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小孔成像是光学中的一个基本现象。当物体发出的光线通过一个很小的孔洞时，会在孔后的屏幕上形成物体的倒立实像。这个现象完全基于光沿直线传播的基本原理。
光的直线传播是小孔成像的基础原理。物体上的每一点都会向各个方向发出光线，但只有沿直线通过小孔的光线才能到达屏幕形成像点。其他方向的光线会被小孔板阻挡，无法通过。
倒立实像的形成过程很容易理解。物体顶部发出的光线通过小孔后，沿直线传播到屏幕的底部。而物体底部发出的光线通过小孔后，到达屏幕的顶部。这样，原本在上方的部分在像中变成了下方，原本在下方的部分在像中变成了上方，形成了倒立的实像。
小孔成像中，像的大小是可以变化的。这取决于物体到小孔的距离和小孔到屏幕的距离。当物体靠近小孔时，形成的像会变大；当物体远离小孔时，形成的像会变小。同时，如果屏幕距离小孔越远，像也会越大。这个规律可以用相似三角形的原理来解释。
小孔成像原理在现实生活中有许多重要应用。最著名的是针孔照相机，它是最早的照相设备，利用小孔成像原理在底片上记录图像。在天文学中，人们用小孔成像原理安全观测日食。古代的暗箱也是基于这个原理制作的绘画辅助工具。现代的光学仪器设计也离不开这个基本原理，它为人类理解光学和发展摄影技术奠定了基础。