Optische Abbildungen mit einer Lochblende
Mit Hilfe einer Lochblende lassen sich einfache optische Abbildungen erzeugen. Das ist die Funktion einer sogenannten Lochkamera.
Um dies zu zeigen, führen wir folgenden Versuch durch:
Versuch:
Eine Kerze wird vor eine kleine (runde) Lochblende gestellt. Dahinter befindet sich ein Schirm, der das Licht, welches durch die Lochblende gelangt, auffängt.
Beobachtung:
Der Lichtfleck auf dem Schirm ist nicht rund, sondern hat die Form der Kerzenflamme. Offensichtlich entsteht auf dem Schirm ein Bild der Kerzenflamme. Das Bild der Kerzenflamme steht jedoch auf dem Kopf.
Wird das Loch vergößert, so wird das Bild heller aber unschärfer.
Wird der Abstand zwischen Kerze und Lochblende verkleinert oder der Abstand zwischen Lochblende und Schirm vergrößert, so vergrößert sich das Bild.
Erklärung:
Um die Entstehung des Bildes und die genannten Zusammenhänge zu erklären, zeichnen wir den Strahlengang durch die Lochblende.
Dazu wählen wir drei Lichtstrahlen, die von der Kerzenflamme ausgehen, aus (die beiden Randstrahlen sowie einen Lichtstrahl aus der Mitte der Kerzenflamme), und schauen, in welchen Punkten diese Lichtstrahlen auf den Schirm gelangen:
Wir erkennen, dass das Licht von jedem Punkt der Kerzenflamme genau auf einem Punkt auf dem Schirm gelangt.
Wird die Lochblende größer, so gibt es für jeden Lichtstrahl vom Gegenstand (Kerzenflamme) mehrere mögliche Wege durch die Lochblende zum Schirm. Das Licht eines Gegenstandspunktes wird also nicht eindeutig in einem Punkt auf dem Schirm abgebildet; das Bild wird unscharf.
