Die Schärfentiefe eines Fotoapparats

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1 Lehrer-/Dozentenblatt Die Schärfentiefe eines Fotoapparats Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusatzinformationen Das Experiment kann als interessante Ergänzung eines Experiments zum Aufbau und zur Wirkungsweise des Fotosapparats eingesetzt werden. Gestützt auf ein solches Experiment, werden die Schüler ausreichend befähigt sein, auch bei notwendigerweise völlig verdunkeltem Raum sicher mit den Geräten umgehen zu können. Hinweise zum Aufbau und zur Durchführung Es ist nicht notwendig und auch nicht zu empfehlen, die Blenden mit d = 2 mm und d = mm einzusetzen, da die Bilder dann zu lichtschwach werden. Die Verwendung des Schirms hat den Vorteil, dass er kontrastreiche Bilder ermöglicht. Die Verwendung einer Mattscheibe ist in diesem Fall nicht von Vorteil für die Bildqualität. Es ist zu erwarten, dass die Messwerte für die Schärfentiefe sehr differieren. Sie sind in starkem Maße davon abhängig, was die einzelnen Schüler subjektiv noch als scharfe Abbildung empfinden. Das ist jedoch für die Erkenntnis des prinzipiellen Zusammenhangs zwischen Blendenöffnung und Schärfentiefe unwesentlich. Es kann z.b. sein, dass die Schüler bei Verwendung der Lochblende mit d = 20 mm die Schärfentiefe S = 0 angeben.

2 Die Schärfentiefe eines Fotoapparats Aufgabe und Material Aufgabe Wie wirkt sich die Blendenöffnung auf die Schärfentiefe eines Fotoapparats aus? Baue ein Modell eines Fotoapparats auf und untersuche welchen Einfluss die Verwendung von Lochblenden mit unterschiedlichen Lochdurchmessern auf die Schärfentiefe eines Fotoapparats hat.

3 Material Position Material Bestellnr. Menge Stativfuß, variabel Linse auf Reiter, f = +50 mm Blendenhalter, aufsteckbar , 5 Reiter für Stativbank Schirm, weiß, 50 mm x 50 mm Blende mit Loch, d = 20 mm Lochblenden, d =, 2, 3 und 5 mm Stativstange Edelstahl 8/8, l = 600 mm, d = 0 mm Maßstab für Stativbank Boden mit Stiel für Leuchtbox Leuchtbox, Halogen 2 V/20 W Zusätzliches Material PHYWE Netzgerät DC: V, 2 A / AC: 6 V, 2 V, 5 A Transparentes Millimeterpapier, 50 mm x 50 mm

4 Aufbau und Durchführung Aufbau Bereite das transparente Millimeterpapier wie in Abb. vor. Abb. Baue mit den beiden Stativstangen und dem variablen Stativfuß (vgl. Abb. 2) die optische Bank wie in Abb. 3 auf und lege den Maßstab an die vordere Stativstange an. Abb. 2 Abb. 3 Setze den Boden mit dem Stiel unter die Leuchbox (vgl. Abb. 4 und 5) und stelle sie mit Hilfe des Reiters bei der 5-cm-Marke so auf, dass sie mit der Linsenseite von der optischen Bank weg weist (vgl. Abb. 6).

5 Abb. 4 Abb. 5 Abb. 6 Schiebe eine lichtundurchlässige Blende vor die Linse und das transparente Millimeterpapier in den Schacht am anderen Ende der Leuchte, so dass die Striche senkrecht stehen (vgl. Abb. 7). Abb. 7 Das Millimeterpapier befindet sich als Gegenstand auf der 8-cm-Marke. Stelle die Linse mit f = +50 mm, die als Objektiv des Fotoapparat-Modells dient, bei 30 cm auf und den Schirm (Bildebene des Fotoapparats) bei etwa 40 cm auf (vgl. Abb. 8).

6 Abb. 8 Schiebe die Lochblende mit d = 20 mm in den Blendenhalter und stecke diesen auf die Fassung der Objektivlinse. Durchführung Schließe die Leuchte an das Netzgerät (2 V~) an und schalte es ein (vgl. Abb. 9). Abb. 9 Verschiebe den Schirm bis ein möglichst scharfes Bild vom Gegenstand erscheint (vgl. Abb. 0). Abb. 0 Hinweis: Im Folgenden soll die Objektivlinse mit der Blende nicht verschoben werden, sondern stets auf der 30-cm-Marke stehen bleiben.

7 Schiebe nun den Gegenstand so weit an das Objektiv heran und danach so weit vom Objektiv weg bis das Bild jeweils gerade noch als scharf angesehen werden kann (vgl. Abb. ). Abb. Wiederhole den Vorgang und miss dabei die größte ( e max ) und die kleinste ( e min ) Entfernung des Gegenstandes vom Objektiv bei der das Bild gerade noch als scharf angesehen werden kann (vgl. Abb. 2). Trage die Messwerte in Tabelle im Protokoll ein. Abb. 2 Bringe den Gegenstand wieder auf die 8-cm-Marke und tausche die Blende gegen die Lochblende mit d= 5 mm (vgl. Abb. 3). Stelle das Bild durch Verschieben des Schirms scharf ein und führe die gleichen Messungen wie vorher aus. Trage die Messwerte in Tabelle im Protokoll ein. Abb. 3 Wiederhole die Messungen mit der Lochblende mit d= 3 mm. Trage auch diese Messwerte in Tabelle im Protokoll ein.

8 Schalte das Netzgerät aus.

9 Protokoll: Die Schärfentiefe eines Fotoapparats Ergebnis - Tabelle (9 Punkte) Notiere Deine Beobachtungen in der Tabelle. Berechne anschließend die Schärfentiefe S des Fotoapparat-Modells bei der Verwendung der einzelnen Blenden. Blenden Entfernung e des Gegenstands von dem Objektiv Schärfentiefe d in mm e max in mm e min in mm S in mm 20 ± ± ± 5 ± ± ± 3 ± ± ± Auswertung - Frage (0 Punkte) Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Größe der Blendenöffnung und der Schärfentiefe?

10 Auswertung - Frage 2 (0 Punkte) Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Größe der Blendenöffnung und der Bildhelligkeit? Auswertung - Frage 3 (0 Punkte) Was muss man tun, damit der Film bei kleiner Blendenöffnung ausreichend belichtet wird?

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