小孔成像其实原理非常简单,可以把它想象成光线通过一个很小的孔,像针尖一样,投射到对面的屏幕上。
想象一下阳光透过树叶间的小缝隙照在地面上,形成的小光斑就是最直观的小孔成像现象。光线总是沿直线传播,当它遇到小孔时,只能有少部分光线通过。来自物体顶端的光线穿过小孔后,会投射到屏幕的下方;来自物体底部的光线则投射到屏幕的上方。因为光线传播的路径是直的,所以屏幕上的图像和物体形状是相似的,而且上下是颠倒的,左右也会颠倒(如果你把物体左右翻转,像也会跟着左右翻转)。
最关键的是,小孔越小,成像就越清晰,但通过的光线也越少,图像会越暗;小孔越大,图像会越亮,但边缘光线走斜的路径更多,成像就会变得模糊。
所以你看,小孔成像并不是什么神秘的现象,它只是光线直线传播的一个基本应用,就像影子一样自然又有趣。