小孔成像，大約兩千四五百年以前，中國的學者—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。

1、小孔成像的條件是什麼？

概括地說，小孔或清晰的像要具備3個條件。第一，小孔的線度要遠大於光的波長，人們早先在使用針孔照相機時發現，當小孔很小時，像變得模糊不清。後來人們研究發現，這是由於光出現了衍射的緣故，當小孔的線度小到與光的波長可比擬時，透過小孔的光將不再直進，而是要發生衍射，這時的光學現象顯然已經超出了小孔成像的範圍。第二，小孔的線度要遠小於物體的幾何尺寸。當小孔太大時，光班重疊變得非常明顯，像已經變得完全失真，這時在光屏上呈現的是小孔周圍擋光部分的影子。這裡我們應該注意到，在小孔能夠保證光的直進性的前提下，也並不是孔越小越好，孔太小會使透過小孔的光線太弱，因而成的像太暗，使我們無法看清像。第三，小孔成像要有光屏存在，只有利用像斑在光屏上的漫反射，我們才能看到物體成的像。

2、小孔成像的機制是什麼？

一個物體可看作是由無數個物點組成的，每一個物點即一個發光點。理想情況下，由於光的直線傳播，各發光點發出的光線經過小孔後在光屏上形成了一個個光點。由幾何學知，發光點與落在光屏上的光點關於小孔中心一一對稱，因此透過小孔後的光點截面圖案與物體也成中心對稱。又由於光本身由物點發出，攜帶了物點的特徵，如形狀、顏色、光潔度等，因此光點亦即像點，光點截面圖案亦即物體的像。再利用像在光屏上的漫反射，我們就看到了小孔成的像，這就是小孔成像的機制。

實際上，由於小孔有一定的幾何尺寸，並非幾何點，所以物點發出的光線經過小孔後就形成了擴散的光束，落在光屏上就變成了光斑（像斑）而不是光點。光斑間發生相互重疊，就產生了像的失真。孔越大，光斑越大，光斑間重疊越明顯，像失真越嚴重。因此，物點經小孔後成的像總存在著失真，而且失真度主要取決於小孔的相對孔徑的大小。