Die Abhängigkeit des Lichtirradiationseffektes im Auge von der Lichtintensität, Kontrast und Nebenreizwirkung

(Aus dem Staatliehen Institut fiir Psychologie in Moskau [Direktor: W N. Kolbanowsky].)

Die Abh~ingigkeit des Lichtirrafliationseffektes im Auge yon der Liehtintensit~it, Kontrast und Nebenreizwirkung.

Von S. W. Kravkov und G. ft. Biletzky, Moskau.

Mit 13 Textabbildungen.

Die Fragen der Lichtirradiation im Auge wurden schon yon mehreren Forschern erSrtert. So untersuchten Plateau 1, V o l k m a n ~ 2 und Auber t 3 das Wachsen der Irradiation mit der Helligkeit. Helmhol tz 4 gab uns die Theorie der Irradiationserscheinung, indem er die durch die optischen Unvollkommenheiten des Auges verursachten Zerstreuungskreise als deren Ursache ansah; L e h m a ~ ~ versuchte weiter, yon dem HeImholtz- schen Standpunkte ausgehend, eine vereinfachte analytische Formel fiir die Lichtverteilung auf der Netzhaut zu linden. Kravkov 6 endlich zeigte die Abh£ngigkeit des Irradiationseffektes yon den verschiedenenNebenreizen.

Nichtsdestoweniger bedfirfen manche wichtigen, darauf bezfig]ichen Fragen noch weiterer experimenteller Untersuchung. Wir .w~hlten dementsprechend folgende Probleme als Gegenstand unserer Experimente:

1. Die Feststellung der allgemeinen Abh£ngigkeit des Irradiations- effektes yon der Lichtintensitgt, bei geniigend breiten Variationen yon Lichtintensit~ten und bei einer konstanten PupillenSffnung.

2. Die Feststelluug der Abhi~ngigkeit des Irradiationseffektes von der Helligkeit des Grundes und yon dem zwischen der Hel]igkeit des Feldes und der des Grundes bestehenden Kontraste.

3. Die Festste]lung der Abhfi, ngigkeit der Nebenreizwirkungen von der Lichtintensit~t des Feldes und dem Kontrast zwischen ihm und dem Grunde (indem als Nebenreiz eine akustische Reizung diente).

Versuehsanordnung und Methodik. Sgmtliche Versuche wurden in einer lich~freien Kammer, deren W~nde ge-

schwgrzt waren, durehgefiihrt. Als Versuehsgeri~te wurden benutzt: 1. Versuchs- ( Pri~/~ungs -) Ta/el. Einc quadratiseheEisenplatte yon 30qcmGrSBe.

In der Mitte der Eisenplatte befanden sich zwei quadratische LScher 3 X 3 cm bei gegenseitiger Entfernung yon 2,5 cm. Auf der Riiekseite der Eisenplatte war hinter den Qu~dratcn ein Mattglas. Das rechte Quadrat yon der Versuchsperson

1 Plateau, I:: Ann. Phys. Poggendor]s Erg.-Bd. 1842. - - 2 Volkmann, A.: Physiologische Untersuchungen im Gebiete der Optik, 1863. - - 3 Aubert, H.: Physiologie der ~Netzhaut. Breslau 1865. - - 4 Helmholtz, H. v.: Handbuch der physiologisehen Optik, Bd. 1, Hamburg und Leipzig 14. 1909; Bd. 2, Hamburg und Leipzig 21. 1911 . - 5 Lehmann, A.: Pfltigers Arch. ~6 (1885). - - s I~rav- Icov, S, W.: Graefes Arch. 129, 440 (1933).

380 S .W. Kravkov and G. S. Bfletzky:

aus war geSffnet und in dessen Mitre sin 3 mm breiter senkrechter Streifen befestigt. ])ieser Streifen stellte den je nach Versueh n6tigen ,,konstanten (sehwarzen oder grauen) dunklen Streifen auf hellerem Fetde" dar. Das links Quadrat konnte man mittels einer Seitenschraube 6ffnen and verschlie~en. Beim 0ffnen wards das hintere Mattglas als ein heller Streifen ersiehttich; je mehr man 6ffnete, desto breiter wurde der Streifen. Eine ant der Riiekseite der Priifungstafel angebrachte ~aBskala zeigte die jeweilig ge6ffnete Breite an. Die Helligkeit des Mattglases wurde dureh elektrische Birnen von 40 W., 120 W. nnd 1000 Wat t bestimmt, die in jeweilig verschiedener Entfernung seitwgrts und frontal tier Riickseite der Versuchstafel standen. Zwecks st~rkerer Verdunkelung wurde aul~erdem bei einigen Helligkeiten noch Seidenpapier verwandt, welches an der Hinterseite des Mattglases aufgeh~ngt wurde. Die elektrisehen Birnen stand~n unter einem Pappkasten, um jede iibrige Lichtausstrahlung in das Zimmer zn vermeiden. Die Helligkeit des Mattglases wards yon der Seite der Versuehsperson vermittels Luxmeter gemessen. Um den Strom der elektrischen Birnen konstant z:u hal~en, benutzten wir sin Voltmeter und

Mg\ ~fr~ 7

[L, f

Schz" Rm Abb. 1. E L Elektrische Birne, Sd Seidenpapier, ~ g Matt~las, Prt l>riif~ngstafel, DK Dunkler konstanter Streifen, H~ Heller variabler Streifen, Schr Schraube, Rm Rollemneeha,nik,

I ) Pupille, Gl Gloeke, T TafeL

einen Widerstand. Die MattglasSffnungen in der Priifungstafel warden yon uns nnten mit , ,Feld" bezeiehnet, die iibrige Flaehe der Priifungstafel wi t , ,Grand".

2. 70 qcm grofls Ta/el. An derselben befand sich sin Loeb, wodureh die Versuehs- person die Priiffelder sah. Dadurch wurde das fibrige Gesichtsfeld yon der Versuehs- person verdeckt.

3. Eine Brille mit einer kiinstlichen Pupille yon 2 mm Durchmesser. 4. Ein Kinnhalter. 5. Eine eleIctrische Klingel, deren Li~ulben durch Um~dcktung der Glocke mit

St~ffband zu einem Ger~usch abgediimpf~ wurde. Diese Ktingel diente als akustischer 1N'ebenreiz.

Die Versuchsperson sal3 yon der Versuchstafel 1,50 m entfernt;, das Gesieht wurde durch den Kinnhalter in dieser Entfernung genau bestimmt. Die Versuchs- tafet wards yon der Versuchsperson monocular mit dem linken Auge fixiert. Die Brille, welche der Versuehsperson aufgesetzt wurde, harts am linken Auge die kfinstliche Pupille, am rechten Auge sin undurchsiehtiges Blechseheilochen. Die Gloeke befand sich 30 cm seitw~rts in gleicher H6he yore rechten Ohr der Ver- suchsperson (s. sehematische Abb. 1).

Es wurde den Versuehspersonen zur Aufgabe gestellt, die ]~reite des variablen helleren Streifens genau nach der Breite des konstanten 3 mm breiten dunkleren Streifens einzustellen. Die Vergnderungen wurden anfangs vom Versnehsleiter Selbst vorgenommen. Die Versuehspersonen hatten anzngeben, warm die Breite des variablen hellen Streifens die Breite des konstanten 3 mm breiten Streifens erreichte. War dies der Fall, so gab die Versuchsperson ein Zeichen und die Breite des gesehenen helleren Streifens wurde yon uns notiert. Itierbei abet ergab sieh manehmal verfriihte oder verspfi, tete Grenzansagung. Wir konstruierten daher

Die AbhangigkeR des Lichtirradiationseffektes im Auge usw. 381

mittels einer Rolte und Schnur eine Rollmechanik, die der Versuchsperson er- mSglichte,' selbst die Einstel!ungen vorzunehmen. Dadurch konnten wir der Versuchsperson Zeit lassen, genau einzustellen und eventuell selbst bemerkte Fehler zu korrigieren.

