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Physik

Die Kamera

Eine Kamera erzeugt wie das Auge ein echtes, verkleinertes, umgekehrtes Bild.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 7
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann die Teile einer Kamera nennen.
  • Ich kann die Kamera mit dem Auge vergleichen.
  • Ich kann beschreiben, wie man scharf stellt.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Wie das Auge ein Bild erzeugt, Bilder mit der Sammellinse: Brennweite und Bildweite

Eine Kamera besteht aus einem lichtdichten Gehäuse, einem Objektiv, einer Blende, einem Verschluss und einem Bildsensor. Das Objektiv enthält eine oder mehrere Sammellinsen. Es erzeugt auf dem Sensor ein echtes, verkleinertes, umgekehrtes Bild. Die Blende ist eine verstellbare Öffnung. Sie regelt, wie viel Licht durchkommt. Der Verschluss bestimmt, wie lange Licht auf den Sensor fällt. Das ist die Belichtungszeit. Bei einer Digitalkamera wandelt der Sensor Licht in elektrische Signale um. Zum Scharfstellen verschiebt man das Objektiv ein wenig. Dann ändert sich der Abstand zwischen Linse und Sensor, also die Bildweite. Auch Smartphones haben winzige Kameras mit einem Objektiv.

Auge und Kamera arbeiten sehr ähnlich.
AugeKamera
Hornhaut und LinseObjektiv
Iris und PupilleBlende
Augenlid (grob)Verschluss
NetzhautBildsensor

Die Bildgröße bestimmen

  1. Eine Person ist 180 cm groß und steht 300 cm entfernt.
  2. Der Sensor ist 5 cm hinter dem Objektiv (Bildweite).
  3. Es gilt B : G = b : g, also B : 180 = 5 : 300.
  4. B = 180 cm · 5 : 300 = 3 cm. Das Bild ist 3 cm hoch.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Das Objektiv macht das Bild.

Die Blende lässt viel oder wenig Licht durch.

Der Sensor nimmt das Bild auf.

Ein Beispiel

Beispiel

Wenn du mit dem Handy ein Foto machst, tippst du auf die Stelle, die scharf sein soll. Das Objektiv wird dann minimal verschoben.

Schritt für Schritt

Wir lesen eine Kamera als Auge.

  1. Objektiv = Linse des Auges.
  2. Blende = Pupille.
  3. Sensor = Netzhaut.
  4. Beide erzeugen ein echtes, verkleinertes, umgekehrtes Bild.

Mit einem Bild erklärt

BauteilAufgabe
Objektiverzeugt das Bild
Blenderegelt die Lichtmenge
Verschlussbestimmt die Belichtungszeit
Sensornimmt das Bild auf

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Welches Bauteil der Kamera erzeugt das Bild?
Zeig mir den ersten Schritt

Welches Bauteil entspricht der Linse im Auge?

Lösung ansehen

Lösung: Das Objektiv

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Welches Bauteil entspricht der Pupille?
Zeig mir den ersten Schritt

Die Pupille regelt, wie viel Licht ins Auge fällt.

Lösung ansehen

Lösung: Die Blende

Tipp: Bei wenig Licht muss die Blende weit offen oder die Belichtungszeit lang sein. Bewegt sich der Gegenstand schnell, ist eine lange Belichtungszeit schlecht. Das Bild verwischt.

Merksatz: Kamera: Objektiv bündelt, Blende regelt die Lichtmenge, Verschluss die Zeit, Sensor nimmt das Bild auf.

Typischer Fehler: Viele denken, die Kamera erzeuge ein aufrechtes Bild. Auf dem Sensor steht es auf dem Kopf. Die Kamera dreht es per Elektronik um.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Ein Baum ist 600 cm hoch und 3000 cm entfernt. Die Bildweite beträgt 5 cm. Wie hoch ist das Bild? Schreibe nur die Zahl in cm.

Zeig mir den ersten Schritt

Es gilt B : G = b : g.

Lösung ansehen

Lösung: 1

B = 600 cm · 5 : 3000 = 1 cm.

Frage 2 Wie stellt man bei einer einfachen Kamera scharf?
Lösung ansehen

Lösung: Man verändert den Abstand zwischen Objektiv und Sensor.

Frage 3 Der Sensor entspricht der Netzhaut im Auge.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Bei wenig Licht soll das Bild heller werden. Was hilft?
Lösung ansehen

Lösung: Blende weiter öffnen oder länger belichten

Frage 5 Das Bild auf dem Sensor steht aufrecht.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Das Objektiv einer Kamera erzeugt auf dem Sensor ein echtes, verkleinertes, umgekehrtes Bild. Die Blende regelt die Lichtmenge, der Verschluss die Zeit. Zum Scharfstellen wird die Bildweite verändert.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Das Auge und optische Geräte

Kurz erklärt, 44 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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