为什么小孔成象是光的直线传播造成的

由于光是沿直线传播的，所以物点和像点一一对应的关系。看起来小孔成像里面的景物是倒置的。
影、像、光斑是人们籍以说明光的直进性的重要事实。三者同出一源，经不同的控制，演化成不同的光学图景。

我们知道，光束在直进过程中若遇不透光遮蔽物，便形成影。影之可被观察，是借助于明暗对比。光斑的形成与影成一种置换对称。如图1，S为点光源。若S前方AB部分不透光，在其后因光不能到达而形成锥形暗区；若S前方仅AB为一透光的窗口，则其后将形成锥形亮区，用一足够大的光屏横截锥形区域，前者在屏上投下黑影，后者则形成光斑，有如照片、底片的颠倒黑白，影与光斑也恰好亮暗相反，两者的显现均有赖于局部与环境的明暗反差。

光束经反射或折射，只要仍保持为单心光束——发散光束或会聚光束，便可得到像。来自发光物体上各点的光束经光具作用，若成会聚光束，则会聚点即物点的实像；若经光具作用成发散光束，则光束反向延长后的交点即物点的虚像。对应于一定位置的物点，理想像的像点位置是唯一的，所有像点的集合构成发光物体的像。将屏置于会聚光束群的成像位置，可拉收到清晰的实像，像的形状取决于物体。而在光束群的其它位置，光屏上会有轮廓不明的图样，那是光斑，其形状取决于光束群的形状、边界及交叠情况。可见，从光斑到实像有一个质的突变。

现在我们来看小孔对光的控制作用。如图2，在暗室朝阳的竖直墙上开一矩形窗口，当太阳光射入窗口，相对的墙面上就出现一个矩形的亮区，形似窗口，这是我们司空见惯的情景。如若使窗口尺寸逐渐减小，墙上的亮区会随之边界模糊、失去棱角。当窗口极小而成其为方孔时，墙面上将出现一个圆形的亮块——与太阳成相似形，这便是小孔成像，与阳光透过浓荫在地面上撒下亮圆斑同出一辙。同一个太阳为什么引起形状迥异的图形呢？试设想太阳表面上一光点，从该点射到窗口的光进入暗室后，成一棱柱形光束，故在墙面上成一矩形光斑。从太阳表面各点发出的光经窗口进入暗室后，将各形成一棱柱形光束，并在墙上形成一矩形光斑。由于墙到窗口的距离与窗口尺寸的大小相比并不大，且太阳光几近平行光，这无数矩形光斑便非常靠拢地交叠重合，其结果是一个与窗口形状相似的亮斑。然而，当阳光经过小孔时，上述太阳上各点发出的光经小孔进入暗室后所成的棱柱形光束极其细小，在墙上引起极小的矩形斑点，这些小亮斑虽互