1. 小孔的魅力与模糊界限</
小孔成像，这个古老的光学现象，常被用于基础教育中，但你是否曾深入思考过小孔的尺寸是如何影响成像质量的？正如图1所示，当光线穿过小孔，点光源A在小孔后方形成倒立的像A'，这是基于光沿直线传播的基本原理。然而，小孔并非理想点，它的尺寸对图像清晰度有着微妙的影响。
2. 孔径大小与成像模糊</
小孔的尺寸越大，光在通过时的扩散效应就越明显，导致成像区域的点对点成像关系变得模糊。如图1中红色虚线所示，小孔边缘的光束在A'点附近形成一个范围，而非理想的单一点。当孔径大到一定程度，图像的清晰度将显著下降，最终趋向于完全模糊。
3. 理想与极限：光子尺度的小孔</
那么，如果我们将小孔缩小到光子尺寸呢？理论上，一个光子大小的孔将使A点的光集中于A'点，但现实是，当孔径极小，光的波动特性开始显现。此时，惠更斯原理接手，将光视作球面波，每个波前都等同于一个次级光源，而非简单的直线传播。
4. 惠更斯球形波面：波动的决定性力量</
根据惠更斯原理，介质中每个位置的波动状态是由其周围的波动共同决定的。即使只有一个子波通过小孔，它仍会作为新的球面波中心，传播时保持一定的尺寸，而非理想化的A'。图3揭示了这一微小孔径下的成像特点，即使在极端情况下，图像的清晰度也并非消失，而是被波动的特性所塑造。