在中国科技馆东大厅，有一件叫做“机械旋律”的大展项，上面密布各类机械部件和装置。其中有一个圆形的机械装置，它是这样的：
不少小伙伴都能认出来，这是一个放大了的照相机光圈，能够随着摄影者的操作改变孔径大小。那么，为什么照相机需要配备可调节的光圈呢？
其一，是为了改变进入镜头的光线多少：环境太亮，就把光圈调小一点；环境太暗，就把光圈调大一点。
其二，是为了改变照片的景深效果。景深，通俗地说，就是能把多远距离内的人或物拍清晰。光圈小，景深就深，远近的人或物体都很清晰；光圈大，景深就浅，远处的背景会很模糊，近处的人或物更清晰突出。
光圈与景深（摄于中国科技馆）
第一条可能很好理解，第二条可能就不太好理解了，为什么光圈大小会影响景深呢？接下来，小编将借助一个简单的实验，告诉大家其中的原理。
一、实验步骤：
1．准备一张硬纸板，用圆珠笔尖在硬纸板一端的中央处钻一个孔，直径约1～2毫米。
2.闭上一只眼睛，只用另一只眼睛盯着一件稍远处的物体，调节与这个物体的远近，直到这个物体刚刚开始变得模糊。
3.把带小孔的纸板放在睁着的眼睛前方，透过上面的小孔看过去，你会发现，远处模糊不清的物体变得清晰了。
二、原理揭秘：
我们看物体时，物体上每一点发出的光或反射的光都会从各个方向进入我们的眼睛，经过眼睛中的晶状体折射，在视网膜上重新汇聚成一点（如原理图1）。当我们离物体太远时，晶状体不能让物体发出的光或反射的光准确汇聚到视网膜上，只能在视网膜上留下一个大光斑，从而使图像模糊不清（如原理图2）；此时，我们透过小孔看物体，由于只有朝小孔方向的光能穿透过来，所以在视网膜上留下的光斑就变小了，远处模糊的物体也就重新变得清晰了（如原理图3）。
原理图1：平时能看清物体时（图片由李博绘制）
原理图2：眼睛距离物体过远时（图片由李博绘制）
原理图3：透过小孔看远处的物体时（图片由李博绘制）
在这个实验里，视网膜就相当于照相机的感光元件，直接用眼睛看物体，相当于把照相机的光圈调大；透过纸板小孔看物体，相当于把照相机的光圈调小。当光圈变小时，较远的人和物体都可以很清晰，这样就实现了景深较深的效果；反之，当光圈变大时，只有适当距离的人或物体是清晰的，远处的背景相对模糊，从而实现了景深较浅的效果。
其实，用实验里这种方法，不仅在看稍远处物体时可以更清晰，看太近的物体同样可以更清晰，感兴趣的小伙伴可以自己想一想其中的原理。
最后，还要强调一点，“光圈改变景深”和“小孔成像”虽然都跟“小孔”有关，但二者从原理到现象都截然不同。中国科技馆里也有跟小孔成像有关的展项，小伙伴们不妨找一找，去对比一下两者的区别吧。
中国科学技术馆展览教育中心李博供稿
