Fotoapparat Physik

Redaktionsassistentin: Physik Geschichtsberatung: Verfasser (A) und Gutachter (B): Das Autorkürzel steht in spitzen Klammern, die Nummer in runder Folge ist die Sachgebietsnummer; eine Auflistung der Sachgebiete finden Sie im Einleitungstext.

Fotoapparat - Physik erläutert!

Ein Fotoapparat ist in der Regel ein Aufnahmegerät für optische Bilder. Ursprünglich ist die Nadellochkamera oder Camera Obscura (italienische "dunkle Kammer", daher der Begriff Kamera). Dies ist eine opake Box mit einer kleinen Apertur auf der Frontseite. Ein Objekt vor der Spiegelreflexkamera produziert ein invertiertes, invertiertes, reales Innenbild.

Dabei hat die Lochform keinen Einfluß auf das Motiv, sondern die Größe: je kleiner die Aussparung, desto scharfer, aber auch schwächer das Motiv. Beim Verhältnis zwischen Bildformat B, Objektgröße B, Bildbreite b und Objektbreite ü wird zwischen Standbildkameras (Kameras) und laufenden oder bewegten Bildkameras (Film-, Fernseh- oder Videokameras) unterschieden.

In der Vergangenheit wurden für die Aufnahme lichtsensitive Folien eingesetzt, bei denen das Foto durch eine physikalische Umsetzung entstanden ist. Die optische Struktur einer Kamera hat (zumindest) ein Glas als Optik, das die auf den CCD-Chip treffende Lichtstrahlung fokussiert, und eine Apertur, die wie bei einer Lochkamera die Bildschärfe und Lichtintensität des Optiksystems mitbestimmt.

Nebenbei bemerkt: Das menschliche Auge kann auch als eine Form der biologischen Fotokamera gesehen werden. Bei den Pupillen handelt es sich um eine variable Apertur, und auch die Brenndauer der Linse kann in einem bestimmten Umfang mit Hilfe von Muskeln verändert werden.

Objektive wie die Kamera

Bei den meisten Optiken werden mehrere Objektive verwendet, die untereinander verbunden sind. Die Brechkraft eines Objektivsystems ergibt sich aus der Addition der Brechkraft der eingesetzten Einzellinsen. Wenn zum Beispiel eine konvexe Linse mit Brechkraft 3 dpt mit einer konkaven Linse mit Brechkraft -2 dpt verbunden wird, ist die Brechkraft des Objektivsystems 3 dpt - 2 dpt = 1 dpt.

Falls es nicht richtig arbeitet, weil es zu fest oder zu weich ist, kann es mit einer Kondensorlinse oder einer divergierenden Optik zum Ausgleich des Fehlers verwendet werden (Brille). Die Kamera ist auch ein Objektiv. Diese wird für jedes Bild so festgelegt, dass die fixe Bildbreite (der Abstand zum Objektiv ist immer gleich) an die veränderliche Objektbreite angeglichen wird.

Die Schärfentiefe der Kamera ist umso höher, je grösser der Schärfebereich ist. Für Objektive mit größerer Objektivbrennweite ist auch das generierte Abbild dementsprechend groß. Bei der Apertur handelt es sich um eine einstellbare Apertur, die die Menge an Licht, die auf den Trägerfilm auftreffen kann. Die Schärfentiefe ist umso geringer, je höher die Beleuchtungsstärke (= Blende) ist.

Die Apertur wird als d gekennzeichnet. Während dieser Zeit öffnet er sich und läßt durch die Öffnung hindurch auf die Folie einfallen. Dabei ist die Belichtungsdauer an die vorgegebene Apertur und Raumhelligkeit sowie die Lichtempfindlichkeit des Filmes anzupassen.