Die Lochkamera

eine einfache Kamera zur Abbildung heller Gegenstände

Grundidee: Abbildung aller Sichtstrahlen, die genau durch einen Punkt führen Das Prinzip einer Lochkamera ist denkbar einfach. Man benötigt nur eine Lichtundurchlässige Röhre, deren eines Ende durch eine Blende, z.B. aus Aluminiumfolie, mit einem kleinen Loch verschlossen wurde. Am anderen Ende befindet sich ein Schirm, z.B. aus Butterbrotpapier. Auf den Schirm gelangen nur Lichtstrahlen, die durch das Loch in der Blende gegangen sind. Dadurch kann von jedem Punkt des Gegenstandes nur ein Lichtstrahl zum Schirm gelangen. Er wird abgebildet. Für unser Experiment ist es von Vorteil, wenn die Lochkamera aus zwei ineinandergeschobenen Röhren besteht. Auf der äußeren befindet sich die Blende, auf der inneren der Schirm, so dass der Abstand von Blende und Schirm leicht verändert werden kann. Außerdem ist es von Vorteil, wenn man auf der inneren Röhre sowie auf dem Schirm eine Millimeterskala klebt. Zur Verbesserung der Bildqualität kann man die Innenseiten der Röhren zusätzlich noch schwarz anmalen.

Grundversuch:
Baue eine Lochkamera und untersuche folgende Fragen:
- Warum steht das Bild auf dem Kopf?
- Wie verändern sich die Bildgröße und die Helligkeit, wenn man den Abstand zwischen Blende und Schirm vergrößert?
- Wie verändern sich Bildhelligkeit und Schärfe, wenn man das Loch vergrößert?

Messaufgabe: Messe die Bildgröße in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen Blende und Schirm. a) Trage die Ergebnisse in eine Tabelle ein und zeichne ein Diagramm. b) Bilde den Quotienten aus Abstand und Größe. c) Messe den Abstand zwischen Blende und Gegenstand und die Größe des Gegenstandes. Wie ist nun der Quotient der beiden Größen?

Abstand Blende-Schirm in cm Bildgröße in cm

Weiterführende Versuche:
- Welchen Einfluss hat die Lochform der Blende? Schneide z.B. einen Kreis, ein Quadrat, ein Dreieck und ein Kreuz aus.
- Was geschieht, wenn man mehrere kleine Löcher in die Blende schneidet?

Weiterführende Fragen:
- Muss die Kamera röhrenförmig sein? Was wäre die ideale Form, wenn man möglichst wenig Material verbrauchen möchte?
- Unter welcher Bedingung ist das Bild größer als der Gegenstand?

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