Der dunklere Streifen war w~ihrend einer Versuchsreihe st~ndig unvariabet. Die HeIligkeit des helleren Feldes, sowie des helleren Streifens, ver~nderten wir nach Bedarf.

Zur LSsung oben gestellter Aufgaben f t ihrten wir folgende Serien yon Expe r imen ten dureh :

1. Serie. Der dunklere Streifen sowie der Grund waren sehwarz. Die Helligkeit des Feldes variabel.

2. Serie. Der dunklere Streifen sowie der Grund waren gr~u (graues Papier); hierbei warden verschiedene tIetligkeiten des Grau benutzt. Die Helligkeit des Feldes bei einer Versuchsreihe dieser Serie war variabel, bei einer zweiten Versuehs- reihe konsta, nt.

Tabelle 1 zeigt die yon uns in der ers ten Serie unserer Versuche benutz~en Hetl igkeiten des Feldes. Wie erw~hnt, ~ r d e n diese durch Aufstel lung versehieden starker L a m p e n in verschiedener E n t f e r n u n g h in te r dem Mattglas bewirkt.

Tabelle I. H e l t i g k e i t des h e l l e r e n F e l de s . I ~ etwa 0,5 Lux [ Weill VI ~ etwa 420;0 Lux _!_ WeiB

I I : = ,, 1,0 ,, ~ ,, VII = ,, 575,0 ,, A . . . . . I I I = ,, 2,5 ,, ~ ,, V I I I = ,, 2000,0 ,, _ ' ,, I V = ,, ]0,0 ,, ± ,, I X = ,, 15000,0 ,, ~ ,, V = ,, 190,0 ,, ~ ,,

A n einer unserer Versuehspersonen wurden die Exper imente an s~mtlichen 9 Hell igkeiten durchgefiihrt , bei den iibrigen an 5 ~ 7 derselben. Die Versuehe wurden t/~glich ohne u n d mi t Schallreiz vorgenommen . Nach Adap ta t ion des Auges der Versuchsperson im dunk len Versuchszimmer (ungef/thr 5 - - 1 0 Min.) wurden 10 Ein- T a b e l l e 2.

s te l lungen ohne Scha]lreiz, Helligkeit des Feldos Helligkeit des Grundes in st~ndiger Abwechselung yon schmal zu breit und breit 11 Lux / Well3 0,5 Lux ~ WeiB

32 ,, [ ,, 8,0 ,, I ,, zu schmal, 10 Eins te l lungen 205 ,, _~- ,, 20,0 ,, ~-_ ,, mi t Schallreiz und nach Ver- 15000 ,, ± ,, lauf yon weiteren 3 - - 4 Min., zwecks Abkl ingen der Wi rkung des Schallreizes, noch 2 Kontrol lversuche ohne Schallreiz vorgenommen. T~glich wurde hierbei nu r eine Hellig- kei t verwandt , da ein solcher Versuch etwa 30 Min. dauerte .

I n der zweiten Serie unserer Versuche pri i f ten wit die Wirkung verschiedener K o m b i n a t i o n e n der in Tabelie 2 angegebenen Hell igkei ten des Feldes u n d des Grundes.

Die Var ia t ionen des Feldes wurden wie oben durch das Aufstel len verschieden starker L a m p e n h in ter dem Mattglas der Pri ifungstafel bewirkt . Die Var ia t ionen des Grundes - - durch verschieden starkes

389. S.W. Kravkov und G. S. Biletzky:

Beleuehten der mit grauem Papier beklebten Priifungstafel von der Seite der Versuchsperson aus. Die Lampe war hinter der Tafel T (s. Abb. 1 ) angebraeht und fiir die Versuehsperson nicht siehtbar. (Sic beleuchtete aber ein wenig die schwarzen Zimmerw/£nde und bestimmte daher den Adaptionszustand der Augen unserer Versuchsperson in dieser Serie.) Zu den Versuehen wurden 10 Personen im Alter von 17--35 Jahren herangezogen.

Berechnungsmethodik. Bei Abbildung eines helleren Objektes auf einem dunkleren Grund

zeigt es sich stets, dab bei geniigend starker Helligkeit des Objektes dieses uns vergr6Bert erscheint. Stel]en wir in solehem Falle z. ]3. eine Gleichheit zwischen den Breiten eines schwarzen Streifens auf weiBem Grunde und eines weiBen Streifens auf sehwarzem Grunde her, so wird gew6hnlich der hergestetlte weiBe Streifen objektiv schmaler als der schwarze. Bezeichnen wit mit S die objektive Breite des schwarzen Streifens, mit W die objektive Breite des weii3en und mit J die Irradia- tionsgr6$e, d . h . die durch Irradiation verursachte Ausbreitung des

weil3en Feldes (s. Abb. 2), so ist die Jf JJ

2, Y A b b . 2.

subjektiv y o n der Versuchsperson hergestellte Gleichung :

W + 2 J = S - - 2 J woraus wir erhalten

S - - W = 4 J S - - W

Z - _ 4 Nehmen wir die J-Grbi3e im VerhMtnis

zum Abstand des Auges der Versuehsperson yon der Priifungstafel, so erhatten wir den Tangens desjenigen Winkels, weleher der J-Gr6i~e entspricht.

Hel l igke i t des Feldes

in L ~ x ~ ~Veil]

V e r s u c h s p e r s o n e n

Jakov] . . . . . Bil . . . . . . . Solovj . . . . . Erlichm . . . . . Bronst . . . . .

w

4,27 4.19 3,59 4.27 3~8t

0,5

J '

- - 1,27 - - L19 - - 0,59 - - 1,27 - - 0 , 8 1

1,0

V: J '

4,23 - - 1,23

w

3.80 3~24 3,14 3,77

2,5

z t

-- 0,80 -- 0.24 - o;14 - - 0,77

T o , -

10

w ] a,

3,72 i -- 0,72

In den unten angeftihrten Tabellen und Kurven sind die J-Werte tells in Winkelsekunden, teils in Millimeter angegeben, was aus dem Text st~ndig zu ersehen ist.

Die Abhangigkeit des Lichtirr0Aiationseffektes im Auge usw. 383

Ergebnisse.

A. Experimenteller Teil.

AUgemeine Abhiingiglceit der IrradiationsgrSfle yon der Helligkeit des Feldes. a) Versuche mi t schwarzem Grunde. Die Ergebnisse dieser Versuche

sind in Tabel le 3 zahlenmgBig angefi ihr t . I n der e rs ten senkrechten Reihe der verschiedenen L ich t in t ens i tg t en bedeu ten die angeff ihr ten Zahten die yon der Versuchsperson herges te l l te Bre i te des gesehenen weit~en Streffens W, in de r zwei ten die bet ref fende Irra~tiat ionsgr66e real 4 (d. h. J ' = S - W s. Berechnungsmethodik) , in Mil l imeter angegeben z Die angeff ihr ten Zah len s ind die Mi t te twer te aus mehre ren Einzele ins te l lungen, deren Zahl aus der Tabel!e 4 zu ersehen ist.

Rechnen ~ d ie exper imente] l e rworbenen W e r t e in Winke t sekunden urn, und s te l len sie graphisch dar , so bes t immen sie eine Kurve , die zu Anfang, bei den ers ten 4 L ich t in t ens i tg t en r a p i d empors te ig t , bei den s tg rkeren L ich t in t ens i tg t en aber ganz f lach wel te r zu ver laufen beginl l t . F i i r diese K u r v e e r rechneten wir empir isch folgende F o r m e l :

B J ' ~= Z -- - -

H ~ J ' - - S - - W . Z = Rad ius des Lich tzers t reuungskre ises auf der Ne~zhaut .

