Versuch 1.3: Bilder durch ein Loch

Transkript

1 Versuch 1.3: Bilder durch ein Loch Bildunsstandards: F1; E5, E6; K4, K5 Kontextezu: Kamera; Aue Hinweis: Ihr enötit für diese Versuche einen verdunkelten Raum. Bittet f. euren Lehrer darum. Material: Anleitun: Verdunklunsmölichkeit; 1 optische Lampe mit L-Blende (oder Perl-L); 1 Lochlende mit veränderarer Lochröße; 1 Schirm; 1 Lineal; 1 Taschenrechner a) Beleuchtet mit der Lampe und der L-Blende die Lochlende. Skizziert den Versuchsaufau und eoachtet das Bild auf dem Schirm. Verändert dann die röße der Lochlende. Beschreit eure Beoachtunen, indem ihr den Lückentext eränzt. ) Versetzt nun die L-Blende, die Lochlende und den Schirm, sodass ihr fünf verschiedene Situationen erhaltet. Messt jeweils die folenden rößen und notiert die Werte in der Taelle. : eenstandsröße. Sie it an, wie roß (hoch) das L in der Blende ist. B: Bildröße. Sie it an, wie roß / hoch das L auf dem Schirm ist. : eenstandsweite. Sie it an, wie weit die L-Blende von der Lochlende entfernt ist. : Bildweite. Sie it an, wie weit der Schirm von der Lochlende entfernt ist. c) Berechnet nun für alle fünf Messunen die Zahlenverhältnisse B und. Interpretiert diese Werte. Beoachtun: Notiert eure Erenisse und Beoachtunen hier zw. in der Protokoll-Vorlae. a) Das Bild der L-Blende. Verkleinert man die Lochlende, wird das Bild lichtschwächer und schärfer. ) Nutzt diese Taelle für eure Messerenisse: B Messun 1 Messun 2 Messun 3 Messun 4 Messun 5 s. 1.3 a s. 1.3 B Information: Aildunsesetz Das Verhältnis von B ist so roß wie. B = eenstandsröße Bildröße = eenstandsweite Bildweite Dietrich Hinkeldey: Physik kontextorientiert ymnasium: Optik Auer Verla Lichtquellen und Sehen Aus dem Werk "Optik" Auer Verla

2 Versuch 1.4: Bau einer Lochkamera Bildunsstandards: F1, F3; E1, E8; K4, K5 Kontextezu: Fotoapparat; Aue Material: 1 Metalldose mit anehmarem Deckel (z. B. von Cappuccino-Pulver, ca. 12 cm); 4 Böen schwarzer Karton (Maße: cm; cm; cm; 3 20 cm); 1 Peramentpapier (Maße: cm); Kleeand; Klestoff; 1 Schere; 1 Lineal; 4 ummirine Anleitun 1: a) Wickelt den roßen Karton (25 40 cm) um die Dose und klet ihn zu einer Röhre zusammen. Let dann die vier ummirine als Astandshalter darum und wickelt den zweiten Boen (25 40 cm) darum und klet ihn eenfalls zu einer Röhre zusammen. Lasst die Büchse und die Pappröhren zur Formstailisierun noch ineinanderesteckt. ) Klet nun um die hintere Öffnun der inneren Röhre das Peramentpapier (20 20 cm). Schneidet es an der Seite ein, damit die Kante mölichst latt wird (= Schirm). c) Verschließt nun die äußere Pappröhre mit dem kleinen Boen (20 20 cm) (= Deckel). Macht ein ca. 2 cm roßes Loch in die Mitte dieses Deckels (= Lochlende). d) Aus dem schmalen Streifen stellt ihr einen Schieer mit verschieden roßen Lochlenden her, den ihr verschiear auf den Deckel üer dem Loch montiert. e) Nun hat ihr eine Lochkamera mit verschiearer Blende. Innere Röhre, hinterer Teil Fertie Lochkamera Dietrich Hinkeldey: Physik kontextorientiert ymnasium: Optik Auer Verla Achtun: Het die Lochkamera sorfälti auf. Sie wird später noch einmal enötit. Aufae 1: eht ins Freie und eoachtet eure Umeun durch die Lochkamera. Beschreit und zeichnet eure Beoachtunen hier (und in der Protokoll-Vorlae). 1. Lichtquellen und Sehen 11 Aus dem Werk "Optik" Auer Verla

