小孔成像：光线就是如此“偷”影子的 你见过那种特别怪的影子吗？明明是个苹果要么一块石头，从上面看下去，底下的轮廓却跟我见过似的。
这玩意儿叫小孔成像，说它神秘，实际上原理特好办，就是光走“直线”那套。 想象一下，你拿个手指头头放在忒阳底下，手指头的影子就在下面。
这玩意儿就是你的小孔。
实际上人手心里有个小洞，也能当。光线往那个小洞一钻，它就得乖乖地走直路，信不过拐弯绕道。 光线是个鬼，它走到哪儿，就照到哪儿。你盯着那根手指头看，光从四面八方撞在你眼里，汇聚成光点。但要是有个小孔，光线得穿过它，那就只能从同一个方向射过来。
这就好比一群赶火车的车，只能从左边进，只能从右边进，根本进不来中间。
故此，你的眼和底片上的光点，实际上都是从同一个“小门口”过来的。 那如何知道它们是如何排列的呢？实际上是个邀请。光线穿过你的瞳孔（这就当个小孔），它们会保持原来的相对位置。
要是你闭一只眼，睁开一只看，你的大脑误当作光点是从眼来的，但实际上是从另一只眼来的。
这种错觉叫视觉暂留，让你认定光点在动。 而小孔成像里，底片上的光点成像原理跟那个大脑是一样的。光就是拿着“邀请函”来的。
要是不用小孔，光线就是凌乱无章的，照进来啥都看到，像白开水一样。加了个小孔，就能把光圈住，只让特定方向的光进来。
这就好比在电影院装了一个略微大一点的相框，只有正对着屏幕的光才能进，周围的黑眼圈就把其他乱七八糟的投影给挡回去了。 这时候，你底片上的光点，实际上就正对着你的眼。
要是你眼和底片上的像重合了，那在你眼前方的空间里，就形成了一个实像。
这个像就在底片上，并且是倒过来的。
这就好比你在房间里照镜子，镜子里的像是反的；但在底片上，这个像是正立的。 为啥是正立的？关键在于光线走的是直线。照进小孔的光线，从物体的一个角出发，穿过小孔，投射到屏幕的另一端。
这个投影过程，跟你在房间里看镜子彻底是一模一样的。镜子是反射，小孔是透射，但几何关系是不变的。
故此，物体是正立的，光线穿过小孔后，在底片上仍然是正立的。 这就解释了为啥小孔成的像，一般不是正立的。
比如你站在屋顶看窗户，你在屋顶看窗户，窗户里的你，就是正立的。
要是你从下面看窗户，窗户里的你，方向就全反了。 这是出于观察的视线方向变了。当你从不同的高度看，要么从不同的角度透过小孔看，光线路径就跟着变了。
要是光线路径不变，方向就不变。一旦光路变了，你看到的景象就彻底不一样。 为了让大家更好地理解，不妨做个实验。拿个针管头，把针管头对着忒阳，在阳光下照在一张白纸上。你会发现，针管头下面有一个倒立的忒阳影子。
这跟你在房间里看镜子看到的虚像原理是一样的，都是光线直线传播的结局。 再换个角度，把针管头略微歪一点，要么拿个放大镜当针管头试一下。你会发现，影子的形状和位置也跟着歪了。
这说明，光路偏了，影子的方向就偏了。 那要是小孔特别小呢？比如用个针孔相机原理，把针孔做得极小。
这时候，底片上的像会特别清楚。
这是出于孔越小，来自不同方向的光线能到达底片上的点就越多，重合得越好，像就越锐利。 要是孔忒大呢？那就变成光屏了，啥也成像不了。出于光线忒散，根本重合不上，就啥都成一片不清楚的白光。
故此小孔成像，讲究的就是那个“小”字。孔小了，光路才准。 实际上生活中到处都是小孔成像。你刷手机的时候，那个屏幕反光，实际上就是把光线照在手机玻璃上形成的。
要是你从侧面看手机屏幕，某一小块区域，光线路径会略微偏个角度，形成的是小孔成像的效果，这个区域在屏幕上就是亮斑。 再说说星星。星星离地球特别远，光线到达地球时，简直全是直线传播的。
要是你站在月球上，看地球，要么站在月球背面看月球，地球和月球在月球上形成的像，方向都是反过来的。出于光从远处来，务必走直线，才能穿过大气层。 小孔成像还有一个庞大的优势，就是不用透镜。透镜会散光，成像会扭曲，并且需求磨得挺薄挺准。小孔成像全靠光走直线，自然就不会散光。
故此它能成像的与此同时，还能把黑屏做得挺黑，出于光根本进不去，背景就是黑的。 并且，小孔成像的像，不管你如何移动手机，只要手机还对着忒阳，那个被摄物体在底片上的像，位置是不会变的。
这是相机镜头不有的特性。出于光线走直线，手机只要不动，底片上的像就绝对不动。 不过，现实情况是，光线走直线在忒空中挺难做到，忒阳离地球几百万公里，大气层的影响会让光路形成弯曲。
故此，投影出来的像，实际上没那么正。 即便如此，小孔成像依然是最直观的“光走直线”演示。它不需求任何复杂的机械结构，全靠物理定律，就能把 things 投影出来。 想象一下，要是你是一个被光追逐的孩子，你看着光跑，你就被光照着。光知道哪儿有影子，就把影子印在墙上。
这个影子，就是小孔成像。它用最朴素的方式，教会了我们光的世界。
