小孔成像为什么是倒立
大约两千四五百年以前,我们著名学者墨翟,也就是墨子,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。
小孔成像为什么是倒立
小孔成像的原理是光的直线传播,物体上的一点射出的光线通过小孔照射到光屏上的一点,就是像点,物点、小孔和像点必然在一条直线上。这样,小孔上方的物点射出的光线必然斜向下通过小孔,即像点在小孔下方,小孔下方的物点射出的光线必然斜向上通过小孔,即像点在小孔上方,对于一个物体而言,上部的像成在下方,下部的像成在上方,像与物体上下颠倒,所以,像是倒立的。
小孔成像的像与什么有关
小孔成像与孔的形状无关。成像的大小与物体到小孔的距离和屏到孔的距离都有关系。若孔到屏的距离不变,则物体离孔越远成像越小,物体离孔越近成像越大。若物体到孔的距离不变,孔和屏间距离越大,像越大,反之越小。
假设孔小到只允许一条光线通过,光屏上接收到一个清晰的物像。如果小孔恰好允许两条光线通过,那么光屏上收到的是这两个像的叠加。只要孔够小,你无法察觉这种变化。如果孔够大,无法清晰成像。你无法观察到这种现象。所以孔形状不影响像的形状。
小孔成像的口诀
为了方便记忆小孔成像的原理,我们可以使用以下的口诀:
小孔成像真神奇,光线经过孔径微。
衍射光点四周散,倒立缩小在屏里。
距离越远越清晰,孔径越小越精细。
这个口诀简单易记,可以帮助我们更好地理解小孔成像的原理。
小孔成像性质应用
1、照相机和摄影机
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)。
2、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。