3 Anleitun 2: Lochkamera mit Film a) Klopft den Blechoden dünner, indem ihr einen Metalleenstand in die Mitte der Büchse stellt und von der eenseite leicht drauf hämmert. ) Stecht nun mit einer feinen Nadel ein winzies Löchlein in den Metalloden und verschließt es mit dem dunklen Aufkleer. Kleidet anschließend den Innenraum mit schwarzem Papier aus. c) Klet nun in den Deckel eine Halterun aus schwarzer Pappe so ein, dass man ein Stück eines Neativfilmes (in der Dunkelkammer!) einleen kann. Lochlende und Filmhalterun Bestimmun der Lochröße d) Bestimmt den Durchmesser des Löchleins, indem ihr die Blechüchse auf einen Taeslichtprojektor let. Durch die Verrößerun kann man mithilfe des eodreiecks den Durchmesser des Loches estimmen. Im Bild oen erit sich ein Lochdurchmesser von 0,545 mm. e) Nun wird in der Dunkelkammer ein Stück Neativfilm einelet. (f. enötit ihr hier durch euren Lehrer.) f) Verschließt alles korrekt. Aufae 3: eht an einem (mölichst sonnien) Ta ins Freie und richtet eure Lochkamera auf ein nicht ewetes Ojekt in eurer Umeun aus. Je nach Empfindlichkeit des Films enötit ihr Belichtunszeiten von 20 is 30 Sekunden. Erstellt eine Serie mit unterschiedlichen Belichtunszeiten, um eine optimale Belichtun zu erzielen. Beim Entwickeln des Neativs kann euch euer Lehrer oder die Foto-A eurer Schule helfen. Ihr könnt es hier (oder in der Protokoll-Vorlae) einfüen. Rücklick: Beantworte die Fraen, die du zu Beinn der Einheit elesen hast. Dietrich Hinkeldey: Physik kontextorientiert ymnasium: Optik Auer Verla Lichtquellen und Sehen Aus dem Werk "Optik" Auer Verla

4 1.2 c Möliche Rechercheerenisse: Io hat den kleinsten Radius um den Jupiter sowie eine Umlaufzeit von 42 Stunden 27 Minuten und 22 Sekunden. Ole Rømer erstellte sich einen Zeitplan, wann der Mond Io immer wieder aus Jupiter Kallisto dem Schatten des Jupiters hervortreten sollte anymed und eoachtete dies üer viele Jahre. Er stellte fest, dass im Laufe eines Jahres das Wiedererscheinen des Io eenüer dem vorause- Io rechneten Zeitplan schwankte. Mal verspätete Europa sich der Mond, dafür war er ein hales Jahr später verfrüht zu sehen. Die Schwankunsdauer a er mit etwa 22 Minuten an und erklärte sie dadurch, dass das Licht von Io zu manchen Zeiten den Erdahndurchmesser von ca km mehr zurückleen musste. Die röße Lichteschwindikeit enannte er nicht. Zeichnet mithilfe dieser Informationen in dieses Bild die Erde ein. Jupiter mit Mond Io Sonne Zeichnet um die Sonnen einen rößeren Kreis (ca. 4 cm Radius) als Erdahn und trat dann die Erde ein, wenn sie sich anz nah am Jupiter und dann weit we vom Jupiter efindet. Christian Huyens ermittelte mithilfe der Üerleunen und Daten von Ole Rømer als Erster 1678 die Lichteschwindikeit. Berechnet sie mithilfe der Rechercheerenisse eenfalls und et an, welchen Wert er ermittelte. Die eschwindikeit erechnet ihr, indem ihr die Strecke durch die Zeit teilt. Dazu müsst ihr die Zeit in Sekunden umrechnen. 1.3 a Lampe mit L-Blende Skizze eschriften: Lochlende Schirm 1.3 stellun: Berechnet mit dem Taschenrechner jeweils die Zahlenverhältnisse B und und achtet darauf, dass ihr jeweils die leiche Maßeinheit verwendet. Dietrich Hinkeldey: Physik kontextorientiert ymnasium: Optik Auer Verla 1. Lichtquellen und Sehen n Aus dem Werk "Optik" Auer Verla

5 Aufae: Informationen: s. 1.2 c Skizze Rømer: Io Erde nah Sonne Erde fern Jupiterschatten Jupiter Erdahn Berechnun Lichteschwindikeit Rømer: km ,7 km km = = ,7 s s s km Die Lichteschwindikeit eträt ,7 s. Versuch 1.3 Beoachtun: S. 10 a) Korrekte Skizze: Lampe mit L-Blende Lochlende Schirm ) / c) Individuelle Erenisse Die Zahlenverhältnisse sind fast leich. Versuch 1.4 S. 11 / 12 Beoachtun 1: Individuelle Lösun; fertie Lochkamera: s. S. 11 Aufaen 1 / 2: Individuelle Lösunen; Aufnahmen durch die Lochkamera mit immer rößerem Loch: Die Bilder stehen auf dem Kopf und sind seitenverkehrt. Bei kleineren Blenden werden die Bilder schärfer, aer auch lichtschwächer. Beoachtun 2: Individuelle Lösunen 1. Lichtquellen und Sehen Lösunen Aus dem Werk "Optik" Auer Verla Dietrich Hinkeldey: Physik kontextorientiert ymnasium: Optik Auer Verla Das Bild der L-Blende erscheint auf dem Schirm kopfstehend und seitenverkehrt. Verklei nert man die Lochlende, wird das Bild lichtschwächer und schärfer.