Was ist eine Lochkamera? 

Die Lochkamera (eng. pinhole camera) ist eine einfache Kamera, mit der ein Bild erzeugt werden kann. Das Licht eines Gegenstands fällt durch eine kleine Öffnung (Loch) in einen lichtundurchlässigen Körper, wie z. B. eine Schachtel. Daraufhin erscheint auf der anderen Seite das Bild des Gegenstands auf einem sogenannten Schirm. Durch die Ausbreitung der Lichtstrahlen in geraden Linien ist es seitenverkehrt und steht auf dem Kopf.

Richtest du eine Lochkamera zum Beispiel auf einen Gegenstand wie ein Auto, siehst du das Bild des Autos auf dem Schirm. Das Auto steht dabei aber auf dem Kopf und links und rechts sind vertauscht. %<img class="alignnone  wp-image-315937" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/02/physik-optik-lochkamera-1.png" alt="" width="370" height="258" /> @Animation: (Bitte die 2 gelben Striche nicht mit übernehmen) Anstelle der Kerze bitte ein seitliches Auto, das auto muss auch seitenverkehrt sein auf der rechten Seite und auf dem Kopf stehen, Farbliche Markierungen aus dem Text übernehmen ; <strong>Beschriftung:</strong> Lochkamera; <strong>Alt-Text:</strong> lochkamera, bildloch der kamera, lochkamera physik, lochbildkamera, was ist eine lochkamera %Hier evtl. für das "g" eine andere Farbe nehmen, weil man das nicht wirklich erkennen kann. Vllt. eine etwas dunklere wie im Text jetzt. + Das umgedrehte Auto bitte etwas weiter nach rechts, damit quasi die Mitte des Autos auf dem Schirm liegt + Ich glaube es würde besser aussehen, wenn das Auto, wie die Kamera, so dreidimensional ist (Also man noch die Seite des Autos sieht) :)

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Lochkamera

Die Größe des Lochs hat einen Einfluss auf die Qualität (Bildschärfe und Helligkeit) des Bildes. Das hat ebenfalls mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts zu tun. Zudem stehen die Bildgröße B und die Gegenstandsgröße G, sowie die Bildweite b (Abstand Loch – Schirm) und die Gegenstandsweite g (Abstand Gegenstand – Loch) in einem Zusammenhang. Du kannst ihn durch das Abbildungsgesetz verdeutlichen:

    \[\frac{B}{G} = \frac{b}{g}\]

Lochkamera Aufbau 

Die Lochkamera besteht allgemein aus einem lichtundurchlässigen Hohlkörper in der Form einer Schachtel. Auf der einen Seite befindet sich eine Öffnung, also ein Loch, wodurch das Licht einfallen kann. Auf der anderen Seite ist ein lichtdurchlässiger Schirm. Er besteht aus einem transparenten Material, wie z. B. Transparentpapier.%</span><img class="alignnone  wp-image-314885" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/02/physik-optik-lochkamera.png" alt="" width="332" height="232" /><span style="color: #ff00ff;">@Animation: Gerne so ähnlich simpel nachbauen (Bitte die 2 gelben Striche nicht mit übernehmen) + Anstelle von "Lochkamera" bitte "Hohlkörper" + die Farben aus dem Text übernehmen (Hohlkörper/Kasten = grün; Öffnung = blau; Schirm = gelb</span><span style="color: #ff00ff;">); <strong>Beschriftung:</strong> Aufbau einer Lochkamera; <strong>Alt-Text:</strong> lochkamera, bildloch der kamera, lochkamera physik, lochbildkamera, was ist eine lochkamera %Auch hier wäre es super, wenn das Auto, wie die Kamera, so dreidimensional ist + Schaffst du es hier das Bild (rechts) auf den Schirm zweidimensional zu machen? Also quasi die Seite des Autos auf die Ebene des Schirms, dann kannst du noch eine gelbe Linie von der Seite des Autos einzeichnen :) Also so wie der Baum hier rechts:</span></span><img class="alignnone size-full wp-image-321406" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/03/Baum_in_der_Lochkamera_Bild_1-1.gif" alt="" width="345" height="245" /><span style="color: #ff00ff;"><span style="color: #0000ff;">Falls das unklar war, kannst du mich auch nochma anrufen haha

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Aufbau einer Lochkamera

Übrigens: Eine Lochkamera im Großformat nennst du camera obscura. Dabei handelt es sich um einen dunklen Raum mit einem Loch in der Wand. Du kannst den Raum also betreten und siehst auf der Rückwand (gegenüber vom Loch) das Abbild.

Wie funktioniert eine Lochkamera? 

Bei der Bildentstehung durch eine Lochkamera spielt die geradlinige Ausbreitung des Lichts eine wichtige Rolle. 

Wenn du einen Gegenstand der Größe G vor das Loch der Kamera stellst, wird ein Teil seines zurückgeworfenen (reflektierten) Lichts durch das Loch hindurch auf den Schirm übertragen. Durch die geradlinige Ausbreitung erscheint der untere Teil des Gegenstands auf dem Schirm oben und der obere Teil auf dem Schirm unten. Das Bild steht also auf dem Kopf. Weil die Lichtausbreitung nach dem gleichen Schema auch seitlich funktioniert, ist das Bild ebenfalls seitenverkehrt.

