Dein optisches LaborMit Maus, Touch oder Regler bewegen
Das Abbildungsgesetz
BG=bg= A
Deine aktuellen Messwerte
G Gegenstandsgrößeg GegenstandsweiteB Bildgrößeb Bildweite
Der Abbildungsmaßstab A ist das Verhältnis aus B zu G oder b zu g.
Was passiert mit dem Bild?
Lass die Kerze gleich groß. Verändere die Abstände zur Lochblende und beobachte das Bild auf dem Schirm.
Deine Beobachtung
Das Bild ist kleiner als die Kerze.
Der Schirm ist näher an der Lochblende als die Kerze. Das Bild steht auf dem Kopf.
Üben ohne Taschenrechner
Eine Größe fehlt.
Nutze das Abbildungsgesetz. Alle Längen sind in cm angegeben.
Orientierungsskizze · nicht maßstabsgetreu · gesuchte Größe orange
Aufgabe 1
Den Lichtstrahlen folgen
Warum steht das Bild auf dem Kopf?
Am Kopfbereich verschieben · auch mit Pfeiltasten · Esc schließt das Fenster
Von jedem Punkt der Kerze geht Licht in viele Richtungen aus. Die Blende hält fast alles zurück. Nur ein schmales Lichtbündel gelangt durch das Loch zum Schirm. Licht breitet sich geradlinig aus.
1 · Oben wird unten
Der orange Strahl vom oberen Punkt verläuft schräg nach unten durch das Loch. Er läuft dahinter gerade weiter und trifft unten auf den Schirm. Beim blauen Strahl ist es umgekehrt: unten → oben.
2 · Links wird rechts
In der Draufsicht passiert das Gleiche seitlich: Licht von links gelangt durch das Loch zur rechten Bildseite. Licht von rechts gelangt nach links. Links und rechts werden dabei in derselben Blickrichtung verglichen.
Die Wege kreuzen sich im Loch. Die Strahlen werden dabei weder umgelenkt noch halten sie einander auf. Sie laufen gerade weiter. Deshalb werden oben und unten sowie links und rechts vertauscht.
Gegenstanddurch das Loch →Bild auf dem Schirm
Beides zusammen entspricht einer Drehung um 180°. Mit „seitenverkehrt“ meinen wir hier: links und rechts sind vertauscht. Es ist keine einzelne Spiegelung wie bei einem Spiegel.
Von der dunklen Kammer zur Kamera
Die Geschichte der Camera obscura
Am Kopfbereich verschieben · auch mit Pfeiltasten · Esc schließt das Fenster
Camera obscura bedeutet „dunkle Kammer“. Ein kleines Loch kann ein Bild erzeugen – ganz ohne Linse. Einen einzelnen Erfinder oder ein genaues Erfindungsjahr kennen wir nicht.
Antike · seit mindestens dem 4. Jahrhundert v. Chr.
In China war die Bildentstehung durch ein kleines Loch bereits bekannt. Erste Beschreibungen sind also rund 2.400 Jahre alt.
Chinesische Schrifttradition · das Werk „Mozi“ Eine Seite aus Band 7 einer später überlieferten Ausgabe. Sie veranschaulicht die chinesische Schrifttradition; sie ist keine Originalhandschrift aus der Antike. Bildquelle: Wikimedia Commons · gemeinfrei
Um 1030 · Licht verstehen
Der Gelehrte Ibn al-Haytham (Alhazen) untersuchte die Bildentstehung in dunklen Räumen. Solche Versuche halfen, den geradlinigen Verlauf der Lichtstrahlen zu verstehen.
Ibn al-Haythams Optik · historische Handschrift Schema des menschlichen Auges aus einer Abschrift des „Buches der Optik“ (Kitāb al-Manāẓir). Es zeigt, wie eng Lichtforschung und die Erforschung des Sehens verbunden waren. Bildquelle: Wikimedia Commons · gemeinfrei
16. Jahrhundert · die Sonne beobachten
Astronomen projizierten die Sonne und Sonnenfinsternisse auf eine Fläche. Eine bekannte Zeichnung von Gemma Frisius aus dem Jahr 1545 zeigt dieses Verfahren.
Gemma Frisius · Sonnenfinsternis, veröffentlicht 1545 Die Zeichnung zeigt die Projektion einer Sonnenfinsternis durch eine kleine Öffnung in einen dunklen Raum. Das Bild erscheint auf der gegenüberliegenden Fläche. Bildquelle: Wikimedia Commons · gemeinfrei
17. und 18. Jahrhundert · Hilfe beim Zeichnen
Neben begehbaren Kammern gab es nun tragbare Kästen. Künstler konnten die projizierten Umrisse von Landschaften und Gebäuden nachzeichnen. Viele Modelle hatten bereits Linsen und Spiegel.
Athanasius Kircher · 1646 Eine begehbare Camera obscura: Außenansichten werden auf die Wände im Inneren projiziert. Bildquelle: Wikimedia Commons · gemeinfreiJohann Christoph Sturm · 1676 Ein tragbares Modell mit Spiegel und einer Fläche zum Betrachten oder Nachzeichnen. Bildquelle: Wikimedia Commons · gemeinfreiJames Ayscough · 1755 Die Bildprojektion in einer dunklen Kammer – eine Darstellung aus einem Buch über das Sehen. Bildquelle: Wikimedia Commons · gemeinfrei
19. Jahrhundert · Vorläufer der Fotokamera
Mit lichtempfindlichen Materialien ließ sich das projizierte Bild schließlich dauerhaft festhalten. Aus der Camera obscura entwickelte sich die Fotokamera.
Nicéphore Niépces Kamera · um 1820–1830 Ein früher Kamerakasten im Musée Nicéphore Niépce. Der dunkle Kasten und die Bildprojektion verbinden die Camera obscura mit den Anfängen der Fotografie. Foto: Daderot, 2011. Bildquelle: Wikimedia Commons · gemeinfrei