Die Lochkamera

Klassenstufe :	7/8
Versuchstyp	(B)
Methodische Variante:	[2], Erarbeitung , mit „Ich-Du-Wir“ und im L-S-Gespräch

Unterrichtssituation
Zu Beginn des Optik-Lehrgangs in Klasse 7/8 sollen an einem ansprechenden Versuch das Phänomen der „Lochkamera“ und die Eigenschaften des Lochkamerabildes erarbeitet werden. Nach einem geeigneten Einstieg sollen sich die Schülerinnen und Schülern (SuS) den Versuchsaufbau mit vorgegebenen Geräten weitgehend selbstständig erarbeiten. Vor der Versuchsdurchführung werden im Lehrer-Schüler-Gespräch die Teilkompetenzen {3}-teilweise, {4} und {5} erarbeitet. Der Umgang mit den Experimentiergeräten wird vom Lehrer erläutert. Auf das Aufstellen von Hypothesen {2} soll hier verzichtet werden.

Lehrgangsskizze

Einstieg, Hinführung:
Als Einstieg kann der „Physikraum als Lochkamera“ vorgestellt werden. Die SuS beobachten das Lochkamerabild der Umgebung auf dem Schirm, entdecken erste Eigenschaften des Lochkamerabildes. Die Bedeutung der Lochblende für den Fotoapparat kann herausgestellt werden.

Ziel (offene Fragestellung):
Im Unterricht soll eine eigene Lochkamera gebaut und weitere Eigenschaften des Lochkamerabildes entdeckt werden.

Aufgabenstellung:

Wie kannst Du Dir selbst eine Lochkamera herstellen und wie sieht das Lochkamerabild im Vergleich zum Original aus?

Vom Lehrer bereitzustellende Geräte aus den Optikkästen I und II:

1	Reiter mit Schraube	1	weißer Schirm oder Transparentschirm	1	Quadratblende
1	Reiter mit Schlitz	1	F-Blende	1	Vollblende
1	einfacher Reiter	1	Lochblende (Æ 4 mm)	1	Experimentierleuchte
1	Stativstange 10 cm	1	Lochblende (Æ 2 mm)	2	Experimentierkabel
1	Linsenhalter mit Diarahmen	1	Lochblende (Æ 1 mm)	1	Netzgerät (U = 12 V)
1	optische Bank			1	Vollblende

Arbeitsauftrag

1. Schritt : „Ich“: In Stillarbeit – jeder für sich allein – beantwortet folgende Fragen auf Konzeptpapier:
Vorüberlegungen

Aus welchen grundlegenden Teilen besteht eine Lochkamera?
Überlege Dir, wie Du mit den bereitgestellten Geräten des Optikkastens eine Lochkamera bauen könntest. Baue den Versuch jedoch noch nicht auf.

Versuchsaufbau

Skizziere den Versuchsaufbau.

2. Schritt : „Du“: Mit dem Partner, in der Bank, im Team

Einigt Euch im Team auf eine gemeinsame Lösung.

Hilfestellung: Auf dem Lehrerpult findet Ihr ein Foto des Versuchsaufbaus. Wenn Ihr nicht weiter wisst, könnt Ihr Euch daran orientieren.

3. Schritt : „Wir“: Im Plenum

Besprechung des Versuchsaufbaus und der zu verwendenden Geräte, Hilfestellung des Lehrers zum Aufbau des Versuches (Anbringen der Reiter, Aufstecken der Blenden, Einstellen der Spannung am Netzgerät usw.)
Entwurf eines gemeinsamen Tafel- und Heftaufschriebs

Durchführung des Experiments

Erzeuge zunächst ein Lochkamerabild mit der größten Lochblende (Æ 4 mm) und ersetze die Lochblende anschließend nacheinander durch die beiden kleineren Lochblenden (Æ 2 mm und 1 mm). Beschreibe das Lochkamerabild auf dem Schirm und vergleiche die jeweils entstandenen Lochkamerabilder miteinander! (Bildgröße, Helligkeit, Schärfe)
Erzeuge ein Lochkamerabild mit der Quadratblende. Beschreibe das Bild auf dem Schirm!
Erzeuge ein Lochkamerabild mit der kleinsten Lochblende.

Variiere den Abstand Gegenstand – Lochblende (Gegenstandsweite). Formuliere Deine Beobachtung in Je-Desto-Aussagen, z.B. Je größer die Gegenstandsweite, desto größer/kleiner das Bild.
Variiere den Abstand Lochblende – Bild (Bildweite). Formuliere Deine Beobachtung in Je-Desto-Aussagen, z.B. Je größer die Bildweite, desto größer/kleiner das Bild.

Beispiele zum Schülerversuchskasten Optik: Herunterladen [pdf] [138 KB]