B = eine der Lichtunterschiedsschwel le propor t ione l le Gr6Be.

H = die jeweil ige He] l igkei t des Feldes .

K = eine genaue noch unbekann t e F u n k t i o n der L ich tve r t e i lung auf de r Iqetzhaut .

Abb . 3 zeigt die nach dieser F o r m e l be reehne ten K u r v e n , die ver- merk ten Kre ise und Dre iecke geben uns die en t sp reehenden exper imente l l gefundenen W e r t e an. Au i die Ord ina te is t die I r rad ia t i0nsgr6 t ]e real 4 in Winke l sekunden angegeben, auf die Abseisse die L ieh t in t ens i tg t des

b e l l e 3.

190 420 575 2 000 !5 000

W ;1" W J"

3,12 3,08 2,97 3,20 2,85

- - 0 , 1 2

- - 0,08 0,03

- - 0,20 0,15

3,01

2,67

- - 1,01

0,33

W J"

2,91 0,09

2,22 0,78

W J~

2,33 0,67 1,92 1,08 2,36 0,64

2,16 0,84

W J'

2,01 0~99 1,99 1,01 2,42 0,58 1,48 1,52 1~97 1,03

i Da beim Aussehneiden des dunkleren Streifens genau 3 mm breit Ungen~uig- keiten m6gtich sind, k6nnen die absoluten GrSBen yon I, welche wit angeben, nur als =~= 10% sicher angesehen werden.

884 S.W. Kravkov und G. S. Biletzky:

helleren Feldes. Die horizontale O-Linien innerhalb der Zeichnung entsprechen der Irradiationsgr6Be gleich Null. Tabelle 5 gibt die dazu

ZOO"

700 ~

O.

~----Vp.Bronst - 700" i Vp.Erlichrn.

~ -300

IO0 n o

~-/oo" --~---- @.~Iov. , o---- Vp.flil.

-200"

700 ~,

Vp..,Takovl

-2"00"0 $000 6000 ,9000 IZOOO 75000 /,ux.L IVeiB

2~bb. 3.

gehSrigen Zahlen (in Winkelsekunden) sowie die nach obengenannten Formeln errechneten Werte ffir jede Versuchsperson an.

Helligkeit

Versuchspersonen

I Jakovl . . . . . 1 30 Bil . . . . . . . t 104 Sol . . . . . . . 47 Erl . . . . . . . 48 Bront . . . . . 55

Insgesamt T 284

20 20 20 30 10

20 80

T a b e l l e 4.

I )

20 t 30 20 75 58 38 10

[ 35 t 2o t 361 3o

Insgesamt

30 20 30 220 30 104 333 30 58 223

10 22 128 10 44 144

40 90 158

Aus der Tabelle 5 und Abb. 3 kSnnen wir ersehen, dab der Lich~- irradiationseffekt mit der Verst~rkung der Helligkeit des Feldes st/~ndig w~clhst. Bei den niedrigen Helligkeiten des Feldes besitzt die Irradiat ions- grSl3e einen negat iven ~rert , d . h . das dunklere Objekt erscheint sogar verbrei ter t (,,negative I r rad ia t ion") ; bei einer mit t leren Helligkeit ist die IrradiationsgrSBe gleich Null, da S - - W ~ O ist, beim weiteren An-

Die Abhangigkei t des Lichtirradiat ionseffektes im Auge usw. 385

T a b e l l e 5.

Versuchs- personen

HeUig- keit

Erl ichm. Bronst .

beob- berech- beob- borech- a c h t e t n e t ach te t ne t

--120 --203 - - i 6 0 --128

- - 1 4 - - 43 14 50 41 6 5

8 4 a0s 931 134 120

Z• 190 350

~ = o,17

ffakovl.

beob- berech- aeh t e t ne t

Bil.

--298 - -250 - - 1 9 0

--120 18 45 58 95

150

z = 400 -- 650

K: 0,17

I - -175 I I

I I I - - 95 IV V - - 27

VI 4O VI I 95

VIII I X 205

--170 --195 --160 --160 --110 --128 - - 9 5 - - 69 - - 1 5 1 5

- - 5 30 5 38

70 60 125 90

Z•_ 190 350

i~= o,13

beob- berech- a c h t e t ne t

--162

- - 35

- - 10 65

130 134

- - 187 - - 135 -:~ 78 - - 11

66 79 85 99

115

Z ~ 144 B = 27!

~ = 0,2~

Sol.

beob- berech- ach t e t not.

- -90 - - 107 - - 70

--22 - - 31 --13 10

13 57 64

75 68 78 73 82 81

Z = 90 B ~ 160 ~ = o,3o

w a e h s e n d e r H e l l i g k e i t de s F e l d e s b e k o m m t d ie I r r a d i a t i o n e i n e n posi - r i v e n ~¢Vert S - - W > O.

D ie y o n u n s a n g e w a n d t e e m p i r i s c h e F o r m e l e r f i i l l t d e m e n t s p r e e h e n d f o l g e n d e G r e n z b e d i n g u n g e n :

bei H = O wird J ' ~ - - o o

d . h . d ie G r e n z e des D u n k l e n i i b e r z i e h t d a s g a n z e G e s i c h t s f e l d ;

b e i t t : ~ wird J ' = Z

we Z ein konstanter, positiver, dem Radius der Zerstreuungskreise entspreehender Wert ist.

b) Versuche mit grauem Grunde. Als Grund, auf dem der hellere, variable Streifen gesehen wurde, diente ein schwaeh beleuchtetes graues Papier, welches auf die Prtifungstafel aufgekIebt warde. Die Helligkeit eines solehen Grundes entspraeh hier etwa 8 Lux ~ Weig.

Als Feldhelligkeiten hatten wir: 11 Lux ] ~%iB

205 Lux ~ WeiB und 15 000 Lux ~ WeiB

Die e r h ~ l t e n e n V e r s u e h s r e s u ] t a t e s i n d zahlenmi~i~ig i n T a b e l l e 6 u n d

g r a p h i s e h m i t d e n n a c h i h n e n d u r c h g e z o g e n e n K u r v e n a u f d e r A b b . 4

T a b e l l e 6.

/-I elligkeit des Feldes 11 L~ x ~ ~Veii~ 205 Lux _!_ ~VeiB 15000 L u x WeiB

Versuchspersonen W

Jakovl . . . . . Solovj . . . . . Sokol . . . . . Honigm . . . . Bregm . . . . .

W I J" n

5,74 2,74 30 5,16 I 2,16 36 4,68 I 1,68 18 4,26 1,26 30 4,90 1,90 24

3,58 3,26 2~82 2,38 2~68

v. Gr~efes A r c h i v fttr Ophthalmologie . 132. Bd.

J ' n

- - 0,58 24 - - 0,26 36

0,18 18 0,62 30 0,32 18

W J, n

2,59 0,41 30 2,74 0,26 36 1,90 1,10 18 0,89 2,11 30 1,19 1,81 18

26

386 S.W. Kravkov und G. S. Bilegzky:

zu ersehen. hergesteUte gr6Be real 4 angefiihrten

&

W bezeichne~ in der Tabelle die yon der Versuchsperson Breite des helleren Streifens (in Millimeter). J ' die Irr- = (S ~ W). n - - die Zahl der Einzeleinstellungen, die den Mittelwerten zugrunde iiegen.

o,s i/.- . x e _ . _ - 4 - - + - + r ~ _ ÷ _ + . _ + _ + _ : +

41

1 , ~ - - - - l /p.~k'oHw ~---- Vp.Solov. . . . . . . Vp.,foko/. 4"+ + + Vp./'/on/.qm.

0 3000 ~000 :7000 l.wr.J_ Well?

