小孔成像的屏幕上能呈现出倒立的像，它可以用光的什么知识来解释
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这个实验至少向我们提出了三个问题：小孔成的像为什么是倒立的？像的大小和哪些因素有关？像的清晰程度和哪些因素有关？
为了说明这些问题，我们把蜡烛的火焰看成是由许多小发光点组成的，每个发光点都向四面八方射着光。总会有一小束光，笔直地穿过小孔，在白纸上形成一个小光斑。烛焰上的每一个发光点都会在白纸上形成一个对应的光斑，全部光斑在白纸上就组成了一个烛焰的像。
从图中可以看出，烛焰上部发的光沿直线通过小孔，照在白纸的下部；烛焰下部发出的光，通过小孔，照在白纸的上部，所以在白纸上形成一个倒立的像。这正好说明了光是直线传播的。
如左图所示，当孔比较小的时候，物的不同部分发出的光线也到达像的不同的部分，所以物的不同部分发出的光线不会重叠，所以像就会比较清晰，比如物的C处发出的光线就不会到达B处，所以也就不会发生物的C处发出的光线与物的A处发出的光线的重叠，所以B处的像就比较清晰；而一旦孔大到一定程度，物的不同部分发出的光线就会在像处发生重叠，像自然也就不清晰了，比如说物的C处发出的光线就会与物的A处发出的光线重叠于B处，这样B处的像就不知道是谁的像了，自然像也就不清晰了。所以板及小孔相当于一个分解器，将来自物的不同部分的光线分解了，所以也就成像了。我们在日常生活中所以在面对物的一张白纸上看不到像，不是因为白纸上没有来自于物的光线，而是因为来自于物的不同部分的光线在白纸上重叠了，所以我们的眼睛无法看到物的像。而一旦我们用透镜或小孔将来自物的光线投射到白纸的不同的部分，那么物的像就显现出来了。当然大小是相对的，这个孔的大小是相对于物的大小说的，如果物很大，那么就是孔比较大，也还是可以成像的。只是孔越小，成的像的分辨率越高。当然如果孔太小，那么通过的光线就会少，像也就未必有足够的亮度了。而且孔太小还会发生衍射什么的，这也会对成像有影响。
孔的大小是相对的其实在小孔成像中的孔的大小是于物来说的，物大则孔可以大，物小则孔必须小。如果我们要成太阳的像，那么就是用足球场那么大的孔也不是不可以的，当然这里面有一个屏幕与孔的距离的问题，如果孔的大小一定，孔与物的距离也一定，那么屏幕距离孔越远，所成的像在理论上的分辨率也就越高。当然在这样的情形下，分辨率的极限是孔的大小，也就说被成像的物上的比孔小细节也就无法分辨清楚了。如果我们用足球场那么大的孔对太阳成像，那么太阳上比足球场小的结构是不会成像出来的。
如果我们用Φ代表可分辨的物的最小结构，而u代表物距，v代表屏幕与小孔的距离(像距)，φ代表小孔的直径。
其成像的公式就是：
φ/Φ=(u+v)/v (1)
整理(1)式后可以得到：
φ/Φ-1=u/v (2)
由(2)式可以看出，
当u、φ一定，v趋向无限大的时候，φ/Φ趋向于1，所以只有当像距无限大的时候，像才会达到最大的分辨率。v越小，则分辨率越低，当为v接近为零的时候，像就无法成像了，这也就成了一个世俗所说光斑了。
编辑本段古代故事
两千多年以前，我国学者韩非，在他的书里记载了一个有趣的故事：有人请了一个画匠为他画一张画。三年以后，画匠告诉他：“画成了！”他一看，八尺长的木板上只涂了一层漆，什么画也没有，便大发脾气，认为画匠欺骗了他。画匠说：“请你修一座房子，房子要有一堵高大的墙，再在这堵墙对面的墙上开一扇大窗户。把木板放在窗上，太阳一出来，你在对面的墙上就可以看到一幅图画。”他半信半疑，照画匠的话去办。果然，在屋子的墙壁上出现了亭台楼阁和往来车马的图象，好像一幅绚丽多彩的风景画。尤其奇怪的是，画上的人和车还在动，不过都是倒着的！
大约两千四五百年以前，我国的学者—－墨翟和他的学生，作了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原因，指出了光的直线进行的性质。这是对光直线传播的第一次科学解释。
编辑本段成像原理
原理： 光的直线传播
