小孔成像的光学实验,阐述了光的直线传播原理:即光从上往下直射,人的头部与足部成影在下边和上边,构成倒影.我们现在使用的照相机、摄像机都是运用这方面.
再如:在较暗的屋子里,把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面,在它们之间放一块钻有小孔的纸板.塑料薄膜上就出现烛焰的倒立的像,这种现象表明了光沿直线传播,这就是小孔成像基本原理.
小孔成像历史沿革:
我国古代在公元前4世纪,墨翟就做过针孔成像的实验,并给予分析和解释.《墨经》中明确地写道:"景到(倒),在午有端,与景长,说在端."这里的"午"即小孔所在处.这段文字表明小孔成像的是倒像,其原因是在小孔处光线交叉的地方有一点("端"),成像的大小,与这交点的位置无关.从这里也可以清楚看到,古人已经认识到光是直线行进的,所以常用"射"来描述光线径直向前.北宋的沈括在《梦溪笔谈》中也记述了光的直线传播和小孔成像的实验.他首先直接观察在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与飞的方向一致.然后在纸窗上开一小孔,使窗外飞鸢和楼塔的影子呈现在室内的纸屏上面,沈括用针孔成像的原理来解释所观察到的结果:若鸢飞空中,其影随鸢而移,或中间为窗所束,则影与鸢相连,鸢东则影西,鸢西则影东.又如窗隙中楼塔之影,中间为窗所束,亦皆倒垂…….
欧洲十六世纪文艺复兴时代,有许多宫廷画家就采用这种方法进行绘画.十九世纪达-芬奇和其他画家也用小孔成像原理作为绘画的"暗箱".