第四章 中国古代光学VIP免费

第四章中国古代的光学第一节光的直线传播一、《墨经》中的论述1、针孔成像：“景到，在午有端，与景长，说在端。”“景光之人，熙若射。下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。在远近有端与於光，故景库内也。”光之人，熙若射。下者之人也高，高者之人也下。2、成影：A:影与物体的关系“景不徙，说在改为。”“景光至景亡，若在，尽古息。”B:“光肥影瘦”“景二，说在重。”“景二光夹一光，一光者，景也。”本影半影双光源照物C:影与光源、物的关系“景之大小，说在杝正、远近。”“景木杝，景短大；木正，景长小。光小于木，则景大于木；光大于木，非独小也，远近。”二、《梦溪笔谈》中的论述《梦溪笔谈》卷三“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影席，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂。”“本末相格，迭成摇橹之势。故举手则影愈下，下手则影愈上，此其可见。”三、“小罅光景”实验赵友钦和他的《革象新书---小罅光景》1、实验原理“室有小罅，虽不皆圆，而罅景所射未有不圆。及至日食，则罅景亦如所食分数。罅虽宽窄不同，景则周径相等，但宽者浓而窄者淡。若以物障其所射之处，迎夺其景于所障物上，则此景较狭而加浓。小孔随光之形“凡大罅有景必随其罅之方圆、长短、光斜而不别，乃因罅大而可容日月之体，是以随日月之形而皆圆，及其缺则缺。”“罅渐窄，则景渐淡；景渐远，则周径渐广而愈加淡。大罅之景渐远，亦渐广，然不见其浓，此则浓淡别也。”大孔随空之象照度与光源、孔、物距、像距、有关2、实验装置像屏八尺井四尺井3、实验步骤A:光源、小孔、像屏距离不变时比较孔的大小对像的影响“窍宽者所容之光较多，乃千景皆广而垒砌稠密，所以浓；窍窄者所容之光较少，乃千景皆狭而垒砌稀薄，所以淡；B:利用小孔成像模拟日月食C:改变相距，观察像的变化------像距小则像小而照度大；像距大则像大而照度小。“烛光斜射愈远，则所至愈偏，……所以愈偏则周径愈广。景之周径虽广，烛之火焰不增，如是则千景展开而重叠者薄，所以愈广则愈淡，亦如水多则味减也。”D:改变物距，观察像的变化“窍既远于烛，景则敛而狭。”“窍与烛相远，则斜射之光歙而稍直，光皆歙直，则景不得不狭。……景狭则色当浓，烛远则光必薄，是以难于加浓也。E：改变孔的大小和形状……小孔随光之形，大孔随空之象。“原尖小窍之千景，是乎鱼鳞相依，周遍布置；大罅之景千数，比于沓纸重叠不散，张张无参差。大则总是一阱之景，似无千烛之分；小则不睹一阱之全，碎砌千烛之景。是故小景随光之形，大景随空之象，断乎无可疑者。”4、实验结论：“凡景近窍则狭，景远窍则广。烛远窍者景亦狭，烛近窍者景亦广。景广则淡，景狭则浓。烛虽近而光衰者，景亦淡，烛虽远而光盛者，景亦浓。由是察之，烛也、光也、窍也、景也，四者消长胜负所当论者。”第二节光的反射思想一、平面镜成像1、镜子的起源与发展鋻A:以水为镜：B：以青铜为镜：C:以玻璃为镜：監鑑2、《墨经》中的成像研究《经下21》：“临鉴而立，景到。多而若少，说在寡区。”《经说下21》：“临正鉴，景寡。貌态、黑白、远近、杝正，异于光。鉴当，景俱。就、去，亦当俱，俱用背。鉴者之臬，於鉴无所不鉴。景之臬无数，而必过正。故同处其体俱，然鉴分。”个数n=360/ø-1《经下19》：“景迎日，说在转。”《经说下19》：“景日之光反烛人，则景在人与日之间。”3、潜望镜《淮南万毕术》“高悬大镜，坐见四邻。”东汉高诱注：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣。”4、透光镜王度《古镜记》“……承日照之，则背上文画，墨入影内，纤毫无失。”制造原理：“近世有透光镜，鉴背有铭文，凡二十字。字极古，莫能读。以鉴承日光，则背文及二十字毕透于屋壁上，了了分明。”A:“人有原其理，以谓铸时薄处先冷，唯背文上差厚，后冷而铜缩多，文虽在背，而鉴面隐然有迹，所以于光中现。予观之理诚如是。”……《梦溪笔谈》“……复以稍浊之铜，填补铸入，削平镜面，加铅其上，向日射影，光随铜之清浊分明暗也。”B:元朝吾丘衍《闲居录》二...