Abb. 4,

IZ000 15000

-g~

-o,8

-z,o -2,g

Auch hier bemerken wir dieselbe Gesetzm/~Bigkeit der Abh/~ngigkeit der Irradiationsgr613e yon der ttelligkeit des Feldes wie beim Versuche mit schwarzem Grunde. Bei Steigerung der ttelligkei~ des Feldes w/~chst der Irradiationseffekt st~ndig - - zuers~ schnell, dann immer langsamer, yon negativen zu positiven Werten tibergehend.

~Vas die GrSBe yon J ' anbetrifft, so zeigt sie sich bier im Vergleich zu der beim sehwarzen Grunde gefundenen Gr6Be ~ls kleiner (vgl. z. B.

die entsprechenden Zahlen in den ~ L72"~::¥c-" ~ ~. ] Tabellen 3 und 6).

~ . ~ ""-- "". "x, a u f d i e I r r a d i a t i o n s g r g f i e d e s F e l d e s .

i J J J > ~ . ~ . ~ " \ . C:~ Die Helligkeit des Feldes blieb in die- ~ - . . . . . . . . . so/o~ j ,>~, ser Serie stets dieseibe, etwa 32 Lux ++~ + . . . . . . . . ,, ,, ,sokot°~'~p~/~,. ~ _ l gTeiB. Die Hetligkei~ des Grundes

- ~ 8 ~ _ + ,, ,, ,, ,,,TakovZC~-- , , , T ~ t wurde vergndert ; hierfiir hat ten wir:

-~0 ~ ~ 8 8 zo lz z~ /8 z8 ZO Z u x ± Wei~ 0,5 Lux ~1 Wei8

Abb. 5 , 8,0 Lux ~ WeiB 20,0 Lux ~ WeiB

Je nach Helligkeit des Grundes verringert sich selbstverst/indlieh auch der Helligkeitsunterschied zwischen l%ld und Grund. Die gefundenen Versuehsresultate sind in der Tabetle 7 und kurvenm~13ig auf der Abb. 5 angefiihrt.

Die Ziffern bedeuten bier Mittelwerte aus den hergestell~en Breiten W des helleren Streifens, wieder in Millimeter ausgedriiek~. Die ZaM der jedem Mittelwert zugrunde liegenden Einzelbestimmungen ist dureh-

Die Abhangigkeit des Lichtirradiationseffektes im Auge usw. 387

T a b e l l e 7. t t e l l i g k e i t des G r u n d e s

i n I m x _ _ W e i g

Versuchspersonen

Jakovl ......... Solovj . . . . . . . . Soko] . . . . . . . . . Prian . . . . . . . . . Jakov . . . . . . . . .

VV

4,38 3,76 3,16 4,32 3,33

0,5

j ,

- - 1,38 0,76 0,16 1,32 0,33

W

4,51 4,00 3,45 4.58 3~51

Jp

- - 1,51 - - 1,00 - - 0,45 - - 1,58 - - 0 , 5 1

20

w I J"

5,77 - - 2,77 5,13 - - 2,13 5,07 - - 2,07 5,67 - - 2,67 4,42 . - -1,42

schni t t l ich 36 ; die mi t t - l e reVar ia t ion dieser Ein- ze lbes t immungen be- t r a g t e twa 0,03 mm.

Die Ordinate auf der Abb. 5 zeigen die I r r ad ia t ionsgr6ge mM 4 an, auf de r Abscisse s ind die HeIl igkei ten des Grundes angegeben. Man ers ieht aus der Ver- suchsda ta dieser Serie, d a b die I r r ad ia t ions - grSBe be ide rAufhe l lung des Grundes sich ver- r inger t .

T a b e l l e 8.

Versuchsperson Sol.

I t l e l l igke i t d e s F e l d e s i n 0,5 2,5 190 2 000 15 000 L u x I W e i B

M~ D (YD I1

3 , 5 9 3 , 1 4 3,24 3,07 0,35 0,07 0,06 0,05

47 30

2,97 2,80 0,17 0,04

58

2,36 2,14 0,22 0,05

30

Versuchsperson Bil.

t I e l l i gke i t des Foldes in L u x ~ WeiB

M s D O'D n

0,5

4,19 3,39 0,80 0,06 104

2,5 190

3,24 3,08 3,05 2,75 0,19 0,33 0,08 0,04

20 75

2 000

1 ,92 1,70 0,22 0,12

30

2,42 2,19 0,33 0,05

58

15 000

1,99 1,63 0,36 0,07 104

Wirlcung des Schallreizes au] die

IrradiationsgrSfie.

a) Versuche mi t schwarzem Grunde. Urn die ~Virkung des Schall- reizes auf die I r r ad ia - tionsgr6Be zu kons ta - t ieren, muBten ~ die ohne Schallreiz herge- s te l l ten W - W e r t e mi t denen mi t Schaltreiz herges te l l ten verglei- chen. E inen solchen Vergleich e rm5gl ich t uns Tabel le 8.

H e l l i g k e i t des F e l d e s i n L u x ~ XVeiB

Versuchsperson Br.

Ms D O* D 12

3,81 3,48 0,33 0,06

55

2,85 2,70 0,15 0 05

35

ooo

2,16 1,97 1,96 1,57 0,20 0,40 0,08 0,06

10 44

Versuchsperson Erl.

: [ I e l l i gke i t d e s F e ] d e s i n 0,5 420 2 000 ] 15 000 Lux ~ VVeii~ [

M s D rYo n

4,27 3.53 o;74 0,09

48

2,5 190

3,77 3,20 3,12 2,93 0,65 0,27 0,08 0,11

10 38

2,67 2,22 2,25 1,90 0.42 0,32 0,06 0,06

10 10

1,48 1,26 0,22 0,14

22

26*

388 S.W. Kravkov und O. S. ]~iletzky:

M~ bedeutet darin den in Millimeter angegebenen Durchschnittswert tier Breiten des helleren Streifens, die ohne Sehallreiz yon der Versuchs- person hergestellt wurden; M s diejenigen rni~ Schallreiz; D ist gleich Ms--Ms; ~ gleich der mittlere quadratische Fehler der Differenz; n die Zahl der zugrande liegenden Einstellungen.

Die angefiihrten Zahlen zeigen sehr deutlich, daft der Schall immer eine ErhShung der IrracliationsgrSt~e verursaehte. Die hergestellten

] 0 0 ~f

0

- I00"

-200" 200 ++

700"

0

-lO0"

~-zoo. ~.200"

I lO0" 0

-lO0" -200" ZOO"

lO0"

0

- I00"

-200"

-300"

ivpmz -÷-T.~ = I . . . .

+ I

Vp.Bm&t ~ -+

o/

i

0

Vp.frlickm. .~ : . . . . . .

l Z 3 g 5 " Izzq H T

Abb. 6,

W-Werte mit Sehall (~-- M2) sind iiber- all kleiner als die ohne Sehall (---- MI).

Das Sigma. der Differenz (CTD), welches uns die S~reuungsbreite der beobachteten Durchsehnittswerte angibt, erweist sich als retativ sehr kleines, so daJ] die experimen~ell gefundene Differenz yon M s und M~. yore sta~istischen Standpunkte aus als eine unbedingt bedeutende angesehen werden kann. Leider gelang es uns infolge einiger teehnischer Unzulangliehkeiten der Versuchs- anordnung in dieser Versuchsreihe nicht immer, ein konstantes Gerausch fiir die Schallwirkung zu erhalten. Wir eraehteten daher diese Ergeb- nisse fiir nieht geniigend, um auch g]eichzeitig die weitere Frage unserer Untersuchung, wie sich die Wirkung eines und desselben Nebenreizes bei

versehiedenen I-Iel]igkeiten des irradiierenden Feldes ~nder~, zu beant- worten. Wir I/ihrten daher noeh ein~ge spezielle Versuchsserien durch.

