Freiäugig

Freiäugig oder freisichtig werden in Naturwissenschaften und Technik jene Beobachtungen und Messungen genannt, die ohne optische Hilfsmittel gewonnen werden – d. h. ohne Verwendung von Fernrohren, von Lupe oder Mikroskop oder einer Kamera.

Der Begriff wird vor allem in der Astronomie, Geodäsie, Physik und Biologie verwendet und auch mit anderen Worten umschrieben, z. B. „mit bloßem Auge“, „mit unbewaffnetem Auge“, direkt bzw. „ohne Vergrößerung sichtbar“. Die Alltagssprache benützt 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 (engl. „by naked eye“) 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 1–2 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 3–5 % 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 10–20 Prozent
• Helligkeit, Farbtöne: ähnlich wie oben (etwa 3–20 %), 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), Makroskopie, 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 086315168X
• 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