小孔成像原理的深度分析

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1、关于小孔成像原理的深度分析图壹如图所示，红线或蓝线都代表着来自右边被成像物的光线。这光线在左边的屏幕上形成光点a或光点b。a点只会接收右边cd这个范围内来的光线，且其强度是cd这个范围内的光线强度的平均（因为cd上任意一点的光线都会到达a）；同样道理，b点只会接收ef这个范围内来的光线，且其强度是ef这个范围内的光线强度的平均（因为ef上任意一点的光线都会到达b）。所以，大孔是用cd这么大的区域来扫描被成像物成像的，小孔是用ef这么小的区域来扫描被成像物成像的。由于cd要远大于ef，所以小孔成像的分辨率就会比大孔高。显然，如果孔的大小不变，像距

2、（像到小孔的距离）不变，而物距增加，那么成像的分辨率就会下降（因为这会导致用更大的区域来扫描被成像物），相反则分辨率上升。如果孔的大小不变，物距不变，而像距增加，那么成像的分辨率就会上升（因为这会导致用更小的区域来扫描被成像物），相反则分辨率会下降。所以，当屏幕距离小孔十分近的时候，我们就会在屏幕上看到一个光斑，这是因为分辨率太低的结果。图贰上图就是阳光透过窗户在地面上所形成的光斑。由于窗户孔比较大，像距又比较小，所以只能形成太阳的光斑，而不能成太阳的像。不过，大小事相对的，在上述条件下，如果像距比较大，这么大的孔也不是不可以成太阳的像的。设小

3、孔的直径为φ，物距为U，像距为V，屏幕上的点所对应的被成像物的范围为W，则W=φ(U/V+1)地球距离月亮的距离是38万公里，假设我们的像距是1米，小孔的直径是0.01毫米，如果没有计算错误的话，这个小孔对月亮成像的时候，将以3800米的范围来扫描月亮。所以其比3800/2米小的细节就难以成像清楚了（原因是孔的大小及像距的限制导致分辨率不够了）。小孔成像公式：图叁如上图所示，小孔成像的公式为：UX(WX)VW在许多情形下，虽然经过计算，理论上可以成像，但由于光线不是足够的强，所以未必可以观察到所成的像，像被其他的像掩盖了。比如说，一个很

4、小的孔成的像就会被临近的一个比较大的孔成的像掩盖，因为大孔成的像比较强，而小孔成的像比较弱。观察不到，未必就不存在。而上述小孔成像的公式是对无论是观察的到还是观察不到的像都有效的。小孔成像实验：略，以后再补充吧。