In der ersten dieser Serien wghlten wir nur 3 Helligkeiten ffirs Feld: die schw~chste yon etwa 0,5 Lux l WeiB die mittlerc yon . . . . 190,0 Lnx ~ ~ ¢ V e i B

die stgrkste yon . . . . 15 000,0 Lux ~ ~¥eil]

Der Grand blieb stets schwarz. Diese versehiedenen Helligkeiten des Feldes priiften wit bei jeder Versuchsperson an einem Tage innerhalb einer geschlossenen Zeitspanne bei je 6 Einstellungen ohne Sehall, 6 Einstellungen mit Sehall und darauf noeh 2 Einstellungen als Kon- trollversueh ohne Schall; im ganzen t~iglich 42 Einstellungen in einer Zeitspanne yon 40--45 Min. Zwischen den Serien der einzelnen Licht- intensitaten wurde eine Adaptationspause fiir das Auge yon etwa 3 bis 5 Min. gelassen. Es war hier auch besonders dafiir gesorg~, daI~ das Ger~iuseh der als Schallreiz benutzten elektrischen Glocke immer dasselbe blieb. Die hier yon uns erhaltenen Versuchsresultate sind unten in der

Die Ah~ngigkeit des Lichtirradiationseffektes im Aug° usw. 389

T a b e l l e 9.

Versllehs- personen

Erlichm.

Bronst.

Bil.

Sol.

F °

0,5 190

15 300 0,5 190

15 000 0,5 190

15 00(3 0,5 19C

15 00(

Ohne Schallreiz

Wer te beob- l berech- in dot acntet I net FormeI

- 1-277- z: _ 10;; I 6- .: 650

130- :0.09 - 1 3 8 " - 1 8 2 " Z = 1 9 0

28" 31"] B = 350

0 2 - 151"

-51--67"/ i - 1 5 " 11" B = 1 5 0

51" 47" k- = 033

Mit Schallreiz

Werte beob- ]berech- ] " ~er

Unterschied zwisohen ohne

~nd mi t Schallreiz

beob- ] berech- achtet ] ne t

98 31 10 56 30 22 90 i7 21 31 14 12

91" -176" Z=400 21" 56"] B = 55O 65,, 171,,/ 82" - 7 6 " ] k 58" 76 '~ B 250 59" 131" = 61" - 5 5 " k 0,15140 39" 45" B 200

20" - 15" ~_ 3 - 1 " 37" B = 1 0 0 [ 63 "~ 62" k = 0,13

101 50 41

106 45 24 95 50 28 52 26 15

Tabdle 9 zahlenmtt~ig (in Winkelsekunden) und ~uf der Abb. 6 kurven- art ig darges~ellt.

Die in der T~belle 9 angegebenen Ziffern sind Mittelwerte yon S - ~ W , jede aus etw~ 72 Einzeleinstellungen.

tN~ebst der experimentell gefundenen Werte ( , ,beobachtet") sind auch

die nach der Formel J = Z ~ ~ berechneten (,,berechnet") Werte an-

gefiihrt. Ebenso sind die errechneten Werte der fiir diese Formel an- genommenen Kons tan ten angefiihrt.

Auf der Abb. 6 bedeuten die Ordinate S - W, Abscisse-Logari thmen der Helligkeiten des Feldes, die gestrichelten Kurven beziehen sich auf die Einstellungen ,,mit Schall °'.

Aus der Tabelle 9 und der Abb. 6 sehen wit ganz deutlich, dal~ die Wirkung des Schalles auf die IrradiationsgrSfte von der Helligkeit des Feldes abh/~ngt. I n unserem F~lle, wenn der Grund schwarz war, verursachte der Schallreiz um so grSl3ere Ver~nderungen in der Irradiat ions- grSl~e, je schwt~cher die Helligkeit des Feldes war. Was die Rich~ung der durch den Schatl hervorgerufenen Irradiationsvert~nderungen anbetrifft , so btieb sie bier immer dieselbe, nt~mlich positiv, d. h. bei der Wirkung des akustischen Reizes wuchs die Irradia~ionsgrSBe (Differenz S - - W wurde also grSBer).

b) Versuche mit grauem Grunde. I n dieser Serie unserer Versuche war der Grund seiner Helligkeit naeh etwa 8 Lux [_ Weil~ gleich. Als Helligkeiten des Feldes benutzten wir hier 11, 205 und 15 000 Lux _!_ WeilL

Die erworbenen Versuchsresultate sind in der Tabelle 10 und auf der Abb. 7 angegeben. M 1 und M~ bedeuten in der Tabelle die ohne und mit


Versuchspersonen

Holl igkei t des Feldes in I ,ux ~__ ~(eifi

M1 Ms D

~D

Ii

5,74 5,86

--0,12 0,05

30

Jakovleva

205

3,58 3,60

--0,02

15 000

2,59 2,38 0,21 0,06

3O

11

5,16 527

--0,11

Solovjewa.

205

3,26 3.24 0~02 0,03

36

T~-

15 000

2.74 2:5~ 0,17 0,04

36

0,8 qO

-o,e f -~ I

.~-z,6

Vp.,Yoko/ ! ~_~; :~ @~ ~ -

o,o

-~8 - -

. Sgo ~ ~ - ~

-o,,s / -If !

-z,e J -3;21 2 3 z~

~ / o ~ Abb. 7.

Schall erhaltenen Mittelwerte der W-Ein- stellungen in Millimetern,D-Differenz zwischen diesen Werten (-~ M 1 - - M2) , aD - - mittlerer quadratischer Fehler dieser Differenz und n-Zahl der jedem Mittelwerte zugrunde liegenden Einzeleins~ellungen.

Abb. 7 stellt diese Abh~ngigkei~ zwischen IrradiationsgrSl3en ( S - - W ) m i t ' und ohne Sehallreiz und den Logarithmen der Hellig- keiten des Feldes graphiseh dar.

Man ersieht aus den oben angeffihrten Versuehsdaten, dal~ der Sehattreiz h i e r - - beim grauen Grunde - - je nach der Helligkeit des Yeldes sowohl positiv als aueh negativ wirken kann (d. h. die Differenz S - - W ver- grS~ernd bei der positiven Wh'ktmg und die Differenz S - W verkleinernd bei der nega- riven Wirkung).

Eine ErhShung des Irradiationswertes duroh Sehall beobaehteten wir bei ziemHch starken tteltigkeiten des Feldes, das Gegen- teil bei schwaehen; bier wirkte der Sehal]reiz die IrradiationsgrS~e verkleinernd. Bei einer mittleren Helligkeit des Feldes iibte er auf die IrradiationsgrSt~e iiberhaupt keinen bemerk- baren EhlfluB aus.

Die die IrradiationsgrSl~e ,,ohne" und ,,mit Schall" darstellenden Kurven auf der Abb. 7 zeigen dementspreehend bei allen unseren Versuchspersonen eine ~berkreuzung. Naeh tier Uberkreuzung waehst, bei weiterer

VergrS~erung der Abscissenwerte, der Unterschied zwischen den beiden Kurven.

In der vorangehenden Versuchsserie, als der Grund nicht grau, sondern schwarz w~r, s~hen wir aber etwas g~nz anderes. Die ErhShung der

Die Abhangigkeit des Lichtirradiationseffektes im Auge nsw. 391

bel ie 10.

Ii

4,68 4,93

--0,25 0,09

18

Sokolova I:{onigman~z Brogmann

205 15 000 Ii 205 I 15 000 ii 205 15 000

2,82 2,76 0,06 0,08

18

1,90 1,73 0,17 0,10

18

4,26 4,46

-0,20 0,14

30

2~38 2.27 o;11 0,14

3O

0,89 0,75 0,14 0,06

30

4,90 5,53

--0,63 0,10

24

2,68 2,60 0,08 0,07

18

1,19 0,89 0,30 0,07

18

Feldhelligkeit verkleinerte den Unterschied zwischen den beiden Kurven (vgl. Abb. 6).