太阳给人类以光和热，这是人类不可缺少的光源。但是由于地球的自转，形成了白昼和黑夜。每到晚上，黑暗就笼罩着大地。生活在远古的人类祖先，对黑夜是无能为力的。黑暗给人们以可怕、可恶的感觉，直到今天黑暗仍为人们用来形容邪恶。不知经历了多少个世纪，人类才发现火也能提供光和热。开始是使用天然火，以后又发明了人工摩擦取火。人工摩擦取火的发明是人类历史的一个划时代进步，它“第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开”①。生活在五十万年以前的北京猿人就已经懂得使用天然火，大约在几万年前人类又学会了用钻木的方法人工取火。火在长时期里一直是人们唯一可以利用的人造光源，后来人们创造了油灯、蜡烛，还是离不开火，一直到近代光源的发明才取代了火。
通过对光的长期观察，人们发现了沿着密林树叶间隙射到地面的光线形成射线状的光束，从小窗中进入屋里的日光也是这样。大量的观察事实，使人们认识到光是沿直线传播的。为了证明光的这一性质，大约二千四五百年前我国杰出的科学家墨翟和他的学生作了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原理。虽然他讲的并不是成像而是成影，但是道理是一样的。
在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影。为什么会有这奇怪的现象呢？墨家解释说，光穿过小孔如射箭一样，是直线行进的，人的头部遮住了上面的光，成影在下边，人的足部遮住了下面的光，成影在上边，就形成了倒立的影。这是对光直线传播的第一次科学解释。
墨家还利用光的这一特性，解释了物和影的关系。飞翔着的鸟儿，它的影也仿佛在飞动着。墨家分析了光、鸟、影的关系，揭开了影子自身并不直接参加运动的秘密。墨家指出鸟影是由于直线行进的光线照在鸟身上被鸟遮住而形成的。当鸟在飞动中，前一瞬间光被遮住出现影子的地方，后一瞬间就被光所照射，影子便消失了；新出现的影子是后一瞬间光被遮住而形成的，已经不是前一瞬间的影子。因此，墨家得到了“景不徙”的结论，“景”通“影”，就是说，影子不直接参加运动。那么为什么影子看起来是活动着的呢？这是因为鸟飞动的时候，前后瞬间影子是连续不断地更新着，并且变动着位置，看起来就觉得影是随着鸟在飞动一样。在二千四五百年前，能这样深入细致地研究光的性质，解释影的动和不动 的关系，确是非常难能可贵的。墨家还从光线直线传播的原理解释了投影和半影的现象。
为了说明这些问题，我们把蜡烛的火焰看成是由许多小发光点组成的，每个发光点都向四面八方射着光。总会有一小束光，笔直地穿过小孔，在白纸上形成一个小光斑。烛焰上的每一个发光点都会在白纸上形成一个对应的光斑，全部光斑在白纸上就组成了一个烛焰的像。
从图中可以看出，烛焰上部发的光沿直线通过小孔，照在白纸的下部；烛焰下部发出的光，通过小孔，照在白纸的上部，所以在白纸上形成一个倒立的像。这正好说明了光是直线传播的。
如左图所示，当孔比较小的时候，物的不同部分发出的光线也到达像的不同的部分，所以物的不同部分发出的光线不会重叠，所以像就会比较清晰，比如物的C处发出的光线就不会到达B处，所以也就不会发生物的C处发出的光线与物的A处发出的光线的重叠，所以B处的像就比较清晰；而一旦孔大到一定程度，物的不同部分发出的光线就会在像处发生重叠，像自然也就不清晰了，比如说物的C处发出的光线就会与物的A处发出的光线重叠于B处，这样B处的像就不知道是谁的像了，自然像也就不清晰了。所以板及小孔相当于一个分解器，将来自物的不同部分的光线分解了，所以也就成像了。我们在日常生活中所以在面对物的一张白纸上看不到像，不是因为白纸上没有来自于物的光线，而是因为来自于物的不同部分的光线在白纸上重叠了，所以我们的眼睛无法看到物的像。而一旦我们用透镜或小孔将来自物的光线投射到白纸的不同的部分，那么物的像就显现出来了。当然大小是相对的，这个孔的大小是相对于物的大小说的，如果物很大，那么就是孔比较大，也还是可以成像的。只是孔越小，成的像的分辨率越高。当然如果孔太小，那么通过的光线就会少，像也就未必有足够的亮度了。而且孔太小还会发生衍射什么的，这也会对成像有影响。
孔的大小是相对的其实在小孔成像中的孔的大小是于物来说的，物大则孔可以大，物小则孔必须小。如果我们要成太阳的像，那么就是用足球场那么大的孔也不是不可以的，当然这里面有一个屏幕与孔的距离的问题，如果孔的大小一定，孔与物的距离也一定，那么屏幕距离孔越远，所成的像在理论上的分辨率也就越高。当然在这样的情形下，分辨率的极限是孔的大小，也就说被成像的物上的比孔小细节也就无法分辨清楚了。如果我们用足球场那么大的孔对太阳成像，那么太阳上比足球场小的结构是不会成像出来的。
