小孔成像

两千多年前，我国的学者墨子和他的学生，做了世界上第一个小孔成像的实验。他的做法是，在一间黑暗的屋子里，一面墙上开一个小孔，小孔对面的墙上就会出现外面景物的倒像。

我们要重复这个实验，当然不需要专门造一间没有窗户的屋子，甚至不需要任何专门的器材，只要大多数家庭都有的材料，甚至是准备丢弃的废物就可以了。

下面我们一步一步地介绍，如何用随手可得的材料自制小孔成像装置。

先找一个小一点的纸盒，将其一端的盒盖剪掉。

我用的是一个袋装奶茶的纸盒，奶茶喝完准备扔掉的。当然你也可以用袋装咖啡的盒子，或其它什么的纸盒，体积大于4个香烟盒的都可以。

然后找一只塑料保鲜袋，就是超市里卖的那种装食品的保鲜袋，白色半透明的，用剪刀剪下一层塑料薄膜，蒙在纸盒的开口上，四周用透明胶带粘牢。

把纸盒的另一端用缝衣针扎个小孔。

再找一个略大一些的纸盒，同样用剪刀把一端的盒盖剪掉。

这次我用的是一个电子设备的包装盒，也可以用鞋盒、饼干盒等，只要你找的到的都行。

然后在大纸盒的另一端，用小刀裁出一个与小纸盒截面等大的缺口。

我是把小纸盒的一端放在大纸盒上，用圆珠笔沿着小纸盒画出它的轮廓，再根据轮廓线在大纸盒上裁出这个缺口的。

把小纸盒粘贴保鲜袋的那一端从缺口塞进大纸盒里，带小孔的那一端露在外面，再在小孔正前方放置一支燃烧的蜡烛，这个小孔成像装置就完成了！

下面是这个自制装置的原理图。

物体经过小纸盒上的小孔，在半透明的保鲜袋做成的屏幕上形成一个倒像，从大纸盒的开口端看进去，就能够观察到这个倒像。

小纸盒相当于墨子实验里的黑暗的房间，因为我们没法钻进去观察经过小孔成的像，所以就必须找一个半透明的屏幕，使得在它上面成的像可以从后面观察到。

从另一个角度观察我们自制的小孔成像装置。注意我把纸盒上的缝隙用黑色的胶带封住了，纸盒越不透光，实验现象就越好。

这是从大纸盒的开口端观察到的，在半透明屏幕上形成的蜡烛火焰的倒像。使蜡烛的火焰正对着小孔，调节二者之间的距离，直到形成大小合适的倒像为止。

我上学的时候学习这个实验，总是有一个疑问：为什么小孔总要对着蜡烛的火焰，而对着同学的脑袋就不行呢？

原因在于，小孔前面的物体发出的光，只有很少量的能够通过小孔到达屏幕，因此在屏幕上形成的倒像非常微弱，以至于在正常光照条件下很难用肉眼观察到。

要得到好的实验效果可以采取两个措施。一、增大小孔前面物体的亮度，这是我们喜欢用明亮的蜡烛火焰的原因；二、尽量在黑暗的环境下观察，大小两个纸盒子都是为了隔绝外界光线的干扰，取得尽量好的实验效果。

晚上关掉家里所有的灯，在黑暗的环境下，利用这个自制的小孔成像实验装置，可以取得非常满意的效果。在你使用的纸盒绝对不透光的情形下，白天用毛毯蒙住自己的头和大纸盒，试着把小孔对准同学的脑袋，没准你真能看到屏幕上出现同学脑袋的倒像！