一、黑屋子里的怪事 晴天，把一间屋子的窗户用硬纸板糊严实，只在纸板正中扎一个圆珠笔芯粗细的小孔。等眼睛适应了黑暗，你会看到一件怪事：对面的墙上出现了一幅彩色「电影」——院子里的树、墙外的电线、走过的行人，全都清清楚楚地印在墙上，而且是头朝下的。这就是两千多年前《墨经》里就记载过的「小孔成像」，也是人类最早掌握的成像原理之一。
二、为什么像是倒的：光会「直着走」 理解这件事只需要记住一句话：光在同一种均匀介质中沿直线传播，不会自己拐弯。 我们在院子里的一棵树上取两个点：树梢叫 A 点，树根叫 B 点。 1. A 点向上、向下、向四面八方发出光，其中只有很少几条能穿过小孔，穿过去之后继续直着走，落在墙上位置偏低的地方； 2. B 点的光穿过小孔后，落在墙上位置偏高的地方； 3. 树上其他各点的光也照同样的规矩，各自在孔后「交叉」一次，于是墙上的图像上下颠倒、左右也颠倒，颜色却和实物一致。 所以小孔成像严格来说把物体旋转了 180°，并不是「只颠倒上下」。很多人觉得只颠倒了上下，那是因为把光屏从背面看了一次造成的错觉。
两个必须记住的结论： 第一，小孔成的是实像。实像由真实光线会聚而成，可以用光屏接住，能被人看见、拍下来；而平面镜里的像是虚像，光线并没有真的到镜子后面去，只是我们的眼睛「以为」它在那儿。 第二，像的大小可以算：像高 ÷ 物高 = 像到孔的距离 ÷ 物到孔的距离。孔离墙越近，像越小越亮；孔离墙越远，像越大越暗。这一点用起来非常方便。
三、同一个道理，三件天天见的事 1. 影子。手挡住光，光不会绕过去，地面就出现手的影子。影子边缘有点虚，是因为太阳不是「点光源」，而是一个有一定大小的发光体，每个部分各投一个影子，叠在一起就模糊了。 2. 日食与月食。月球转到太阳和地球之间，把照向地球的太阳光挡住，部分地区就看到日食；地球挡住照向月球的阳光，月球进入地球的影子，就是月食。成因全都建立在「光沿直线传播」上。 3. 排队与瞄准。「向右看齐」、激光测距、射击瞄准，用的都是「三点成一线」的同一思路。
四、一道例题（附解析） 题目：一个高 30 厘米的玩偶站在离小孔 20 厘米处，光屏离小孔 60 厘米，求光屏上像的高度。 解析：先写公式，像高 ÷ 物高 = 像距 ÷ 物距 = 60 ÷ 20 = 3（倍）。再把物高乘上去：30 × 3 = 90 厘米。 答：像高 90 厘米，是实物高度的 3 倍。 再想一步：如果把光屏往后移到离小孔 90 厘米处，放大倍数变成 90 ÷ 20 = 4.5 倍，像高就是 135 厘米——像变大了，但同样的光摊在更大的面积上，所以像会变暗。
五、动手做：三个小实验 实验一，卡片小孔看灯丝。在硬卡纸中央扎一个不到 1 毫米的小孔，对着亮着的白炽灯泡或手机手电筒，在卡纸后面 30 厘米处放一张白纸，你会看到灯泡灯丝的形状，而且是倒过来的。 实验二，易拉罐投影仪。把易拉罐底部中央扎一个约 1 毫米的小孔，罐口蒙上半透明纸，用黑布把罐身包住，把小孔对准窗外的树或路灯，半透明纸上就出现了缩小的倒像。 实验三，树荫下的光斑。晴天中午，杨树、梧桐树下的地上常常有一片片圆形的亮斑，它不是叶子的影子，而是太阳穿过叶缝（天然小孔）在地面上成的像，所以是圆的。如果碰上日偏食，这些圆斑会变成一个个小月牙——这是小孔成像最漂亮的一次「现场证明」。
六、常见误区三条 误区一：「孔大一点也能成像」。孔一大，物点发出的光不再只是一条细线穿过，而是形成一片光斑，许多光斑相互重叠，像就被糊成一团亮光，最后只剩下孔自身的形状。所以大孔只能「透光」，不能成像。 误区二：「小孔成像是光的反射」。错。它靠的是光的直线传播，不需要反射面，把室内涂黑反而更清楚。 误区三：「小孔成像和放大镜原理一样」。不一样。小孔是「直线穿过」，凸透镜是「折射会聚」，后面学透镜时会专门对比。
七、练习 1. 判断题：小孔成的像能被光屏接收，所以它是实像。（答案：对。） 2. 计算题：物高 10 厘米，物距 15 厘米，光屏距小孔 45 厘米，像高是多少？（答案：10 × 45 ÷ 15 = 30 厘米。） 3. 解释题：白天树荫下为什么会出现圆形光斑？（答案：树叶间的小孔相当于许多小孔，地面光斑是太阳的像，太阳是圆的，所以像是圆的。） 4. 思考题：日偏食时，树荫下的圆形光斑为什么变成月牙形？（答案：太阳被遮挡后形状变成月牙，地面的光斑就是太阳的形状，自然也变成月牙。） 5. 拓展题：想用小孔成像把 5 厘米高的物体放大到 20 厘米，物距已经确定为 10 厘米，光屏该放在多远的地方？（答案：放大 4 倍，像距 = 4 × 10 = 40 厘米。）
八、一句话总结 小孔成像不神奇，它只是老老实实地告诉了我们一件事：光走直线，所以我们才看得清这个世界——也正因为它走直线，才有了影子、日食和树荫下那些小小的太阳。