Gibt es in den Ergebnissen dieser beiden Serien doeh irgendeine gemeinsame Gesetzm~Bigkeit ?

Die Abhgngiglceit der Nebenreizwirlcung vom Kontraste zwischen Feld und Grund.

Zur Beantwortung dieser Frage stellten wir die Ergebnisse beider oben beschriebener Versuchsreihen zusammen, indera wit die Differenz zwisehen der Irradiationsgr613e ,,mit Seh~ll" und der Irradiations- gr6Be ,,ohne Sehall", d .h . die Differenz (S ~ W') - - (S - - W) oder W - W', als eine Funk- tion des Kontrastes zwischen Feld und Grund uns vorzu- stellen versuehten.

Dazu nahmen wir an, dal] die Helligkeit des ,,sehwarzen Grundes", welcher bei den

Tgbe l l e 11.

Kontrast = Helligkeit des Feldes HeHigkeit des Grundes

1,4 25,6

500 1 875

190 000 15 0O0 000

~V--W" in mm

- - 0,26 0,05 0,51 0,20 0,22 0,10

ersten Versuehen gegeben war, etwa gleich 0,001 Lux _[ WeiB ware. Wit erhielten auf solehe Weise durchsehnit~lieh vorstehende Zahlen aus den Tabellen 9 und 10. (Siehe Tabelle 11.)

Die Zahlen W - W' rind hier in Millimeter angegeben, wobei W die hergestellte Breite ,,ohne Sehall", W' die hergesCellte Breite ,,mit Sch~ll", welehe wir sus Tabelle 9 und 10 entnommen haben, bedeutet. Graphiseh dargesCellt ergeben diese l~esultate die Kurve der Abb. 8, wo W - - W' Ms Ordinate und die Logarithmen der Kontras te aLs Abscissen abgeleg~ rind.

Wie wir sehen, entsprechen die Ergebnisse beider zusammengestellter Serien einer gemeinsamen Kurve, welche einen eigentiimlichen und interessanten Gang zeigt. N~mlieh, bei den geringen KontrasCen spielt der Nebenreiz einer negativen Irradiat ion zugunsten, und verst~rkt sie; bei ErhShung des Kontrastes wird eine solehe Wirkung allm~hlich kleiner und kleiner bis bei einer mittleren Gr61~e des Kontras~es die Wirkung des


Nebenreizes auf die IrradiationsgrOf3e fiberhaupt gleich Null wird. Bei weiterer Verst/~rkung des Kontrastes zwischen Feld und Grund ruff der

Nebenreiz eine positive q8 0,s ° Verschiebung der Grenzen

eines helleren Feldes her- o,~ f ~ ~ vor, welche bei immer o~ / ~ st~.rkerem Anwaehsen des o,1 / ~ ' - - -~ Kontrastes ein Maximum 0,o / erreicht, um dann allm/~h-

-¢1 / licit sieh zu verkleinern -o,z demSTullpunkt zustrebend. -°'so ~ z s ~ 5 s z 8 Je nach dem vorlie-

Hell/yhe/l des felde~ Io 9' des VerhLtYtnisses /'/elk'gkeit des O~u~es genden Kontraste kann

Abb. S. also der Nebenreiz positive oder negative Irradiation

vers~/~rken bzw. iiberhaupt keine merkbare Ver/~nderung des Irradia$ionseffektes hervorrufen.

B . T h e o r e t i s c h e r T e i l .

In theoretischer Deutung der Irradiationserscheinungen schliel]en wir uns den H e l m h o l t z s c h e n Ansichten an. H e l m h o l t z ~ schreibt: . . . . . . auch bei genauester Akkommodation, die Zerstreuungskreise nicht ganz

d c

f e ~ Abb. 9.

auf der Netzhaut eine Liehtverteilung, die nieht einer Linie e d e f, sondern einer Linie e k f entsprieht, wenn die AbstSonde einzelner Punkte dieser Linien yon der Abseisse f e n auf der Abbildung der Beleuehtungsinten- sit4t proportionell angenommen sind. Es sei hier darauf aufmerksam gemaeht, dat3 die objektive Grenze der abbildenden weigen Fl~.ehe gerade mit dem Biegungspunkte k der Kurve e k f zusammenfS,11t; die Streeke e f entsprieht dann also dem Radius des gerstreuungskreises.

1 Helmhol t z , H . v . : Handbueh der physiologisehen Optik, Bd. 2, S. 157. 1911. Ygl. aueh Bd. 1, S. 156. 1909.

fehlen wegen der Farbenzerstreuung und der fibrigen Abweichungen des Auges, die wit unter dem Namen der monoehromatischen Abweiehungen des Auges zu- sammengefaBt haben. Dutch diese Zers~reuungs- kreise wird nun bewirkt, dab am Rande des Netz- hautbildes einer hellen Fl~ehe Licht sich welter verbrei~et, als das geometrische Bild der Fl~che reicht, aber auch die Dunkelheit greift fiber den Rand des Bildes, d .h . das Licht f/~ngt schon innerhalb des Ran@s, w o e s noch seine volle St~rke haben sollte, an abzunehmen."

Dementsprechend verursaeht die Grenze einer yon uns betrachteten weiSen Flgche A (s. Abb. 9)

Die Abhangigkeit des Lichtirradiationseffektes im Auge usw. 393

Die Beleuchtungsintensit~t des Punktes e wird dutch denjenigen ttalbkreis der weil3en Fl~ehe A bestimmt, welcher um den Punkt e (s. Abb. 10) mit einem t~adius, der dem Radius des Zerstreuungskreises gIeieh ist, umsehrieben ist. Sei a p auf der Abb. 10 die Grenze der weiBen ~ l~ehe , so entspricht einem solcher Hatbkreise der Halbkreis s n t. Der Punkt n abet, der genau auf ein Radius des Zerstreuungskreises yon der Grenzea p entfernt liegt, erh~lt die Beleuchtung vom ganzen um ihm mit dem Radius, der dem Ra~tius des Zerstreuungskreises gleieh ist, beschrie- benen Kreise. Der Punkt e wird demzufo]ge im Vergleich zum Punkte n hatb so schwach beleuehtet. Bezeichnen wit die Beleuchtungsintensit~t des dem Biegungspunkte k en~- sprechenden Punktes e dureh i und die des max imal be- leuehteten Punk~es n durch i m , so sind wir berechtigt, eine folgende

Gteiehung herzustellen: i i r a . 2

Is t die Fl/iche, die die Fl~che A ~ngrenzt, nieht eine schwarze, sondern eine graue, so gibt sie, ihrerseits aueh Zerstreuungskreise, die die an- liegende Zone des Abbildes der weil~en Fl~che A auf der Netzhaut beleuehten. Die yon der Fl~ehe A allehl ent- stehende Beleuehtung verteil~ sieh auf der Netz- haut wie die Kurve e d f (s. Abb. 11). Die yon der Fl£ehe B ausgehende Beleuehtung wie die Kurve g t n. Die resultierende Beleuehtung, die bei Anwesenheit dieser 2 Beleuehtungsverteilungen s~attfindet, wird offenbar dureh die Summation der entsprechenden Ordinaten beider dieser Kurven gegeben. Auf solche Weise bekommen wir die Kurve e r g, deren Biegungspunkt in r l~egt. Die Beleuchtungsintensit~t dieses Punk- tes ist, dem oben gesag~en gemgl], gleich

i': - - i,~, -~ i~, also gleieh einem arithmetisehen 2

/

s

A b b . 10.

A b b . 11.

Mittel aus den maximalen der Fl/~chen A und B entsprechenden Beleuch- tungsintensita~en.

Wenn den Irradiationserseheinungen, ein oben beschriebener all- mahlicher ~bergang der Beleuchtungsintensitaten auf der Netzhaut zugrunde liegt, so taucht hier erstens folgende Frage auf. We, an welcher Stelle soleher ~bergangskurve empfinden wir die subjekt-ive Grenze zwischen ,,hellerem" Felde und , ,dunklerem" Grunde ?

