Physik · P2 · Optik

Lochkamera

Eine Lochkamera ist ein dunkler Kasten mit einem kleinen Loch vorne und einem Schirm aus Transparentpapier hinten. Sie braucht keine Linse: Weil Licht geradlinig läuft, entsteht auf dem Schirm von selbst ein Bild. Hier findest du heraus, warum es auf dem Kopf steht und wovon seine Größe, Schärfe und Helligkeit abhängen.

So gehst du vor

1Ziehe den Gegenstand und den Schirm an den Punkten mit dem Finger, oder nimm die Regler.
2Verfolge die orangen Strahlen von der Spitze und die blauen vom Fuß durch das Loch.
3Rechts siehst du das Bild, wie du es von hinten auf dem Schirm siehst.
4Ändere die Lochgröße und achte auf Schärfe und Helligkeit. Bearbeite dann die Aufträge.

Blick von hinten auf den Schirm

Einstellen

Lochgröße

5 mm

Abstand Gegenstand und Loch

60 cm

Länge des Kastens

30 cm

Höhe des Gegenstands

20 cm

Gegenstand

Löcher

Höhe des Bildes: 10,0 cm

Unschärfe: Jeder Punkt wird ein Fleck von 8 mm

Helligkeit: 0,4-mal so hell wie bei 5 mm Loch und 20 cm Kasten

Das Bild im schwarzen Feld ist für das Auge aufgehellt: Bei sehr kleinen Löchern wäre es noch dunkler. Der Kasten ist 40 cm hoch, was darüber hinausragt, ist abgeschnitten.

Aufträge

Warum steht das Bild auf dem Kopf? Beschreibe den Weg der orangen und der blauen Strahlen.
Stelle das F ein. Vergleiche das Bild mit dem Gegenstand. Ist es nur oben und unten vertauscht?
Stelle 60 cm Abstand, 30 cm Kasten und 20 cm Höhe ein. Wie hoch ist das Bild? Wie musst du den Abstand wählen, damit Bild und Gegenstand gleich groß sind?
Schiebe den Gegenstand näher ans Loch. Was passiert mit dem Bild? Mache den Kasten länger. Was ändert sich jetzt?
Mache das Loch doppelt so groß. Was wird besser, was schlechter? Wie viel heller wird das Bild?
Wähle zwei Löcher. Was siehst du? Erkläre damit, warum ein großes Loch unscharf ist.
Wie würdest du eine Lochkamera bauen, die ein helles und scharfes Bild macht? Warum geht beides zugleich nicht? Wie löst ein Fotoapparat das Problem?