如果我们用Φ代表可分辨的物的最小结构，而u代表物距，v代表屏幕与小孔的距离(像距)，φ代表小孔的直径。
其成像的公式就是：
φ/Φ=(u+v)/v (1)
整理(1)式后可以得到：
φ/Φ-1=u/v (2)
由(2)式可以看出，
当u、φ一定，v趋向无限大的时候，φ/Φ趋向于1，所以只有当像距无限大的时候，像才会达到最大的分辨率。v越小，则分辨率越低，当为v接近为零的时候，像就无法成像了，这也就成了一个世俗所说光斑了。
编辑本段古代故事
两千多年以前，我国学者韩非，在他的书里记载了一个有趣的故事：有人请了一个画匠为他画一张画。三年以后，画匠告诉他：“画成了！”他一看，八尺长的木板上只涂了一层漆，什么画也没有，便大发脾气，认为画匠欺骗了他。画匠说：“请你修一座房子，房子要有一堵高大的墙，再在这堵墙对面的墙上开一扇大窗户。把木板放在窗上，太阳一出来，你在对面的墙上就可以看到一幅图画。”他半信半疑，照画匠的话去办。果然，在屋子的墙壁上出现了亭台楼阁和往来车马的图象，好像一幅绚丽多彩的风景画。尤其奇怪的是，画上的人和车还在动，不过都是倒着的！
大约两千四五百年以前，我国的学者—－墨翟和他的学生，作了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原因，指出了光的直线进行的性质。这是对光直线传播的第一次科学解释。
编辑本段成像原理
原理： 光的直线传播
太阳给人类以光和热，这是人类不可缺少的光源。但是由于地球的自转，形成了白昼和黑夜。每到晚上，黑暗就笼罩着大地。生活在远古的人类祖先，对黑夜是无能为力的。黑暗给人们以可怕、可恶的感觉，直到今天黑暗仍为人们用来形容邪恶。不知经历了多少个世纪，人类才发现火也能提供光和热。开始是使用天然火，以后又发明了人工摩擦取火。人工摩擦取火的发明是人类历史的一个划时代进步，它“第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开”①。生活在五十万年以前的北京猿人就已经懂得使用天然火，大约在几万年前人类又学会了用钻木的方法人工取火。火在长时期里一直是人们唯一可以利用的人造光源，后来人们创造了油灯、蜡烛，还是离不开火，一直到近代光源的发明才取代了火。
通过对光的长期观察，人们发现了沿着密林树叶间隙射到地面的光线形成射线状的光束，从小窗中进入屋里的日光也是这样。大量的观察事实，使人们认识到光是沿直线传播的。为了证明光的这一性质，大约二千四五百年前我国杰出的科学家墨翟和他的学生作了世界上第一个小孔成倒像的实验，解释了小孔成倒像的原理。虽然他讲的并不是成像而是成影，但是道理是一样的。
在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影。为什么会有这奇怪的现象呢？墨家解释说，光穿过小孔如射箭一样，是直线行进的，人的头部遮住了上面的光，成影在下边，人的足部遮住了下面的光，成影在上边，就形成了倒立的影。这是对光直线传播的第一次科学解释。
墨家还利用光的这一特性，解释了物和影的关系。飞翔着的鸟儿，它的影也仿佛在飞动着。墨家分析了光、鸟、影的关系，揭开了影子自身并不直接参加运动的秘密。墨家指出鸟影是由于直线行进的光线照在鸟身上被鸟遮住而形成的。当鸟在飞动中，前一瞬间光被遮住出现影子的地方，后一瞬间就被光所照射，影子便消失了；新出现的影子是后一瞬间光被遮住而形成的，已经不是前一瞬间的影子。因此，墨家得到了“景不徙”的结论，“景”通“影”，就是说，影子不直接参加运动。那么为什么影子看起来是活动着的呢？这是因为鸟飞动的时候，前后瞬间影子是连续不断地更新着，并且变动着位置，看起来就觉得影是随着鸟在飞动一样。在二千四五百年前，能这样深入细致地研究光的性质，解释影的动和不动 的关系，确是非常难能可贵的。墨家还从光线直线传播的原理解释了投影和半影的现象。
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