Die Kamera
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Kameraobjektiv selbstbauen
Im Physikunterricht haben wir die Aufgabe bekommen ein Kameraobjektiv zu bauen. Um herauszufinden wie die einzelnen Teile des Objektivs heißen und funktionieren haben wir diverse Experimente vom Thema Licht und Linsengleichung durchgeführt.
Die verschiedenen Bauteille eines Objektivs
- Bildsensor, über ihn wird das Bild aufgenommen und auf eine externe Speicherkarte abgelegt.
- Auslöser, Öffnet Verschluss am Objektiv, für paar Millisekunden fällt Licht in die Kamera, womit das Aufzeichnen des Bildes und damit die dauerhafte Speicherung erfolgt.
- Blitzlicht. Wenn es dunkler ist erhellt es das Bild.
- Speichermedium, sie detektiert entweder einen elektronischen Sensor (Digitalphotographie) oder ein Film (Analogphotographie) und speichert gleichzeitig das Bild.
- Batterie. Damit die Kamera funktioniert.
- Sucher. Erkennt welche Szene die Kamera aufnimmt.
- Anschlüsse. Sie können Bilder etc. an einen Fernsehen oder Computer übertragen.
Das Objektiv ermöglicht die Variation von Lichtstärke und Brennweite.
Alle optischen Geräte funktionieren mit Linsen.Linsen bündeln das Licht.
Konstruktion an der Sammellinse
G=Gegenstandsgröße g=Gegenstandsweite B=Bildgröße b=Bildweite F=Brennweite f=Brennpunkt
Die Sammellinse ist in der Kamera verbaut.Sie ist ein wichtiger Bestandteil einer Kamera.
Strahlen
Der Parallelstrahl
Der Parallelstrahl verläuft vor der Linse parallel zur optischen Achse und nach der Linse durch den Brennpunkt.
Der Brennpunktstrahl
Der Brennpunktstrahl verläuft vor der Linse durch den Brennpunkt und nach der Linse parallel zur optischen Achse.
Der Mittelpunktstrahl
Der Mittelpunktstrahl verläuft mittig durch die Linse und verändert seine Bahn nicht.
Es gibt die Gegenstandsgröße (G), die zur Bildgröße (B) wird und die Gegenstandsweite (g), die zur Bildweite (b) wird.
Es gibt zwei Arten von Linsen
- Konkavlinsen/Zerstreuungslinsen (in der Mitte dünner als am Rand, negative Brennweite)
- Konvexlinsen/Sammellinsen (in der Mitte dicker als am Rand, postitive Brennweite)
Die Zerstreuungslinse verteilt Lichtstrahlen auf einer größeren Fläche und die Sammellinse sammelt die Lichtstrahlen und verteilt sie auf einer kleinen Fläche in dem Kameraobjektiv müssten mehrere Spiegel sein da das Bild erst falschrum geschossen wird.Durch den Spiegel wird es dann wieder richtigrum gespiegelt.
Bündeln von Licht
Material
- Lichtkasten
- Glaslinse
- Netzgerät
- zwei Kabel
Aufbau
Man verbindet die Kabel mit dem Lichtkasten und stellt den Lichtkasten an.Danach wird die Linse vor den Lichtkasten gestellt.
Beobachtung
Das Licht ist nicht gebündelt und hat eine größere Streuung wenn keine Linse vor dem Lichtkasten steht. Die Streuung wird vermindert und das Licht gebündelt wenn man ein Linse vor den Lichtkasten stellt.
Reflexion
Material:
- Lichtbox
- Spaltenplättchen
- Spiegel
Aufbau:
Wir schließen unsere Lichtbox am Strom an und stellen den Spiegel vor sie.Um mehrere Strahlen zu erhalten schieben wor das Spaltenplättchen in die vordere Spalte der Box.
Durchführung:
Die Lichtbox wird eingeschaltet.
Beobachtung:
Der Spiegel spiegelt die strahlen wieder zurück, wenn man ihn grade vor die Lichtbox stellt.Dreht man den Spiegel um 50 Grad nach Rechts neigt sich der Strahl um 50 Grad nach links.
Die Linsengleichung
Mit der Linsengleichung kann man die Brennweite (f) berechnen.
Formel: 
Um g auszurechnen braucht man die Formel : 
Um b auszurechnen braucht man die Formel : 
Die Abbildungsgleichung
Die Formel der Abbildungsgleichung lautet: 
Mit ihr kann man die Bildgrösse, die Bildweite, die Gegenstandsgrösse und die Gegenstandsweite berechnen sofern man die anderen drei Faktoren kennt. Wir berechnen jetzt B an einem Beispiel:
Bildweite= 5,25
Gegenstandsweite= 7
Gegenstandsgrösse= 2
Die Formel lautet: 
Um B auszurechnen müssen wir die Formel umformen: B=
.
Wenn wir die Zahlen einsetzen lautet die Formel: B=
.
Die entgülitige Lösung lautet also: B= 1,5
Unsere Kamera
Dies ist unsere 'Kamera'.Die getönte Glasscheibe stellt das Display dar. Die beiden Linsen in der Mitte sind Konkav und Konvexlinsen, sie kann man sich als die Funktion 'Zoom' vorstellen, wenn man die Konvexlinse verschiebt wird das Bild kleiner, bei der Konkavlinse wird das Bild größer.Die Lampe und die Schablone mit dem Pfeil symbolisieren das Objekt was man fotographiert. Die Linsen bestimmen die größe in der der Pfeil auf der getönten Glasscheibe erscheint. Das Prinzip ist dasselbe wie bei der echten Kamera.
