Große Kamera

Große Kamera
Boxengasse
Beobachte die Mattscheibe.
Was geschieht, wenn du den Knopf unterhalb der Mattscheibe langsam drückst oder
ziehst?

Betrachte das Bild, währen du den Hebel langsam bewegst. Welche Bereiche siehst
du scharf, welche nicht?

Ist das Bild auf der Mattscheibe gedreht oder gespiegelt?
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Seit dem 13. Jh. dienten
Lochkameras zu astronomischen Beobachtungen
der Sonne und als Zeichenhilfe in der Malerei.
Nachdem sich gegen Ende
des Mittelalters die Linsenschleifkunst zunehmen
verbesserte, wurden statt
einfacher Lochblenden
optische Linsen in
Kameras verwendet; ein
Prinzip, was sich bis zur
heutigen Digitalfotografie
erhalten hat.
Lochblenden finden aber
heute noch Anwendung,
beispielsweise in
Röntgenapparaten.
Bei den oben beschriebenen Spiegelphänomenen hast du untersucht, wie Lichtstrahlen an
einer verspiegelten Glasfläche reflektiert werden. Bei den im Folgenden beschriebenen
Stationen geht es hingegen darum, dass Licht verschiedene Materialien passiert, also
durch sie hindurchgeht.
Sicher hast du schon mal beobachtet, dass ein Löffel in einem gefüllten
Wasserglas merkwürdig „abgeknickt“ aussieht oder dass deine Beine in
einem klaren Badesee viel kürzer erscheinen. Diese Phänomene sind auf
die sogenannte Lichtbrechung zurückzuführen, d.h. die Richtung eines
Lichtstrahls ändert sich, wenn er von einem Material (Luft) in ein anders
(Wasser, Glas, Plexiglas...) tritt.
An einer ebenen Glasfläche, wie z.B. einer Fensterscheibe, kannst du
die Lichtbrechung nicht sehen. Zwar ändert der Lichtstrahl sowohl
beim Eintritt (Übergang Luft-Glas) als auch beim Austritt (Übergang
Glas-Luft) seine Richtung; in der Summe jedoch heben sich beide
Effekte auf. Anders ist es, wenn das Glas eine veränderliche Stärke hat.
Du kannst dies z.B. bei alten Fensterscheiben sehen, die aufgrund ihrer
Unebenheit ein verzerrtes Bild der dahinterliegenden Dinge zeigen.
Auch bei einer optischen Linse werden die Lichtstrahlen unterschiedlich stark abgelenkt.
Bei einer konvexen Sammellinse werden parallel einfallende Lichtstrahlen zu einem
Brennpunkt (mit dem Abstand f ) hin gelenkt, eine konkave Zerstreuungslinse hingegen
lässt Parallelstrahlen „auseinanderlaufen“.
Vielleicht hast du ja schon bei der begehbaren Kamera beobachtet, dass du ein sehr
scharfes und lichtstarkes Bild erhältst, wenn du statt einer Lochblende die optische Linse
vor die Türöffnung schiebst. Auch bei der „Großen Kamera“ gelangt das Licht durch eine
große Linse, die du vorn an der Kamera sehen kannst, auf die Mattscheibe.
Bei den Linsen beider Stationen handelt es sich um Sammellinsen, d.h. sie fokussieren
parallel einfallende Strahlen in einer Ebene.
Bei der Begehbaren Kamera ist die Leinwand genau in dieser Brennebene angebracht. Die
parallel einfallenden Lichtstrahlen kommen von den Gegenständen, die sich weit entfernt
von der Linse befinden, so dass auch nur diese Gegenstände scharf abgebildet werden.
Mit der großen Kamera hingegen kannst du auch die Dinge, die sich nahe der Kamera
befinden, scharf abbilden. Dazu musst du den Abstand zwischen der Linse und der
Mattscheibe verändern; je näher der Gegenstand ist, umso größer muss der Abstand
zwischen der Linse und der Mattscheibe sein. Da sich die Linse aber nicht beliebig weit
herausschieben lässt, können Gegenstände, deren Abstand zur Kamera kleiner als etwa 4
m ist, auch mit dieser Kamera nicht scharf abgebildet werden.
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Der Zusammenhang zwischen den Abständen von Objekt, Brennweite und Mattscheibe mit
dem scharfen Bild lässt sich mit folgender Gleichung beschreiben:
1 1 1
 
f S1 S 2
f
S1
S2
Brennweite (Abstand zwischen Brennpunkt und Linse)
Abstand zwischen Objekt und Linse
Abstand zwischen Linse und Bild auf der Mattscheibe
Die Brennweite der Linse beträgt bei der großen Kamera 50 cm, bei der Begehbaren
Kamera sind es 5 m. Je größer S1 wird, also je weiter das Objekt von der Linse weg ist,
umso mehr nähert sich S2 (also der Bereich, in dem das Bild scharf zu sehen ist) der
Brennweite f. Dies konntest du ja bei der Begehbaren Lochkamera sehr gut beobachten,
wo der Abstand zwischen Leinwand und Linse genau 5 m beträgt und der Horizont am
schärfsten abgebildet wird.
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