Die Lochkamera ist das einfachste optische Gerät, mit dem man von einem Gegenstand ein Bild erzeugen kann. Man kann sich eine solche Kamera selbst bauen und Experimente damit durchführen.
Aufbau und Wirkungsweise einer Lochkamera
Eine Lochkamera besteht aus einem lichtundurchlässigen Gehäuse.
Auf der einen Seite befindet sich eine kleine Öffnung, ein Loch
(Bild 1). Daher kommt auch die Bezeichnung Lochkamera. Dem Loch gegenüber
ist ein lichtdurchlässiger
Schirm angebracht. Er kann z.B. aus Transparentpapier oder aus dünner
Kunststofffolie bestehen.
Die Bildentstehung ergibt
sich aus der geradlinigen Ausbreitung des Lichtes. Das Licht der Kerzenflamme
(Bild 2) breitet sich nach allen Seiten geradlinig aus, wenn es nicht
durch andere Körper daran gehindert wird. Ein kleiner Teil des Lichtes
gelangt von der Kerzenflamme durch das Loch bis zum Schirm. Durch die
geradlinige
Ausbreitung des Lichtes wird der untere Punkt der Kerzenflamme oben
auf dem Schirm und der obere Punkt der Kerzenflamme unten auf dem Schirm
abgebildet. Es entsteht also auf dem Schirm ein umgekehrtes Bild des Gegenstandes.
Dieses Bild ist nicht nur umgekehrt, sondern auch seitenvertauscht, denn
ein linker Punkt wird auf dem Schirm rechts abgebildet und ein rechter
Punkt links.
Untersucht man das Bild bei einer Lochkamera genauer, so zeigt sich:
- Das Bild ist umso schärfer, aber auch umso lichtschwächer, je kleiner das Loch ist. Bei einer größeren Öffnung gelangt zwar mehr Licht vom Gegenstand hindurch. Zugleich wird aber ein Punkt des Gegenstandes als Lichtfleck auf dem Schirm abgebildet.
- Das Bild ist bei einer bestimmten Gegenstandsweite umso kleiner, je größer der Abstand zwischen Loch und Schirm ist.
Eine Lochkamera - selbst gebaut
Eine Lochkamera kann man sich mit wenigen Hilfsmitteln selbst bauen. Man
benötigt dazu Pappe, Transparentpapier und Klebstoff. Statt Pappe
kann auch eine lichtundurchlässige Dose genutzt werden. Entscheidend
ist: Auf der einen Seite muss sich ein Loch und auf der anderen Seite
der transparente Schirm befinden (Bild 3). Für Untersuchungen zur
Größe des Bildes ist es günstig, wenn man die Entfernung
Loch-Schirm verändern kann. Die Größe des Loches kann
man verändern, wenn man das Loch relativ groß macht und sich
zusätzlich aus Pappe einen Streifen mit verschiedenen Löchern
(groß, klein, rund, viereckig) anfertigt, die man vor das Loch der
Lochkamera halten kann.
Eine Camera obscura - eine Lochkamera
im Großformat
Als Jahrmarktsvergnügen war im 18. und 19. Jahrhundert die Camera
obscura (lat., es bedeutet "dunkle Kammer") weit verbreitet.
Fotoapparate waren in dieser Zeit noch unbekannt.
Eine solche Camera obscura war eine dunkle Kammer, die an einer Seite
ein kleines Loch hatte (Bild 4). Besucher wurden in diese Kammer gebracht
und konnten auf der dem Loch gegenüberliegenden Seite der Kammer
Personen, Bäume oder Häuser sehen, die auf dem Kopf standen.
Eine solche Camera obscura war nichts anderes als eine Lochkamera im Großformat.