小孔成像裝置(光沿直線傳播) Pinhole imaging experiment (light travels in straight lines)

用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會形成物的倒像,這現象叫小孔成像。前後移動中間的板,屏幕上像的大小也會隨之發生變化,這種現象說明了光沿直線傳播的性質。

Compare
貨號: LH22 分類:

描述

小孔成像,大約兩千四五百年以前,我國的學者—-墨翟(墨子)和他的學生,做了世界上第一個小孔成倒像的實驗,解釋了小孔成倒像的原因,指出了光的直線進行的性質。這是對光直線傳播的第一次科學解釋。

用一個帶有小孔的板遮擋在牆體與物之間,牆體上就會形成物的倒影,我們把這樣的現象叫小孔成像。前後移動中間的板,牆體上像的大小也會隨之發生變化,這種現象說明了光沿直線傳播的性質。

小型,適合學生使用

小孔直徑大約1-3毫米

小孔成像原理是光沿直線傳播,照相機成像原理是光的折射。 但二者都能得到倒立、縮小的實像。

 

世界上第一個小孔成倒像的實驗

大約兩千四五百年以前,我國的學者—-墨翟(墨子)和他的學生,做了世界上第一個小孔成倒像的實驗。《墨經》中這樣紀錄了小孔成像:

“景到,在午有端,與景長。說在端。”

“景。光之人,煦若射,下者之人也高;高者之人也下。足蔽下光,故成景於上;首蔽上光,故成景於下。在遠近有端,與於光,故景庫內也。”

這裏的“到”古文通“倒”,即倒立的意思。“午”指兩束光線正中交叉的意思。“端”在古漢語中有“終極”,“微點”的意思。“在午有端”指光線的交叉點,即針孔。物體的投影之所以會出現倒像,是因為光線為直線傳播,在針孔的地方,不同方向射來的光束互相交叉而形成倒影。“與”指針孔的位置與投影大小的關係而言。“光之人,煦若射”是一句很形象的比喻。“煦”即照射,照射在人身上的光線,就像射箭一樣。“下者之人也高;高者之人也下”是說照射在人上部的光線,則成像於下部;而照射在人下部的光線,則成像於上部。於是,直立的人通過針孔成像,投影便成為倒立的。“庫”指暗盒內部而言。“遠近有端,與於光”,指出物體反射的光與影像的大小同針孔距離的關係。物距越遠,像越小;物距越近,像越大。

《墨經》在兩千多年前關於小孔成像的描述,與今天的照相光學所講的是完全吻合的。