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Die Lochkamera

TinkerToys

Informationen für Lehrkräfte

Beschreibung

  • Die Schüler*innen lernen spannendes Hintergrundwissen zur Lochkamera, wenden ihr Wissen zur Blendeneinstellung an Beispielen an und konstruieren am Ende ein eigenes Modell. Optional: Nach dem Druck deines Modells haben sie die Möglichkeit, spannende Experimente mit ihren Modellen auszuprobieren.
    • Gymnasium 6. Klasse
    • Physik
      – Strahlenoptik
    • 7 Unterrichtsstunden

Lernziele

    • Die SuS erfahren Hintergrundwissen zur Lochkamera und können Eigenschaften dieser beschreiben.
    • Sie können ihre recherchierten Informationen nach einem Quellenschema ordnen.
    • Sie wenden ihr Wissen zur Bildentstehung bei der Lochkamera auf Abbildungen an und benennen die gängigen Größen und Weiten.
    • Sie lernen die Faustregel zur Blendengröße und Bildschärfe kennen und diskutieren diese.
    • Sie bauen ein eigenes Modell nach Vorlage und wenden ihr Wissen auf die Konstruktion an.
    • Sie nutzen ein CAD-Programm zur Erstellung eines Lochkamera-Modells.

Benötigte Materialien

    • TinkerSchool-Lizenz
    • Eingabegeräte (Computer/Tablets) für SuS
    • Pergamentpapier
    • Bastelutensilien

Hybrider Unterricht

  • Der Kurs eignet sich ideal für das Homeschooling. Die SuS können selbstständig recherchieren und konstruieren ein Modell zu Hause.

Was ist eine Lochkamera?

Aufgabe 1: Recherche

  • Recherchiert im Internet zum Thema Lochkamera und beantwortet dabei folgende Fragen:
  • Notiert euch bei einer Recherche immer die verwendeten Quellen.
  • 1. Wie wird eine Lochkamera noch genannt? Erklärt den Begriff.
  • 2. Wann entstand die erste Lochkamera und wer erfand/entdeckte sie?
  • 3. Wozu nützt eine Lochkamera?
  • 4. Welche Vorteile bieten neuere Erfindungen heute?

Aufgabe 2: Quellenverzeichnis erstellen

  • Erstellt ein Quellenverzeichnis und gebt eure Quellen nach dem Schema
    Autor (Jahr): Titel, URL (Abrufdatum) an.
    Wenn ihr eines der Infos nicht findet könnt ihr o.J für ohne Jahr etc. angeben.

Die Bildentstehung

Info-Text

  • Lies dir den vorliegenden Text aufmerksam durch.
  • Lass dir von deiner Lehrkraft das Bild zum Beschriften geben. Versuche dein Wissen auf die Abbildung zu beziehen und beschrifte die Größen und Weiten.
    Die Lochkamera besitzt immer eine Lochblende (durch die man schaut) und einen
    Schirm, auf dem das Bild entsteht. Um die Bildentstehung bei einer Lochkamera zu
    verstehen sind 4 Größen wichtig. Die Gegenstandsgröße G, die Bildgröße B, die Gegenstandsweite g und die Bildweite b. G bezeichnet dabei die Größe des Gegenstands,
    der durch die Lochkamera angeschaut wird. Der Abstand zwischen dem Gegenstand
    und der Lochblende wird als Gegenstandsweite (g) bezeichnet. Der Abstand zwischen Lochblende und Bild ist die Bildweite (b). Die Größe des Bildes, das entsteht ist somit die Bildgröße B.

Aufgabe 3: Informationen anwenden

  • Lass dir von deiner Lehrkraft das Bild zum Beschriften geben. Versuche dein Wissen auf die Abbildung zu beziehen und beschrifte die Größen und Weiten.

Zusatzaufgaben:

  • Erstelle eine eigene Abbildung mit einem von dir gewählten Gegenstand aus dem Klassenraum. Arbeite mit deinem Geodreieck oder Linial, um eine sorgfältige Abbildung zu erstellen.
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Blendeneinstellungen

Aufgabe 5: Blendengröße

  • Bei welcher Abbildung ist das Loch größer und was passiert dann? Notiere deine Überlegungen.

Faustregel Blendeneinstellung

  • Bei der Lochkamera gilt: Je kleiner das Loch der Blende, desto schärfer das Bild.
    Diskutiert in der Klasse, woran das liegt?

Konstruktion einer Lochkamera

Aufgabe 6: Modell wählen

  • Schau dir die Modelle der Lochkamera an. Beide Modelle haben die gleiche Funktion und sind nur anders konstruiert. Such dir eines der Modelle aus.

Aufgabe 8: Modell nachbauen

  • Überlegt genau, wie das Modell gebaut wurde und versucht es nachzubauen.
    Erstellt zu zweit ein Tutorial zu einer der beiden Modelle mit dem Digitalen Baukasten. Erklärt dabei jeden Schritt genau und präsentiert euer Objekt am Ende mit all seinen Funktionen.

Verwendung der Konstruktion (nach Druckvorgang)

Aufgabe 9: Modell bearbeiten

  • Du hast dein Modell ausgedruckt vorliegen? Super, dann können wir nun ein paar spannende Experimente damit machen. Dokumentiert bei jeder Aufgabe euere Erlebnisse.
    Vervollständige zunächst dein Modell, falls du die Zylinderform gewählt hast,
    mit einem Pergamentpapier, dass du auf die innere Rolle oben dran klebst.

Aufgabe 9: Erste Experimente starten

  • Untersuche mit deiner Kamera verschiedene Objekte. Wenn dein Loch zu klein ist, kannst du es mit einem spitzen Gegenstand vorsichtig vergrößern. Ist es dir zu groß geraten, kannst du es mit Kreppband zukleben und mithilfe einer dünnen, spitzen Gegenstands ein Loch reinpiksen.

Aufgabe 11: Beleuchtung testen

  • Beleuchte die Gegenstände, die du dir anschaust, unterschiedlich stark. Schau was passiert, wenn der Gegenstand sogar selbst eine Lichtquelle (Lampe, Kerze) ist.
    Verändere den Abstand Loch – Pergament und schau was passiert.