Lochkamera

 

 

 

 

 

 

Inhaltsverzeichnis:

 

 

  1. Funktionsweise
  1. Bildgröße

 

  1. Abbildungsgeometrie einer Lochkamera
  1. Vorkommen im Alltag

 

  1. Digitale Lochkamera

7.   Bauanleitung

6.      Experimente

8.   Quelle

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Funktionsweise :

 

 

 

 

 

 

 

Die Lochkamera ist das einfachste optische Mittel um Bilder  zu erzeugen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten eine Lochkamera zu basteln. Bei einem Versuch mit einem Schirm und einer Lochblende wird das Bild der Flamme auf dem Schirm spiegelverkehrt angezeigt. Das heißt, die Lochkamera vertauscht oben und unten, sowie rechts und links.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 

 

 

                        

 

 

                                                                                                                       

 

 

 

 

 

                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     

 

 

 

Eine Kerzenflamme besteht aus vielen Lichtstrahlen. Jeder Lichtstrahl blendet Licht in alle Richtungen.

Durch das Loch geht  nur ein Teil der Lichtstrahlen und gelangt auf dem Schirm. Es entsteht ein Lichtfleck dass deutlich größer ist als das Loch. Die Lichtstrahlen überlappen sich an einem bestimmten Punkt, dadurch entsteht auf dem Schirm ein Bild der Kerzenflamme. Je kleiner das Loch ist, desto schärfer und lichtschwächer ist das entstehende Bild. Ist das Loch aber größer so wird das Bild unscharf und heller. Auf der Abbildung kann man sehen dass sich die Lichtstrahlen kreuzen, deswegen ist links mit rechts, oben und unten vertauscht.

 

 

 

 

 

 

 

 

Bildgröße:

 

 

Wenn man die Bildhöhe B, die Bildweite b, die Gegenstandshöhe G und die Gegenstandsweite g, so gilt die Gleichung:  

 

 

                 

 

 

 

                                                              

 

 

Diese Gleichung ist aus der Geometrie als Strahlensatz bekannt. Die Lochgröße hat nichts mit der Bildgröße zu tun, die Bildgröße hängt nämlich nur von den Abständen

ab.

 

 

 

 

 

 

Abbildungsgeometrie einer Lochkamera:

 

 

                                                                                                            

 

Umso kleiner der Lochdurchmesser D ist und umso größer die Entfernung g des abzubildenden Objekts zum Loch ist, desto kleiner ist der Lichtfleck. Für die Größe S des Lichtflecks gilt:

 

                                                        

 

                               

 

Der Lichtfleckdurchmesser darf eine bestimmte Größe nicht übertreten, damit man ein scharfes Bild erhält. Die bestimmte Größe des Lichtfleckdurchmessers  ist abhängig von der Vergrößerung des Bildes und des Betrachtungsabstands. Man geht vom Lichtfleckdurchmesser von der Formel :    

 

 

                                                                

 

 

 

Df  ist die diagonale Ausdehnung vom Aufnahmeformat. Dadurch dass bei den Wellenlängen Beugungen auftreten, entsteht eine untere Grenze für den Lochdurchmesser D. Blau wird schwächer gebeugt als Rot.

 

 

 

 

Vorkommen im Alltag:

 

Immer öfter beobachtet man Abbildungen an Öffnungen, die belichtet werden, im Alltag, die der Lochkamera entsprechen. Zum Beispiel erzeugen Lücken in einem Korbgeflecht Sonnenflecken an der Wand. Selbst ein Schlüsselloch kann bei niedrigem Sonnenschein Lichtflecke an der Wand erzeugen.

 

 

 

Digitale Lochkamera:

 

Eine digitale Alternative für die Lochkamera sind die Digitalkameras mit Wechselobjekten, denn sie können auch als Lochkamera verwendet werden.

                                                    

Bei der Belichtung entsteht eine Erscheinung die als Schwarzschild-Effekt bezeichnet wird. Es gibt keine Belichtungsunsicherheiten, die durch die langen Belichtungszeiten auftreten, denn beiden Digitalkameras kennt man den Schwarzschild- Effekt nicht. Nach der Bildaufnahme kann man auf dem Kameramonitor überprüfen ob die Belichtung richtig ist. Bildrauschen und Hotpixel werden als farbige leine Punkte erkannt, das kommt vor, wenn der Sensor durch die langen Belichtungszeiten erwärmt wird.

 

 

 

Experimente:

 

 

 

 

Hier seht ihr das Abbild einer Kerzenflamme. Man erkennt dass das Bild spiegelverkehrt rum angezeigt wird.

 

 

 

 

 

Hier könnt ihr den Versuchsaufbau sehen. Die Seite mit dem Loch zeigt in Richtung Kerze.

 

 

 

 

 

 

 

 

Hier seht ihr die Lochkamera im Original.

 

 

 

Bauanleitung:

 

Du benötigst:

 

          Einen Schuhkarton

          Schwarze Farbe/ Lack

          Pinsel

          Schere/ Schneidemesser

          Alufolie

          Befestigungsmaterial (Tesa/ Klebeband)

          Nadel

          Fotopapier/ Transparentpapier

 

 

So wird’s gemacht!:)

 

1.         Schneide ein kleines Viereck mittig in die Vorderseite vom Karton.

 

2.         Klebe ein zu Recht geschnittenes stück Alufolie auf das Viereck und steche mit     der Nadel ein kleines Loch mittig ein.

 

3.         Schneide die hintere Seite ganz aus sodass eine Öffnung entsteht.

 

4.         Bemale den Karton von Innen komplett in schwarz aus (vergiss den Deckel nicht!)

 

5.         Lass die Farbe trocknen und befestige an der vorher entstanden Öffnung das Transparentpapier/ Fotopapier, damit die komplette Öffnung verdeckt ist.

 

6.         Nun befestigst du den Deckel an den Karton, achte darauf dass in das Innere des Kartons kein Licht einstrahlen kann.

 

 

Fertig ist deine Lochkamera!

 

 

 

Quellen:

 

 

·         http://www.helpster.de/lochkamera-bauanleitung_46277

·         http://de.wikipedia.org/wiki/Lochkamera

·         http://www.planet-schule.de/sf/php/mmewin.php?id=113

·         Schulbücher