Hola, GaussTek.
A ver si te lo explico sin liarme mucho. En pag2.html pones:
<body onload="ventana=window.open('Vent2.html','ejemplo' )">
Añadele los atributos del pop-up, yo no los he puesto para que se vea más claro.
Las imágenes pequeñas quedarías de esta forma:
Código PHP:
<img id="im" src="imagen1.gif"
onmouseover="ventana=window.open('Vent2.html','ejemplo');ventana.document.getElementById('im').src='imagengrande.gif'">
Y finalmente en Vent2 pones la imágen así:
<img id="im" src="imagengrande.gif">
Espero que te sirva. Saludos,