小孔成像原理

古代人眼中的“小孔成像”

这里有一个有趣的小故事：曾经有一个请来一个画家希望要一张美丽的图画。过了三年，

那人几乎苦苦等着画家的伟大的杰作。终于一天，画家说：“我的画成了。”那人就怀着崇仰

的心情去瞻仰这个花费了三年时间的画，没想到在八尺的木板上就涂料一层漆，什么都没有。

那人就大发脾气，觉得自己受到了极大的欺骗。这时候，画家不紧不慢地说：“你不要急，

你想看到画的内容，需要修一座房子，放在一定要一堵宽大的墙壁，在这个墙壁上打开一扇

窗户，然后把木板放在窗子上，等到太阳出来，你就可以在对面的墙上看到这幅画的内容。”

那人不甘心，等了三年，不能就看着一块木板，他想姑且再相信画家一次，看到时候他还怎

么说。于是他就按照画家的说法，修建了一幢房子。果然，屋子的墙壁上出现了亭台楼阁并

且流动着车水马龙，仿佛是海市蜃楼的奇景再现。最神奇的的，画面上的人和车还是倒着运

动的！这则故事记录在战国时期著名思想家韩非的书里。

而这些倒着的可以运动的影响是什么原因呢？其实关于这种现象我国很早就开始关注

并且进行了实验和研究。在两千四百多年前，墨家代表人物墨翟和他的学生做了一个实验，

在一个很暗的屋子里，在朝阳的一面墙上开一个小孔，人站在屋子外面的小孔外，这时神奇

的倒影就出现了，在对面的墙壁上出现了一个倒立着的小人儿。很多人都对这个情况很惊讶，

不过墨子他们并没有至于实验的层面，而是努力寻找其中的原理。经过多次的实践，终于发

现出现这个原理是因为“景。光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下。足蔽下光，

故成景于上；首蔽上光，故成景于下。在远近有端，与于光，故景库内也。”用我们平常的

话来说就是，光穿过小孔就像射箭一样，是沿着直线传播的，人的头遮住了上面的面，而所

成的影子在下面，人的脚遮住了下面的光，所成的影子在上面，形成了倒立的影子。这种解

释是世界上第一次关于光是沿着直线传播科学的解释。

而到了十四世纪中期，有一位叫做赵友钦的人考察了日光通过墙上的小孔形成的像和

小孔的关系，他在自己做实验的过程中发现，当小孔越来越小的时候，像还是相同的。只是

像的浓淡不同。假如把像屏靠近小孔，像就会变小，亮度也增加了。赵友钦经过大量的实践，

终于发现小孔成像的规律，也就是不管孔的大小怎样，所成的像是光源的倒立像。孔的大小

只是和像的明暗程度有关。假如不改变的像的形态，当孔大到一定的程度，得到的像是孔的

正立像。而当移动屏孔的时候，越近所成的像就越小，越远所成的像就越大。这种规律的总

结比世界任何一个国家都要早，并且很具有科学逻辑性。

历代科学家们经过大量的实践，不断积累经验，总结规律，为世界的文明贡献了巨大的

财富。后人根据这种原理，发明了皮影戏，这成为我国的重要的文化遗产，当传到西方的时

候，同样得到了极大的欢迎。