Kamera als Lichtschrankenersatz

25/10/2008 - 18:51 von christian.palmes | Report spam
Hallo,

hat jemand folgendes (oder àhnliches) schoneinmal probiert?

Angenommen ich habe ein Fadenpendel mit einer punktförmigen Masse als
Gewicht. Wenn ich dieses Pendel ausrichte und dann wieder loslasse, so
wird es periodisch die "Nulllinie" durchlaufen. Ich möchte nun die
Zeitdifferenz zwischen den einzelnen Nulldurchquerungen sehr genau
messen. Das Naheliegenste ist hierzu natürlich eine Lichtschranke.
Aber könnte man dies denn auch mit einer herkömmlichen Kamera machen?
Ich glaube, diese haben eine Auflösung von 24 Bilder / Sekunde. Wenn
ich mir nun die zwei, drei Screenshots anschaue, bei denen sich der
Massepunkt in der Nàhe des Nullpunkts befindet, so könnte ich den
exakten Durchgangszeitpunkt z.B. durch lineare Interpolation zwischen
diesen Screenshots approximieren.
Meine Frage ist nun, wie genau soetwas wohl möglich ist? Letzendlich
ist die Frage damit àquivalent, wie genau handelsübliche Kamerachips
(z.B. welche, die man bei Conrad bestellen kann) die 1/24 Sekunde
zwischen den einzelnen Screenshots einhalten.

Ich bin mir darüber im klaren, daß alles natürlich von der
Dimensionierung meines Versuchaufbaus abhàngt, d.h. wie voluminös z.B.
meine Schwingmasse ist, etc.. Ich meine das alles aber ganz kanonisch,
z.B. in Form mit den üblichen Apperaturen eines Schulexperimentes.

Könnte ich wohl eine Genauigkeit von 1/100 Sekunde schaffen?


Ich weiß, das ist alles sehr schwammig formuliert, aber ihr werdet
sicher wissen, was ich meine.


Gruß Christian
 

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#1 Ralf Kusmierz
25/10/2008 - 19:43 | Warnen spam
X-No-Archive: Yes

begin quoting, schrieb:

Angenommen ich habe ein Fadenpendel mit einer punktförmigen Masse als
Gewicht. Wenn ich dieses Pendel ausrichte und dann wieder loslasse, so
wird es periodisch die "Nulllinie" durchlaufen. Ich möchte nun die
Zeitdifferenz zwischen den einzelnen Nulldurchquerungen sehr genau
messen. Das Naheliegenste ist hierzu natürlich eine Lichtschranke.
Aber könnte man dies denn auch mit einer herkömmlichen Kamera machen?
Ich glaube, diese haben eine Auflösung von 24 Bilder / Sekunde. Wenn
ich mir nun die zwei, drei Screenshots anschaue, bei denen sich der
Massepunkt in der Nàhe des Nullpunkts befindet, so könnte ich den
exakten Durchgangszeitpunkt z.B. durch lineare Interpolation zwischen
diesen Screenshots approximieren.
Meine Frage ist nun, wie genau soetwas wohl möglich ist? Letzendlich
ist die Frage damit àquivalent, wie genau handelsübliche Kamerachips
(z.B. welche, die man bei Conrad bestellen kann) die 1/24 Sekunde
zwischen den einzelnen Screenshots einhalten.



Genau das habe ich mit meiner Camera und dem Foucaultschen Pendel im
NW1 (Physikgebàude) in Bremen schon einmal gemacht. (Die Adresse
<http://pendelkamera.physik.uni-bremen.de> funktioniert gerade nicht -
früher konnte man dem Pendel zusehen.) Die eingebaute Uhr der Camera
ist genau genug, daß man daraus den Aufnahmezeitpunkt sekundengenau
herleiten kann. Man braucht gar nicht zu "filmen": Erst fotographiert
man ein Dutzend Nulldurchgànge, dann kaommt man ein Stündchen spàter
wieder und knipst noch ein paar, und dann evtl. am Tagesende nochmal,
und damit kann man dann sehr genau die Pendelfrequenz bestimmen - es
ist keineswegs erforderlich, alle Nulldurchgànge aufzuzeichnen. (Ich
hatte übrigens zur Kontrolle der Uhrzeit einfach meine Funk-Armbanduhr
ins Sichtfeld plaziert und mitfotographiert, aber notwendig ist das
nicht.)

Ich bin mir darüber im klaren, daß alles natürlich von der
Dimensionierung meines Versuchaufbaus abhàngt, d.h. wie voluminös z.B.
meine Schwingmasse ist, etc.. Ich meine das alles aber ganz kanonisch,
z.B. in Form mit den üblichen Apperaturen eines Schulexperimentes.
Könnte ich wohl eine Genauigkeit von 1/100 Sekunde schaffen?



Wenn die Aufnahmezeitpunkte mit einer Genauigkeit von ca. 1 s
festliegen, dann kann man die 1/100 s ziemlich problemlos nach 100
Schwingungen schaffen. Ich finde das gut, daß in Schulversuchen
endlich mal aufgehört wird, mit vorsintflutlichem Instrumentarium zu
arbeiten, und mal auf moderne inzwischen haushaltsübliche Mittelchen
Bezug genommen wird. Wozu soll man wie ein Bekloppter hunderte von
Schwingungen mit der Stoppuhr in der Hand auszàhlen, wenn es ein paar
Digitalphotos auch tun?

Ich weiß, das ist alles sehr schwammig formuliert, aber ihr werdet
sicher wissen, was ich meine.



Ich denke, schon.


Gruß aus Bremen
Ralf
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphàre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hàltst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nàmlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus

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