Question

小孔成像原理

Answer 1

小孔成像原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播。根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。

小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。像可能放大，也可能缩小。

用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光沿直线传播的性质。

实验结论：像距不变时，物距越近，像越大且亮度变亮；物距越远，像越小且亮度变暗。物距不变时，屏近像变小，变亮；屏远像变大，变暗。物、孔、屏位置不变时，成像为前提，孔相对大时像变亮。

小孔成像的应用

1、古代天文历法：我们的祖先制造了圭表和日晷，测量日影的长短和方位，以确定时间、冬至点、夏至点；在天文仪器上安装窥管，以观察天象，测量恒星的位置。

此外，我国很早就利用光的这一性质，发明了皮影戏。汉初齐少翁用纸剪的人、物在白幕后表演，并且用光照射，人、物的影像就映在白幕上，幕外的人就可以看到影像的表演。皮影戏到宋代非常盛行，后来传到了西方，引起了轰动。

2、照相机和摄影机：镜头是小孔（大多数安装凸透镜以保证光线成像距离），景物通过小孔进入暗室，像被一些特殊的化学物质（如卤化银等）留在胶片上（数码相机、摄影机等则是把像通过一些感光元件存储在存储卡内）。

3、光的波动学说：对光的波动学说，比如杨氏干涉实验、双缝实验等光的干涉实验起到很关键性作用，小孔成像的原理和干涉实验的方法在现代物理学中仍然非常有用。