Lochkamera

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Donnerstag, 28. Dezember 2017 um 18:51 Uhr

Mit der Lochkamera befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch zunächst, was eine Lochkamera überhaupt ist. Wir zeigen euch, wie man an dieser rechnet (Formel und Beispiel) und wie man eine Lochkamera bauen kann. Dieser Artikel gehört zu unserem Bereich Optik bzw. Physik.

Eine Lochkamera ist ein ganz einfaches Gerät, um eine optische Abbildung zu erhalten. Man hat dabei eine kleine Öffnung - also ein Loch - durch welches Licht von einem Gegenstand auf einen Schirm fällt. Man kann auf dem Schirm dann ein Bild des Gegenstandes sehen. Die folgende Grafik zeigt euch dies (links der Gegenstand, in der Mitte das Loch und rechts der Schirm.

Lochkamera

Wie man auf dem Bild sehen kann, gelangt das Licht des Objekts durch die Öffnung hindurch auf den Schirm auf der Gegenseite des Kastens. Aus dem Verlauf der Lichtstrahlen lässt sich sehen, dass das Bild auf dem Kopf steht. Lichtstrahlen der Kerze, welche nicht durch die Öffnung gehen, können nicht bei der Entstehung des Bildes auf dem Schirm mitwirken.

Verkleinert man die Öffnung, gelangt weniger Licht durch das Loch hindurch und das Bild auf dem Schirm ist lichtschwächer. Jedoch führt ein verkleinern der Öffnung dazu, dass das Bild schärfer wird. Dies liegt daran, dass die "Lichtkleckse" kleiner werden und sich weniger überlappen können.

Lochkamera bauen und berechnen

Man kann sich eine Lochkamera daheim recht einfach bauen. Dies geht in einer einfachsten Form mit einer Pappschachtel, auf der man auf einer Seitenfläche ein kleines Loch erzeugt. Den Kasten stellt man in einen dunklen Raum und stellt dann vor das Loch eine Lichtquelle (zum Beispiel eine Kerze). Sofern ihr eine Kerze nehmt, bitte mit dieser vorsichtig umgehen. In der Pappschachtel entsteht nun auf der Rückseite ein Bild der Kerze. Um dieses sehen zu können, ist es jedoch sehr hilfreich, wenn der Schirm lichtdurchlässig ist. Im Internet finden sich noch umfangreichere Bauanleitungen und sogar Videos zum Bau einer Lochkamera.

Noch ein Hinweis: Die Camera obscura ist die Urform der fotografischen Kamera. Sie besteht aus einem innen geschwärzten Kasten, in den durch ein kleines Loch Licht auf die gegenüberliegende transparente Rückwand (Mattscheibe) trifft.

Bleibt uns für hier noch die Berechnung zu einer Lochkamera übrig. Die Gleichung bzw. Formel zur Berechnung des Abbildungsmaßstabs an dünnen Linsen gilt auch für Berechnung an einer Lochkamera.

Abbildungsmaßstab Lochkamera

Dabei ist:

  • "G" die Gegenstandsgröße, also die Größe des Gegenstandes
  • "B" die Bildgröße, also die Größe des Bildes
  • "g" die Gegenstandsweite, also der Abstand zwischen Gegenstand und Linse/Lochblende
  • "b" die Bildweite, also der Abstand zwischen Linse/Lochblende und dem Schirm

Wichtig: Ich empfehle alle Angaben entweder in Meter oder in Zentimeter einzusetzen, nicht gemischt.

Beispiel:

Wir möchten ein Haus mit einer Lochkamera auf einem Schirm darstellen. Das Haus ist 10 Meter hoch und 30 Meter von der Lochkamera entfernt. Der Schirm ist 30 cm hoch. Wie lang muss die Lochkamera - also der Kasten - sein?

Lösung: Der Aufgabenstellung entnehmen wir, dass der Gegenstand/das Objekt G = 10 m ist, die Gegenstandsweite g = 30 m und der Schirm entspricht der Bildgröße B = 30 cm = 0,3 m. Damit gehen wir in unsere Gleichung, stellen diese nach b um und setzen ein.

Lochkamera Beispiel 1

Links: