Lochkamera und Abbildungsgleichung.
Folgende Begriffe solltest du dir merken:
| Gegenstandsgröße G | Die Höhe des abzubildenden Gegenstands. |
| Gegenstandsweite g | Die Entfernung des Gegenstandes vom Loch. |
| Bildgröße B | Die Höhe des Bildes auf dem Schirm. |
| Bildweite b | Die Entfernung des Bildes (also des Schirms oder Films) vom Loch. |
1.) Feste Gegenstandsweite g, veränderliche Bildweite b.
Dies ist die Situation, wenn wir im Physiksaal einen Schirm hinter einem
Loch in der Verdunkelung aufstellen.
Auf die Größe der Gegenstände G vor dem Fenster haben wir
keinen Einfluss, ebensowenig auf deren Abstand g vom Loch.
Mit dem Regler unter der Grafik kannst du die "Mattscheibe" näher an das Loch bringen, oder auch davon entfernen.
Fragen / Aufgaben:
1.) Erste Orientierung.
Bewege den Schirm zwischen den möglichen Einstellungen.
- Was kannst du über die Bildgröße B aussagen, wenn der Schirm nahe am Loch ist?
- Was kannst du über die Bildgröße B aussagen, wenn der Schirm weit vom Loch entfernt ist?
2.) Abbildungsmaßstab A und Bildgröße B.
Der Gegenstand (grüner Pfeil) ist 10 cm hoch. Die Gegenstandsgröße G ist also 10 cm.
Abbildungsmaßstab A = B / G gibt an, ob das Bild vergrößert, verkleinert, oder gleich groß wie der Originalgegenstand ist.
| vergrößert: | B größer G | A größer als 1 |
| gleich groß | B gleich G | A gleich 1 |
| verkleinert | B kleiner G | A kleiner als1 |
Verändere die Bildweite b (Schieberegler).
- Wie groß ist die Bildgröße B, wenn sich der Schirm 10 cm, 20 cm, 30 cm vom Loch entfernt befindet?
- Wie groß ist der Abbildungsmaßstab A, wenn sich der Schirm 10 cm, 20 cm, 30 cm vom Loch entfernt befindet?
3.) Abbildungsmaßstab A und Bildweite b.
- Wie groß ist die Bildweite b, wenn Bildgröße B und Gegenstandsgröße G gleich sind. (A=1)?
- Wie groß ist die Bildweite b, wenn das Bild gerade halb so groß wie der Gegenstand ist (A=0,5)?
- Wie groß ist der Quotient b / g dann?
- Wie groß ist der Abbildungsmaßstab A = B/ G, wenn der Schirm 30 cm vom Loch entfernt ist?
- Wie groß ist der Quotient b / gdann?
2.) Feste Bildweite b, veränderliche Gegenstandsweite g.
Hier wurde eine richtige Lochkamera "gebaut". Der Schirm ist am
rechten Ende der Lochkamera und hat einen festen Abstand
vom Loch von b = 20 cm.
Der Gegenstand, der abgebildet werden soll, befindet sich außerhalb der
Kamera. Er hat die Gegenstandsgröße
G.
Er kann sich in unterschiedlichen Entfernungen vom Loch der Kamera, also in
unterschiedlichen Gegenstandsweiten g befinden.
Die Entfernung vom Loch kann man mit dem Schieberegler
"Gegenstandsweite g" verändern.
Fragen / Aufgaben:
1.) Verändern der Gegenstandsweite g.
Bewege den Gegenstand mit dem Regler "Gegenstandsweite G"
näher an das Loch bzw. von ihm weg.
Lasse die Gegenstandsgröße konstant auf 10 cm.
- Bei welcher Entfernung g sind Gegenstand und Bild gleich groß?
- Wie groß ist der Quotient b / g dabei?
- Wie groß ist also der Abbildungsmaßstab A?
- Bei welcher Entfernung ist das Bild doppelt so groß wie der Gegenstand?
- Wie groß ist der Abbildungsmaßstab A dann?
- Wie groß ist der Quotient b / g dabei?
- Bei welcher Entfernung ist das Bild halb so groß wie der Gegenstand?
- Wie groß ist der Abbildungsmaßstab A dann?
- Wie groß ist der Quotient b / g dabei?
2.) Verändern der Gegenstandsgröße G.
Bringe den Gegenstand in 40 cm Entfernungvor das Loch (ganz nach
links).
Verändere nun die Gegenstandsweite g nicht mehr.
- Wie groß ist das Bild B bei einer Gegenstandsgröße von G = 10 cm?
- Wie groß ist das Bild B, wenn der Gegenstand G doppelt so groß (20 cm) ist?
- Wie groß ist das Bild B, wenn der Gegenstand G halb so groß (5 cm) ist?
- Ändert sich der Abbildungsmaßstab wenn man G verändert? Begründe!
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Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets von Wolfgang
Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA ( |
