Die Lochkamera / Das Lochauge
Bei der Klassenarbeit erscheinen seltsame Flecken auf dem Boden...
...während sich draussen der Mond vor die Sonne schiebt.
Ein Küchensieb wirft einen ungewöhnlichen Schatten.
Dieser Nautilus hat ein Lochauge.
Eine dunkle Kammer mit einem Loch nennt man auch "camera obscura".
Video "Wie kann man sich eine Lochkamera selbst bauen? Sendung mit der Maus" (bis 2:19)
Für eine einfache Lochkamera braucht man nicht viel.
Video "Fotografie - einfach erklärt | alpha Lernen erklärt Physik"
Inhaltsverzeichnis
Der Bau einer Lochkamera
Mit der fertigen Lochkamera kann man gut beleuchtete, helle Gegenstände auf einem Bildschirm sehen.
Idealerweise scheint gerade die Sonne und man kann raus gehen. In Innenräumen sieht man nur helle Lampen gut.
- Material
- ein länglicher Karton, ca. 40cm x 15cm x 15cm oder zwei gleich große Kartons
- Butterbrotpapier (Transparentpapier)
- etwas Alufolie
- schwarzen Stift oder schwarze Farbe
- Schere (oder scharfes Messer)
- Klebstoff (Klebstift, Flüssigkleber, Heißklebepistole)
- Tesafilm
- Kreppklebeband
- eine Nadel oder einen anderen spitzen Gegenstand
- Arbeitsanleitung
Die Kiste sollte etwas länglich und möglichst lichtundurchlässig sein. Am besten mit dunkler Farbe (schwarz, dunkelblau,...)
Von diesen hier ist die dunkelblaue gut geeignet oder die orangene, weil die Pappe so dick ist.
Ich habe trotzdem die kleine weiße genommen :o
Butterbrotpapier (als Tüte), Alufolie, Klebstoff (Stift/flüssig/Pistole) , Tesafilm, Kreppband, Schere (oder Messer)
(1) Die Kiste an der langen Seite mit Schere (oder Messer) halbieren. (Bei zwei gleich großen Kartons jeweils eine Seite wegschneiden.)
Vorsicht mit dem scharfen Messer! Lieber von einem Erwachsenen helfen lassen! Ich war deswegen mit meiner Tochter schon in der Notfallaufnahme: 4 Stunden warten, Betäubungsspritze in die Hand, dann genäht. Das ist nicht lustig!
(2) Bei beiden Hälften die Deckel gut verkleben. Wichtig: Warten, bis der Kleber trocken ist!
(3) Eine der beiden Hälften längs halbieren.
(4) Und mit ca. 0,5cm Überlappung (1cm bei größeren Kisten) wieder zusammenkleben.
Dadurch wird diese Hälfte etwas schmaler und passt in die andere Hälfte hinein!
Zusätzlich mit Tesafilm verbinden. Warten bis der Kleber trocken ist!
(5) Die schmalere Hälfte wird der Bildschirm. Dazu ein rechteckiges Loch hineinschneiden.
Dabei einen Rand von ca. 1cm stehen lassen.
(6) Die andere Hälfte wird die Vorderseite.
Dort wird ein ca. 2 x 2 cm großes Loch in die Mitte geschnitten.
(7) Alle Innenseiten (am besten auch Außenseiten) schwarz anmalen. Das geht auch mit Wasser-/Acryl-/Tapetenfarbe und muss kein Filzstift sein.
Hat man jetzt einen dunklen oder dicken Karton, hat man weniger Arbeit.
(8) Mit dem Butterbrotpapier wird das große Loch an der schmaleren Hälfte wieder zugeklebt.
Dazu das Butterbrotpapier auf den Tisch legen und die halbe Kiste festkleben.
Butterbrotpapier mit einem Rand von ca. 2cm abschneiden...
...und an den Seiten zusätzlich mit Tesafilm befestigen. Der Bildschirm ist fertig!
(9) Das ca. 2x2 cm große Loch wird mit einem Stück Alufolie...
...und Kreppklebeband wieder verschlossen.
(10) In die Alufolie kommt ein ca. 1mm großes Loch, die Blende.
(11) Die Lochkamera ist fertig!
Schiebe den Bildschirm (Butterbrotpapier) in die andere Hälfte mit der Blende (Loch).
Hier schaust du hinein!
Die Hände verhindern, dass Licht von der Seite hineinkommt!
Am besten noch mit einer Jacke drüber.
- Gebrauchsanleitung
Die Kamera mit der Blende gegen ein helles Objekt richten und den Bildschirm beobachten.
Es ist wichtig, dass auf den Bildschirm nur das Licht der Blende trifft. Licht, das von der anderen Seite auf den Bildschirm fällt, stört! Deshalb am besten den Kopf in eine Jacke stecken, ganz abdunkeln und nur mit "dem künstlichen Auge" nach Draußen schauen!
Versuch: Die Lochkamera
- Aufbau
- a) Man schaut innen auf den Bildschirm und richtet die Lochblende auf verschiedene Gegenstände.
- b) Durch Hinein- und Herausziehen verändert man den Abstand zwischen Blende (Loch) und Bildschirm (Butterbrotpapier).
- c) Aus Alufolie baut man Blenden verschiedener Größe: 1mm, 2mm, 4mm und probiert damit die Lochkamera aus.
- Beobachtung
- a) Man sieht ein unscharfes Bild der Umgebung, das auf dem Kopf steht und bei dem rechts und links vertauscht sind.
- b) Je größer der Abstand zwischen Lochblende und Bildschirm, desto größer sind die Bilder auf dem Bildschirm.
- c) Je größer die Lochblende, desto unschärfer und desto heller ist das Bild.
Erklärung mit einer Animation
Die Animation veranschaulicht die Bildentstehung bei einer Lochkamera.
Links ist ein Baum, der Gegenstand, der angeschaut wird. Die Kamera ist von der Seite dargestellt und rechts nebendran das Bild auf dem Schirm.
Mit den Reglern kann man die Gegenstandsweite b, die Bildweite b und die Größe der Lochblende einstellen. Die Kamera ist im Querschnitt dargestellt und nebendran ist das Bild auf dem Schirm zusehen.
Mit den Reglern kann man die Gegenstandsweite b, die Bildweite b und die Größe der Lochblende einstellen.
- a) Die von der Sonne beleuchteten Gegenstände streuen das Sonnenlicht. Das Licht von einer Stelle des Gegenstandes fällt gradlinig durch die Lochblende und erzeugt auf dem Bildschirm einen Fleck. Von jeder Stelle des Gegenstandes wird ein Fleck erzeugt. Alle Flecken zusammen ergeben das Bild.
- Licht, das von oben kommt, erzeugt auf dem Bildschirm unten einen Fleck. Ebenso fällt das Licht, das von links kommt, auf die rechte Seite des Bildschirms.
- b) Je größer der Abstand zwischen Lochblende und Bildschirm, desto mehr gehen die Lichtbündel nach der Lochblende auseinander und die Flecken sind weiter voneinander entfernt.
- c) Durch eine große Lochblende fällt viel Licht und das Bild wird heller. Gleichzeitig werden dadurch auch die Flecken auf dem Bildschirm größer. Ein aus großen Flecken zusammengesetztes Bild ist unscharf.
Links
- Lochkamera
- Video: Sendung mit der Maus: Lochkamera bauen "Wie kann man sich eine Lochkamera selbst bauen? - Sachgeschichten mit Armin Maiwald" von "Bibliothek der Sachgeschichten" (Bis 2:19 wird eine Camera Obscura gebaut, dann eine Lochkamera mit analogem Film.)
- Video: Funktionsweise einer Lochkamera (Physik im Advent - PiA 2014 - Lösung 12 der Universität Göttingen auf youtube)
- Video: Fotografie | alpha Lernen erklärt Physik von "alpha Lernen"
- Animation: Bildentstehung bei der Lochkamera (LEIFI Physik)
- Video: Ein Zimmer als Lochkamera (youtube: XTrBass)
- Bauanleitung1: Lochkamera in Röhrenform (Uranmaschine, Peter Lingemann, Münster (Westf.))
- Bauanleitung2: Lochkamera in Röhrenform (LEIFI Physik)
- Linse aus Kunststoff kaufen (Astromedia)
- Unterrichtsentwurf: Bildentstehung und Funktion des Auges (ZPG Biologie 2016)
- Auge
- Video: Superaugen Szenenüberblick (Planet Schule: Wissenportal Sehen)
- Verschiedene Augentypen in der Übersicht (Planet Schule Hintergrund: Der Sehsinn)
- Arbeitsblatt Evolution des Auges
- Interaktive Lernseite zum Thema „Auge“ (Firma factum)