%</span><img class="alignnone  wp-image-315091" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/02/Bildschirmfoto-2022-02-24-um-15.43.17.png" alt="" width="405" height="253" /><span style="color: #ff00ff;">@Animation: bitte mit Auto darstellen - Gerne so ähnlich darstellen (auf die rote und gelbe Linie achten); <strong>Beschriftung:</strong> Bildentstehung bei einer Lochkamera; <strong>Alt-Text:</strong> wie funktioniert eine lochkamera, lochkamera erklärung, lochkamera, bildloch der kamera, lochkamera physik, lochbildkamera, was ist eine lochkamera %Hier die Beschriftung "Schirm" bitte wie im Beispielbild setzen, sonst könnte man meinen, dass der Kasten der Schirm ist :) + Wenns geht das umgedrehte Auto mittig auf die rechte, senkrechte Linie setzen

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Bildentstehung bei einer Lochkamera

Den Abstand zwischen Gegenstand und Loch nennst du Gegenstandsweite g. Beim Abstand zwischen Loch und Schirm sprichst du von der Bildweite b. Die Größe, mit dem das Bild abgebildet wird, kannst du als Bildgröße B bezeichnen.

Abbildungsgesetz

Die Größen B, G, b und g sind voneinander abhängig. Das erkennst du am Abbildungsgesetz:

    \[\frac{B}{G} = \frac{b}{g}\]

Du kannst also sagen: Das Verhältnis zwischen Bildgröße und Gegenstandsgröße entspricht dem Verhältnis zwischen Bildweite und Gegenstandsweite.

Beispiel: Wenn du einen 20 cm hohen Gegenstand hast, der 100 cm von der Lochkamera entfernt steht, mit einer Bildweite von 10 cm. Dann kannst du bestimmen, dass das Bild 2 cm hoch sein muss.

Einfluss der Lochgröße 

Durch die Lochgröße kannst du das Abbild des Gegenstands verändern. Das hat vor allem Auswirkungen auf die Bildschärfe und die Helligkeit.

Bei einem großen Loch ist der Lichteinfall höher als bei einer geringeren Lochgröße. Dadurch siehst du das Bild bei einem größeren Loch heller. Allerdings sind auch die Lichtflecken auf dem Schirm größer, wodurch sie sich mehr überlappen. Du nimmst das Bild dann als unscharf wahr.%<img class="alignnone  wp-image-315815" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/02/Bildschirmfoto-2022-02-24-um-17.42.27-1.png" alt="" width="551" height="159" /></span><span style="color: #ff00ff;"><strong>Beschriftung:</strong> Lichtwege bei kleinem und großem Loch; <strong>Alt-Text:</strong> wie funktioniert eine lochkamera, lochkamera erklärung, lochkamera, bildloch der kamera, lochkamera physik, lochbildkamera, was ist eine lochkamera %Beim rechten Teil des Bildes bitte darauf achten, dass der hellere Streifen auf der linken Seite oben ist und rechts unter dem dunkleren Streifen sein müsste :) Schaffst du es außerdem, dass die Lichtstrahlen von links nach rechts immer breiter werden? (siehe Beispielbild)

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Lichtwege bei kleinem und großen Loch

Abschließend kannst du dir also folgendes merken:

  • kleineres Loch: dunkleres Bild, kleinere Lichtflecken, schärferes Bild
  • größeres Loch: helleres Bild, größere Lichtflecken, unschärferes Bild

Lochkamera bauen 

Du kannst eine solche Lochkamera selber bauen. Alles, was du dafür benötigst, ist eine Getränke- oder Keksdose, schwarze Pappe, Transparentpapier und Klebstoff. Du gehst so vor:

  1. In die Mitte vom Dosenboden stichst du ein kleines Loch.
  2. Aus schwarzer Pappe formst du eine Röhre und klebst die Enden zusammen (die Röhre muss genau in die Dose passen).
  3. Das Transparentpapier klebst du über eine Öffnung der Röhre. Es bildet den Schirm deiner Lochkamera.
  4. Danach schiebst du die Pappröhre mit dem Transparentpapier-Schirm voraus in die Dose. Den Abstand zwischen Loch und Transparentpapier kannst du jetzt selbst festlegen.
  5. Wenn du jetzt durch die große Öffnung der Pappröhre schaust, erscheint das Bild umgedreht auf dem Transparentpapier.

%</span><img class="alignnone  wp-image-315698" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2022/02/Lochkamera-Bauzeichnung-1.jpg-Kopie.png" alt="" width="316" height="188" /><span style="color: #ff00ff;">@Animation: Bitte so ähnlich nachstellen, das Loch bitte etwas kleiner machen und ein bisschen besser das Außenrohr verdeutlichen; <strong>Beschriftung:</strong> Lochkamera selbst gebaut;<strong> Alt-Text: </strong>lochkamera bauen, lochkamera selber bauen, lochkamera, bildloch der kamera, lochkamera physik, lochbildkamera, was ist eine lochkamera %Hier müsstest du noch die Linie auf das "Transparentpapier" ziehen

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Lochkamera selbst gebaut

Strahlensätze

Mit den Strahlensätzen kannst du die unbekannte Länge bestimmter Strecken bestimmen, wie z. B. die Höhe einer Kerze. Sie werden auch bei der Lochkamera angewendet. Du willst wissen, was die Strahlensätze aussagen und wie du mit ihnen rechnen kannst? Dann schau jetzt hier vorbei!%Thumbnail Thema Strahlensätze

Zum Video: Strahlensätze
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