Решение

Явление увеличения изображения при наблюдении через крошечное отверстие объясняется геометрией хода лучей и ограничением светового потока.

Когда свет от объекта проходит через малое отверстие, он создает перевёрнутое изображение на сетчатке глаза (или на экране). Это явление известно как камера-обскура.

Чем меньше отверстие, тем чётче изображение (но тем оно темнее). Уменьшается количество лучей, вызывающих размытие (меньше «перекрещивания» лучей от разных точек объекта). Также устраняются аберрации (искажения), характерные для линз.

Увеличение происходит из-за соотношения расстояний между объектом, отверстием и глазом:

d — расстояние от объекта до отверстия, f — расстояние от отверстия до глаза (или экрана).

Увеличение ≈ f/d.

Чем ближе объект к отверстию (d мало) и дальше отверстие от глаза (f велико), тем больше увеличение.

Глаз также работает как дополнительная линза, фокусируя свет, прошедший через отверстие. Из-за малого размера отверстия глубина резкости увеличивается, и глаз может чётко видеть объекты, которые в обычных условиях были бы размыты (например, очень близкие предметы). Мозг автоматически интерпретирует увеличенное перевёрнутое изображение как «крупное».

В слишком большом отверстии изображение становится размытым, так как лучи от каждой точки объекта попадают на сетчатку в виде пятна.

Линза создаёт увеличение за счёт преломления света, но вносит искажения, а отверстие даёт увеличение без искажений, но с меньшей яркостью.