Fixpunkte Physik 2, Schulbuch

54 Vom Leuchtfleck zum Bildfleck – die Lochkamera 19.1 Sonnentaler Wusstest du schon…? …, dass „Sonnentaler“ (Abb. 19.1) direkte Bilder der Sonne sind? Diese entstehen, wenn das Sonnenlicht durch enge Spalten zwischen den Blättern durchtritt. Diese Spalten wirken wie eine natürliche Lochkamera. Wenn man sie mit einem weißen Blatt Papier „einfängt“, kann man mit etwas Glück auch Sonnenflecken finden. 19.2 Eine Lochkamera kannst du ganz einfach selbst bauen. Nähere Informationen dazu im Experiment „Lochkamera“. 19.3 Bildentstehung bei einer Lochkamera. Jeder Leuchtfleck erzeugt am Schirm einen Bildfleck, der je nach Größe des Lochs in Schärfe und Lichtintensität unterschiedlich ist. Zu jedem Leuchtfleck gibt es einen passenden Bildfleck. F X I F’ I’ X’ Gegenstand Schirm Loch in Lochkamera Leuchtflecken Blick in das Innere der Lochkamera Bildflecken Wie kommen Abbildungen zustande? 19 Du bist dran: Wenn du an einem sonnigen Sommertag zur Mittagszeit durch eine Allee oder durch einen Wald gehst, kannst du die Schatten der Bäume und ihrer Blätter am Boden beobachten. Zwischen diesen Schatten kannst du auch kreisrunde, helle Flecken sehen. Mache ein Bild mit deinem Smartphone davon und vergleiche dieses mit jenem im Buch. Untersuche, ob auch die Öffnung zwischen den Blättern rund ist. Schaue niemals direkt ohne Augenschutz in das Sonnenlicht. Um die Abbildung von einem Gegenstand möglichst einfach zu beschreiben, verwenden wir eine Lochkamera. Experiment: Lochkamera Material: Leuchtmittel, beliebige undurchsichtige Gegenstände, längliche Dose, schwarzes Naturpapier, Transparentpapier So geht’s: Bohre in den Boden einer länglichen Dose ein Loch mit ca. 2 mm Durchmesser (Abb. 19.2). Fertige aus schwarzem Naturpapier einen Zylinder an, der genau in die längliche Dose passt und verschließe diese auf einer Seite mit Transparentpapier. Schiebe sie nun mit dem Transparentpapier voran in die längliche Dose. Fertig ist deine Lochkamera. Betrachte nun einen Zwischensender oder eine Lichtquelle. Beschreibe die Eigenschaften der Abbildung des Gegenstands auf dem Transparentpapier, dies dient dir als Beobachtungsschirm (Abb. 19.4). Untersuche, wie sich die Abbildung verändert, wenn du den Papierzylinder langsam aus der Dose herausziehst: Je weiter man den Zylinder herauszieht, umso größer kleiner wird die Abbildung auf dem Transparentpapier. Wenn du einen Gegenstand betrachtest, siehst du diesen Gegenstand, weil dieser selbst Licht aussendet bzw. weil von jedem Punkt Licht reflektiert wird (Lichtquelle bzw. Zwischensender). Wir nennen jeden dieser Punkte einen Leuchtfleck (Abb. 19.3). Die Bildentstehung beruht auf der geradlinigen Ausbreitung des Lichts. Am Schirm (Empfänger) siehst du die Bildflecken, die durch die Leuchtflecke erzeugt werden (Abb. 19.3). Du bist dran: Stelle eine Vermutung auf, welchen Einfluss der Durchmesser des Lochs auf die Abbildung hat und überprüfe diese Vermutung experimentell. Ändere den Durchmesser des Lochs und untersuche, wie sich damit die Schärfe und die Helligkeit der Abbildung ändert. Beantworte anschließend folgende Fragen a) Die Abbildung der Lochkamera ist umso schärfer, je größer kleiner das Loch im Boden der länglichen Dose ist. b) J e größer das Loch der Lochkamera, umso heller dunkler wird die Abbildung. Du bist dran: Öffne die Simulation zur Lochkamera in der -App (Abb. 19.4) und verändere die Position von Gegenstand, Lochblende und Schirm. Beschreibe, wie die Abbildung am Schirm zustande kommt und wie sich die Abbildung ändert, wenn du eine Veränderung der Positionen vornimmst. Bedenke immer, dass du immer nur eine Veränderung durchführen solltest, um die Auswirkungen zu analysieren. ! 19.4 Die Simulation zur Lochkamera findest du in der -App. Ó 8nw6hh Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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