正是因为光线是沿直线传播的 , 所以才会有小孔成像这样的现象 。
比如说你面前有一堵白墙 , 你在白墙前面放一只蜡烛 , 但是墙上却没有蜡烛的“像” , 但是如果你在白墙和蜡烛之间放一个带小孔的板子 , 墙上就出现了蜡烛的“像” , 这是为什么呢?

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我们可以看一下下面这张图 , 当蜡烛和墙之间没有任何阻挡的时候 , 墙上某一个点接收到的光辉来自蜡烛的各个部分 , 这些来自蜡烛不同部分的光互相混杂、互相影响 , 变成颜色单一、与墙上其他点没有区别的状态 。

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所以我们看到墙上一片亮 , 并没有蜡烛的“像” 。
但是如果我们在蜡烛和墙之间摆上一个小孔 , 就完全不一样了 。
因为光是沿直线传播的 , 所以蜡烛火焰尖端的光线只能够传播到墙的最下方 , 相反的 , 蜡烛最底端的光线只能够传播到墙的最上方 。

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这也就是说 , 墙上各点接收到的光线的明暗、颜色都是不一样的 。同时 , 这些线的明暗和颜色并不是随机的 , 而是跟蜡烛发出的光亮一一对应 , 这个时候 , 我们就能够在墙上看到一个倒立的蜡烛的“像” 。
但是 , 上述的现象完全是建立在小孔真的非常非常小的基础之上的 , 实际上情况还略有不同 。
无论孔有多小 , 但是孔都是有一定的大小的 , 这就导致了一个问题 。
之前我们假设说 , 蜡烛火焰最尖端的发出的光亮只能够传播到墙的最底端 , 但是实际上因为孔有一定的大小 , 所以这个假设不完全正确 , 应该说蜡烛火焰尖端放出的光亮会传播到墙最底端的一小片区域内 。
这一小片区域的大小跟孔的大小有关 , 如果孔稍微大一点儿 , 这一小片一小片的区域会互相影响 , 最后会模糊一片(如下图所示 , 上面的孔小 , 下面的孔大 , 成像的清晰度完全不一样) 。

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所以这就是为什么我们强调的是“小孔成像”——当然是孔越小 , 成像越清晰 , 当孔大到一定程度之后 , 就连模糊的像也看不清楚了 。
根据初中物理光学知识知道:在同一种介质中光沿直线传播 , 所以光线穿过小孔时光源上下部分交换 , 但成像形状不变 , 像与光源形状相同 。
小孔成像的历史: 大约两千四五百年以前 , 我国的学者—-墨翟(墨子)和他的学生 , 做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 。
【蜡烛的小孔成像原理,小孔成像原理和性质的应用】小孔成像的实验制作:材料很容易准备的 , 准备好后用一个带有小孔的板遮挡在墙体与物之间 , 墙体上就会形成物的倒影 , 我们把这样的现象叫小孔成像 。前后移动中间的板 , 墙体上像的大小也会随之发生变化 , 这种现象说明了光沿直线传播的性质 。
实验器材:两张硬纸板(白色最好) , 一根蜡烛? , 打火机 , 锥子 , 暗室
小孔成像原理和性质的应用
1、光的直线传播性质 , 在我国古代天文历法中得到了广泛的应用 。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 。
2、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 。
3、现在的一些照相机和摄影机就是利用了小孔成像的原理——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(如显影剂等)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) 。

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