光影游戲

大晴天走在樹陰下時，你有沒有注意過地上斑駁的光影？如果你細(xì)心看過，就會發(fā)現(xiàn)那些光斑幾乎都是圓形的，就像灑落一地的晶瑩的玻璃球，或大或小，或深或淺，煞是好看。

作家雷抒雁曾在《陽光》一文中生動地寫道：可以通過綠色的葉子和黑色的枝干，看到太陽的羽毛，那些明亮的羽毛是那樣富麗堂皇，雍容華貴。那是力量的輻射物，正因為如此，才能穿透密密的葉的禁錮，才能照徹深深的樹的峽谷。那光，亮閃閃，如同水從樹頂上澆瀉下來。

可是同學(xué)們想過沒有：樹葉枝丫明顯是不規(guī)則形狀的，為何地面上的光斑卻是圓形的？

這個現(xiàn)象就是小孔成像原理在自然界最典型的呈現(xiàn)。在自然科學(xué)課上，老師會告訴我們：用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間，屏幕上就會形成物的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。

在小孔成像中，屏幕上形成的影像形狀與小孔形狀無關(guān)，與發(fā)光物體有關(guān)。因為太陽是圓的，所以它透過樹葉縫隙落到地上的像也是圓的。

不可思議的是，這么偉大的科學(xué)原理，在大約兩千五百年前，就被我們的祖先發(fā)現(xiàn)了。

墨家的創(chuàng)始人墨子是我國春秋戰(zhàn)國時期卓越的思想家、教育家、軍事家、社會活動家，同時他還是一位杰出的科學(xué)家，在《墨子》一書的《墨經(jīng)》部分，有諸多內(nèi)容涉及物理、幾何等學(xué)科，其中就有關(guān)于小孔成像的記載：

“景到，在午有端，與景長，說在端。”“景光之人照若射，下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故成景于上，首敝上光，故成景于下?！?/p>

“到”古文通“倒”，“在午有端”指光線的交叉點，即小孔。“與”指小孔的位置到投影的距離。光線像箭一樣直線傳播，從下方來的光線通過小孔成像于上方，從上方來的光線成像于下方。

利用小孔成像的原理，在有日食的時候，我們可以做個簡單有趣的觀測游戲：

在一張不透光的厚紙上，用針扎一些直徑小于1毫米的小孔，對向太陽，在厚紙的后面，用一張白紙作“屏幕”（用手也可以），就可以在“屏幕”上看到許多太陽像了。