Sprachen wir frfiher 1 yon einer absoluten Ordinatenh6he, die der Empfindungssehwelle entsprieht, so ist dies natfirlich nur fiir einen speziellen Fall gfiltig, wenn namlich der Grund als schwa.rz angesehen

1 Kravtsov, S. W.: Graefes Arch. 129, 440 (1933).

22

394 S.W.K.ravkov und G. S. Bfletzky:

I °

i

F

d g e m A b b . 12 .

wird. Streng gesproehen haben wit aber gewShnlich keinen sehwarzen, sondern immer einen grauen Grund. Deshalb sind wir nieht imstande, irgendeine absolute Gr5Be der BeleuehtungsordJnate auf der Netzhaut als das die subjektive Grenze bestimmende Moment anzusehen.

,4]s zweite M6gliehkeit kommt hier die Annahme : - die subjektive Grenze entspr~ehe dem Biegungspunkte der Beleuehtungskurve. Aber auch diese Annahme erscheint sofort Ms unhaltbar. D e r Biegungspunkt entsprieht immer der objektiven Grenze und ~ndert demzufolge seine Stelle nieht mit der Xnderung der yon der hetlen Flgehe ausgestrahlten Liehtintensitat. Wir haben aber erfahrungsgemgg festgestellt, dab die IrradiationsgrSBe gew6hnlieh nieht gleieh Null ist und dag diese GrSBe mit dem ~Tachsen der Licht intensi t~ des Fe]des sieh stgndig vergrSBert.

Naeh A . L e h m a n n 1 endlieh mug die schein- 6~

bare Grenze zwisehen Feld und Grund an der Stelle der Irradiationszone fallen, we die Lieht- intensitgt genau dem geometrischen Mittel zwischen den Liehtintensit£ten des Feldes und des Grundes entspricht. Soleher Behauptung widersprieht aber die erfahrungsgemg~ mehr- reals beobaehteten Tatsaehen einer negativen Irradiation. Der negativen Irradiation zufolge verbreiten sieh illusoriseh gerade die dunkleren

Objekte. D .h . die subjektive Grenze zwischen hellerem Felde und dunklerem Grunde liegt auf der Beleuehtungskurve veto Biegungs- punkte naeh der Seite der grSl~eren Helligkeit versehoben. Ihr entsprieht also eine Beleuchtungsintensit~t, die gr6ger als die dem Biegungspunkte entspreehende Lichtintensit~t ist. Diese letztere ist, wie ~@ es oben ge- zeigt haben, genau dem arithmetisehen Mittet aus den maximMen und minimalen Lichtintensit~ten gMeh. Das geometrische Mittel aber ergibt immer einen ira Vergleieh zum arithmetischen Mitre| kleineren Wert. D. h., dab die dem geometrischen Mittel entspreehende Stelle der Irradia- tionszone nur positive Irradiationen wiedergeben kann. Die negative Irradiation zu erklgren ist also die L e h m a n n s c h e Annahme nicht imstande.

~h" m6chten daher als wahrseheinlich fotgenden Satz aufsteHen: Der subjektiven Grenze entsprieht diejenige Stelle der Irradiationszone, deren Ordinate im bestimmten Verh~ltnis zu den minimalen, den Grund reprgsentierenden Ordinate steht. Eine solehe Annahme ist, wie es uns seheint, am leiehtesten mit der Gesamtheit erfahrungsgem&B beobaehteter Tatsachen in Einklang zu bringen. Sei z. B. dieses, der Untersehieds- sehweHe entspreehendes, Verh~ltnis der Ordinaten gleieh ],s dann erhalten wir ftir eine starke Liehtintensit£t des Feldes die die Beleueh- tungskurve a o b auf der Abb. 12 darstellt, als subjektive Grenze die

1 Lehmans, A. : Pfliigers Arch. ~6, 603 (1885).

Die Abhgngigkei~ des Lichtirradiat.ionseffektes im Auge usw. 895

Ordinate f g und dementspreehend eine positive Irradiation (gleieh e g). I m Falle einer sehw~cheren Helligkeit des Feldes wird aber eine solche Grenze dureh die Ordinate k m gegeben, wodureh wir sehon eine negative Irradiation (gleieh e m) erhalten. Die punktier~e Linie auf der Abbildung entspricht der objektiven Grenze. Eine ghnhehe Ansieht fiber die subjektiv empfundene Grenze zwisehen Feld und Grund vertr i t t auch E . Schroed ingsr 1, indem er meint, dab wir dis Grenze dort sehen, ,,wo das kleine Abezissendifferen~ial (XI), das gerade der Un~erschiedssehwelle entsprieht, ein Minimum wird".

Ebensogut, wie die Abh~ngigkeit des Irradiationseffektes yon der Lieht, in~ensit~ des Feldes, erkl~rt sieh yon unserem Standpunkt aus die Verldeinerung der IrradiationsgrSi3e mit dem Hellerwerden des Grundes (s. oben Tabelle 7 und Abb. 5).

I n solchem Falls ~Lnder~ sich einfach (w~ehst) der Z~tder des dis subjektive Grenze bestimmenden Verh~ltnisses; um das Verhgltnis desselben konstant zu halten, mu6 man offenbar eine grSl~ere Ordinate nehmen. D .h . die subjektive Grenze verschiebt sich nach der Seite der grSBeren Lich~in~ensitgt, d .h . der Irradiationswert verkleinel~ sich.

Die zwei~e theoretische Frage, die uns im Zusammenhang mi~ unseren experimentellen Ergebnissen aufgetaucht ist, betrifft dis Wirkung des Nebenreizes anf die Irradiation. Wie sollen wit uns das Bild einer solchen }Virkung erklgren und vorstellen ?

Gehen wir yon den Versuehsserien mit schwarzem Grunde aus, so mfissen wir konstatieren, dal~ der indirekte akusbische Reiz eine, die Lichtirradiation steigernde ~Virkung austibte. Der Nebenreiz ~@k~ in solchem Falle in derselben Richtung, wie die Verst~rkung der Licht- intensit~t des direkten Reizes. Wit glauben deshalb, dal3 durch einen ]XTebenreiz tatsgchlich eine erh5hte Erregung in den entsprechenden Sehzentren ents~ehen kann. Sie wird, aller ~Vahrscheinliehkeit nach, dureh den 1Jbergang des ErregungsprozeB yon akustischen auf die optischen Nervenfasern im Gebiete der subeortiealen Sehzentren verursacht.

Verbrei~et sich diese dureh den Nebenreiz zugeffigte Erregung gleieh- mgl3ig fiber das ganze Gebiet des dureh den direkten Reiz in Erregung ver- setzten Sehzentrum ? Eine bejahende Antwort auf diese Frage spraehen wir, der Ein~aehhei~ des Schemas halber, in einer u:nserer friiheren Arbeiten 2 aus. Je tz t auf Grund der neuen oben besehriebenen Experi- men~e sind wir aber gezwungen, dieses vereinfaehte Schema durch ein anderes, die Gesamtheit der beobaehSeten Tatsachen besser wiedergeben- des, zu ersetzen.

1 Schroedinger, E. : Die Gesichtsempfindungen. M4ller-Puoillets Lehrbueh der Physik, 11. Aufl., Bd. 2, § 56. 1926.

2 Kravkov, S. W.: Graefes Arch. 129, 441 (1933).


bl

c + ! .+

,+z i

Wh' kSnnen die die Lichtirradiationsgr58e steigernde Wirkung des Nebenreizes im Falle eines helleren Feldes auf grauem Grunde nur dann verstehen, wenn wir eine ungleichm/~gige Verteilung der dureh den Nebenreiz hinzugeffigten Erregung fiber das entsprechende Sehzentrum annehmen.

