Aufbau und Durchführung
Im Demonstrationsversuch kannst du mit einer großen Lochkamera zeigen, dass auf der Mattscheibe der Kamera ein Bild eines hellen Gegenstandes entsteht. Bei der in der Abbildung gezeigten Lochkamera kann der Abstand \(b\) zwischen Mattscheibe und Loch verändert werden.
Als Gegenstand eignet sich z.B. ein Satz von LEDs oder Glühlämpchen, die zu einem Buchstaben "F" angeordnet sind.
Beobachtung
Joachim Herz Stiftung
•Das Bild, das du von außen auf der Mattscheibe der Lochkamera siehst, steht auf dem Kopf und ist seitenverkehrt.
•Bei festem Abstand \(b\) zwischen Loch und Mattscheibe und fester Gegenstandsgröße \(G\) wächst die Bildgröße \(B\) mit sinkendem Abstand \(g\) des Gegenstands vom Loch. Dabei nimmt die Bildhelligkeit zu.
•Bei festem \(g\) und \(G\) wächst die Bildgröße \(B\) mit der Bildweite \(b\). Die Bildhelligkeit und die Bildschärfe auf der Mattscheibe nimmt ab.
•Messbeispiel: \(G = 22\,\rm{cm}\); \(g = 49\,\rm{cm}\); \(B = 16\,\rm{cm}\); \(b = 35\,\rm{cm}\);
Erklärung
Die Animation in Abb. 3 verdeutlich, warum bei der Lochkamera auf der Mattscheibe ein auf dem Kopf stehendes Bild des Gegenstands entsteht. Die Seitenumkehrung ist hier nicht dargestellt.
Du denkst dir dazu den abzubildenden Gegenstand in einzelne leuchtende Punkte aufgeteilt, von denen Licht ausgeht (Lichtsender). Dasjenige Bündel eines Lichtsenders, das zur Abbildung beiträgt ist etwas dunkler skizziert.
Einfluss der Lochgröße auf das Bild
Wenn das Loch der Lochkamera wie in Abb. 4 vergrößert wird, so wird der Lichtfleck, der durch einen "punktförmigen" Lichtsender auf der Mattscheibe entsteht, größer. Dadurch überlappen sich benachbarte Lichtflecke und unser Auge erhält den Eindruck eines unscharfen Bildes.
Verkleinerung der Gegenstandsweite
Die Animation in Abb. 5 zeigt die Auswirkungen einer Verringerung der Gegenstandsweite \(g\) auf das Bild. Dabei bleiben die Bildweite \(b\) und die Gegenstandsgröße \(G\) unverändert.
Verringerst du die Gegenstandsweite, näherst also den Gegenstand an das Loch der Lochkamera an, so wird unter den gegebenen Bedingungen das Bild auf der Mattscheibe größer.