarkeit von dünnen Linien: bei gutem Kontrast etwa 5–10 % der Auflösung, also 1–3 mm auf 100 m (einfacher Selbsttest z. B. mit Drahtzaun)
Helligkeits-Unterschiede auf 2–5 % (wenn direkt vergleichbar), sonst etwa 10 %

Astronomische Phänomene

etwa 2000 Sterne (in einer Großstadt einige hundert). Die schwächsten Sterne 6. Größe sind etwa 10¹² mal schwächer als Sonnenlicht – d. h. das Auge kann Helligkeitsunterschiede von 1 : 1000 Milliarden verarbeiten
einige Doppelsterne, 6 Planeten (unter extrem günstigen Bedingungen auch Uranus; bei einem Venustransit auch das „Scheibchen“ von Venus) und Farbunterschiede an helleren Sternen
einige Sternhaufen (auch wenn die Einzelsterne unsichtbar wären) und Nebel (z. B. Plejaden, Orion- und Andromedanebel. Letzterer ist mit fast 3 Millionen Lichtjahren das entfernteste freisichtige Objekt)
Die Milchstraße (deren Einzelsterne unter der Sichtbarkeitsgrenze bleiben) und durchschnittlich ein Komet pro Jahr
Dutzende Sternschnuppen pro Nacht, obwohl sie nur die Größe von Staubkörnern haben
Freiäugige Astrometrie: Winkelschätzung auf etwa 1° (z. B. Polarstern, geographische Breite oder Richtung eines Schiffskurses)
Jahreszeiten oder die Länge des Jahres: in einem Menschenalter auf ca. 1 Stunde möglich, im Laufe einiger Jahrhunderte der Kulturgeschichte auf wenige Minuten
Umlaufzeiten der Planeten: gelang den Mayas z. B. für Venus, Mars und Mond auf 5–10 Minuten genau
Sternbedeckungen durch den Mond auf Zehntelsekunden – was in 385.000 km Distanz nur 100–300 m sind.

Beobachtungen in der Biologie

Erkennbarkeit feiner Strukturen: z. B. an Fühlern von Insekten bis zu 0,01 mm
Größen- und Farbunterschiede
Bewegungsmuster, Flugverhalten
Feststellen der Vertikale (Lotrichtung) auf 1–2°
Unbewusstes Erkennen von Bewegungen (Warn-Reflex)
Schätzung von Geschwindigkeiten auf 5–10 Prozent

Siehe auch

Adaption (Auge), Purkinje-Effekt, Stereoskopie
Ablesung, Sichtbarkeit, Sichtweite, optische Täuschung
Mikroskopie, Fernrohr, Visuelle Astronomie, Sterngarten,

Literatur

Davidson, N.: Sky Phenomena: A Guide to Naked Eye Observation of the Heavens. FlorisBooks (208p, £14.99), Edinburgh, 1993, ISBN 0-86315-168-X
Gerstbach G.: Auge und Sehen – der lange Weg zu digitalem Erkennen. Sternenbote Heft 2000/8, p.160–180, Wien, 2000.
Kahmen H. (Hsg.): Geodesy for Geotechnical and Structural Engineering. Proceedings, Eisenstadt, 1999.

Weblinks

Messier-Objekte mit freiem Auge, Sternhaufen und Nebel
Naked Eye Observing (vor allem in der Astronomie)
Naked Eye, Index of different aspects