핀홀을 이용하여 상이 생기는 구조

판지에 1센티미터 정도의 별 모양의 구멍을 뚫고, 천장에 달린 형광등에서 나오는 빛으로 판지의 그림자를 만들면, 어떤 모양의 그림자가 생기는지 확인해 봅시다. 구멍을 뚫은 부분이 밝은 별 모양을 한 판지의 그림자가 생길까요? 실제로 해보면, 그림자의 구멍 부분은 별 모양을 하고 있지 않고, 거기에 형광등의 모습이 비추어집니다. 구멍의 형태가 원형이든, 삼각형이든, 혹은 사각형이라도 구멍의 모양과는 관계없이 형광등의 모습이 비쳐집니다. 만약 형광등이 원형 타입인 것이라면 원형 모양의 형광등의 모습이 비추어집니다. 이렇게 비추어진 물체의 모습을 상이라고 합니다. 이 상은 거울에 보이는 물체의 허상과는 달리, 거기에 실제로 온 빛으로 만들어지는 실상입니다. 광원이나 물체의 1점에서 나오는 빛은 사방팔방으로 퍼져 진행됩니다. 핀홀을 이용하면 물체의 한 점에서 나와 퍼져 나가는 빛의 대부분은 차단되지만, 핀홀을 통과할 수 있었던 빛이 스크린에 물체의 상을 만듭니다. 핀홀로 생기는 상은 원래의 물체와 상하 좌우가 반전한 도립상이 됩니다. 이것은 빛이 직진하기 때문입니다. 

그림과 같이 물체의 ABXY에서 나와 핀홀을 향하는 빛은 핀홀을 통과한 후 A'B'X'Y'쪽으로 진행합니다. 즉, 핀홀에서 빛이 교차하기 때문에 상하 좌우가 반전한 상이 생기게 됩니다. 핀홀 현상을 이용한 카메라가 바로 카메라 옵스쿠라, 즉 핀홀 카메라입니다. 핀홀과 마찬가지로 거울을 이용해서 스크린에 이미지를 만들 수도 있습니다. 태양광을 거울로 반사시켜 스크린에 비추었을 때, 거울과 스크린의 거리가 짧으면 거울의 형태를 한 밝은 빛이 비치는 것 입니다만, 거리가 멀어지면 사진과 같이 태양의 상이 비쳐집니다. 핀홀은 빛을 통과시켜 상을 만들지만 거울은 빛의 진행 방향을 반전시켜 상을 만듭니다.