小孔成像

中国古代对几何光学的研究有较高的成就，小孔成像就是其中之一。最先进行小孔成像研究的是墨家学派。《墨经》云：“景到，在午有端与景长，说在端。”《经说》云：“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。”此处的“景”即指像，“景到”即是像倒。“光之人，煦若射”指的是光线像射出的箭一样，是直线行进的。在二千四五百年前墨家就知道了这一几何光学中的重要原理，且做了明确的表述，确是很了不起。此处的“端”即为小孔。由于光线是直线行进的，因此人所反射的光线经过小孔以后，头部的光线射到屏幕的下边，足部的光线射到屏幕的上边，结果就成了人的倒像。墨家的理论在其后相当长的时间里没有得到传播。北宋沈括对小孔成像做了浅显的解释。他在《梦溪笔谈》中说：“若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗隙所束，则影遂与鸢相连，鸢东而影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗隙所束，亦皆倒垂，与阳燧一也。”阳燧即凹面镜，所以成倒像，是由于焦点的缘故，此焦点与小孔的作用相似，沈括把此二者联系起来，认识是深刻的。到了元代赵友钦又进一步做了较大规模的小孔成像实验。

又称“针孔成像”。因光的直线传播，而使物体通过小孔在另侧成倒立实像的现象。在古齐鲁文化典籍中有世界上最早的关于小孔成像的记载。公元前4世纪，墨家做了世界上最早的小孔成像实验。室外的人，由日光照射，光线在经过墙上小孔后，可在室内壁上成倒立的人像。人之远近与像之大小有关。在《墨经》中并对此正确地做出了解释：“足蔽下光，故成景于上;首蔽上光;故成景于下。”即：由于光线直线传播，使足光射向上，头光射向下;在小孔处交叉为一点。这是世界上关于光的直线传播的最早记载。