Wie wir schon oben erw/~tmt haben, liegt die subjektive Grenze zwischen helterem Feld und dunkterem Grunde genau dort, we die der Irradiationszone entnommenen Ordinate der Beleuehtung in einem bestimmten Verh/~ltnis zu der Ordinate der vom Grunde ausgehenden Beleuchtung steht. W'/~re die durch den Nebenreiz zugefiigte Erregung

ffir die gesamten Ordinaten der der Irradia- tionszone entspreehenden Beleuch~ung gleich groB, so h/~tte der Nebenreiz immer eine Verkleinerung des IrradiationsgrSge zur Folge, well das f r ~ e r e der subjektiven Grenze entsprechende Verh~ltnis schon all einer anderen mehr nach der Seite der grSBeren ttelligkeit versehobenen Ordinate der Beleuehtungskurve stattfinden wiirde. Da die

l__ + ' b.a.. ~ Irradiationsgr6fie bei geniigendem Kontraste des d ~ " -d e-....~.___A Feldes mit dem grauen Grunde und der Wirkung

f des Nebenreizes sieh tats/~ehlich nicht verMeinert, Abb. 13. sondern w/~chst, mfissen wir eine ungleiehm~Bige

Verteilung der durch den Nebenreiz zugeffigten Erregung fiber das direkt erregte Sehzentrum annehmen. D. h., je gr6ger die dh'ekte Reizung, um so grSBer wird auch die veto indirekten l~eiz hinzukommende Erregung. Mathematisch gesproehen: die indirekte Er- regung (NR) ist eine Funktion der direkten (D1%), d .h . (Nt~) = f (DR). Es fragt sich aber weiter, was ffir eine Funktion ? Direkte Proportdonalit/~t: (NR) = a (DR) paBt ftir die geniigende Erkl/~rung der beobaehteten Tat- saehen nicht, denn bei einer solchen Annahme k6nnten wir nie eine Ver- sehiebung der subjektiven Grenze unter ~Th'kung des Nebem-eizes haben (vgl. Abb. 13). Die durehgezogene Kurve a b e bedeutet hierbei, die der direkten Reizung bei Abbitdung einer helleren Flgche auf grauem Grunde entspreehende Beleuehtungsverteilung auf der Netzhaut (bzw. Erregungs- verteilung im entsprecbenden Sehzentrum); die unter der Abseisse ge- zeichnete (gestriehelte) Kurve f e d stellt die hypothetiseh angenommene Verteflung der dureh den Nebenreiz zugeffigten Erregung dar; obsehon die Ordinaten dieser Kurve unter der Abseisse gezeiehnet sind, bedeuten sie natfirlich immer positive Prozesse ; die Kurve f e d ist naeh der For- reel (NI~) = a (DR), also unter der Annahme einer direkten Proportionali- t/~t gezeichnet. Die punktierte Linie entsprieht der objektiven Grenze.

Setzen wir Ms ein der subjektiven Grenze zugrunde liegendes Ver- h~ltnis tier Ordinaten z. B. 1,~, so ersieht man aus der Abb. 13 sofort, dab die subjektive Grenze bei der Einwirkung des Nebenreizes st/~ndig

Die Abh/ingigkeit des Lichtirradiationseffektes im Auge usw. 397

konstant auf derseIben Stelle bleibt. (Den Ordinaten k 1 und k m ent- spreehend.)

Um nnsere Versuchsergebnisse zu erkl/~ren, mfissen wit daher yon der Annahme ehmr direkten ProportionMit~t von NR und DR absehen und eine andere Beziehung linden. Hierfiir erachten wit vorl~ufig folgende Formel ffir die Abhgngigkeit der Nebenreizwirkung vom direkten Reiz Ms passend:

(NI~) = a (DR)x wobei a und x Konstanten sind; und x selbst Ms eine Funk~ion yon der dutch den direkten Reiz verursachten ErregtmgsverteiIung angenommen sein muB. Je st&rker der Kontrast zwisehen l%ld und Grmld, desto grSger wird x und umgekehrt. Bei x = 1 (was dem oben besproehenen Fa.lle einer einfaehen Proportionalit&t entsprieht), werden wit keine Verschie- bung der subjektiven Grenze zwischen hellerem ~eide und dunklerem Grunde beobaehten. Bei x kleiner wie 1 ~vird die Versehiebung negativ, also nach der Seite der gr6geren Helligkeit. Bei x grSBer als 1, wh'd sie positiv, einer ErhShung der positiven Irradiation en~sprechend.

Die in Tabelle 11 und Abb. 8 angefiihrten Versuchsergebnisse zeigen, dab derselbe Nebem-eiz tatsgchlieh je nach dem Kontraste zwischen Feld und Grund auf den Irradiationseffekt vollkommen versehiedene ~Virkung ausiiben k6nnen.

Zum SehluB m6ehten wit bemerken, dab wit uns vollkommen be- wuBt sind, dab die se hyloothetischen Erkl&rungen einer speziellen physiologisehen und mathematisehen Vertiefung ben6tigen.

Zusammenfassung. 1. Die Irradiationsgr6Be w~chst mit der Steigerung der Helligkeit

des ~eldes yon negativen zu positiven Wer~en fibergehend.

2. Die Abh~ngigkeit der Irradiationsgr5Be yon der Feldhelligkeit B

kann durch die empirische Formel J - - - - Z - - H - k zufriedenstellend aus-

gedrfickt werden. Hierbei bedeuten J Irradia~ionsgrSBe, I-I Helligkeit des Feldes, Z, B nnd k einige Konstanten.

3. Die Irradiation des Feldes beim schwarzen sowie beim grauen Grunde folgt derselben Gesetzm/~Bigkei~.

4. Die Irradiationsgr6Be wird kleiner bei Aufhellung des Grundes.

5. Ein glcichzeitiger akustischer Nebenrciz verursacht eine Ver~nderung der IrradiationsgrSge, ungeachtet der Benutzung einer kfinstlichen Pupilte.

6. Die Ver/~nderung des Irradiationseffektes unter Wirkung des Nebenreizes hiingt yon dem Kontraste zwisehen Feld und Grund ab. Bei Steigerung eines solehen Kontrastes gehen die Nebenreizwirkungen

398 S.W. Kr~vkov und G. S. Bilet~ky.

yon einer Versti~rkung der negativen Irradiation zu der der positiven fiber; beim weiteren A~wachsen des Kontrastes wird eine solche der positiven Irradiation fSrdernde Wirkung des Nebenreizes immer kleiner.

7. Den Irradiationserscheinungen llegen die optischen Zerstreuungs- l~eise auf der Netzhaut zugrunde.

8. Die subjektive Grenze zwisohen hellerem Felde und dunklerem Grunde entspricht derjenigen Ordinate der Beleuchtungskurve auf der •etzhaut, welche im bestimmten Verh~ltnis zu der minimalen (dem Grunde entsprechenden) Ordinate steht.

9. Der akustische 5~ebenreiz verst~rkt die Erregung des Sehzentrums; die relative GrSl~e einer solehen dutch den ~ebenreiz zugeffigten Er- regung wird auch durch die St~rke der direkten Reizung bedingt; sie wi~ehst mit der Steigerung der letzteren.

Zum SehluB mSchten wir ~icht vers~umen, allen unseren Versuchs- personen den herzlichsten Dank ffir ihre Bereitwilligkeit, an diesen Versuehen teilzunehmen, und ihrer Ausdauer bei diesen auszudrficken.

Insbesondere danken wir der Direktion des Staatlichen Instituts ffir Psychologie, welche uns die breitesten M6glichkeiten ffir diese Arbeit gab.

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Die Abhängigkeit des Lichtirradiationseffektes im Auge von der Lichtintensität, Kontrast und Nebenreizwirkung