1、小孔成像小孔成像是初中课本中一个重要的物理实验,该实验最早见于《墨经》:“景到,在午有端与景长,说在端
”“景:光之人,煦若射
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,在远近有端与于光,故景库内也
”意思是:景像倒立,在于光线交错处有一点状小孔,同时,影像与物体有一定长度(距离)
因为点状小孔极小
影像:光线照到人身上,象箭射入小孔一样
照到人的最下部位反射而成人的最高部位,照到人的最高部位反射而成人的最下部位
人足在下遮蔽着下光,所以脚的影像映在壁的上方;人头在上遮蔽着上光,所以头的影像映在壁的下方
由于在物体的远处或近处有一点状小孔和物体被光线直线所射,所以影像倒立在窟孔里面的壁上
小孔成像实验记载还有许多,北宋沈括在解释“阳燧照物皆倒”时就涉及到小孔成像的问题:“若鸢飞空中,其影随鸢而移,或中间为窗隙所束,则影与鸢相违:鸢东则影西,鸢西则影东
”宋末元初的赵友钦还以楼房为光学实验室进行过专门研究
元代郭守敬发明的“仰仪”和“景符”也运用了小孔成像原理
值得指出的是,上面叙述只限于“倒像”,直代清代,郑复光才指出影屏上还能形成正像(光斑)的事实
2、悬镜照邻《淮南万毕术》云:“高悬大镜,坐见四邻
”高诱注曰;“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣
”我们清楚,静止的水面是光的良好反射面,还在原始社会,人类就已注意到平静湖面中的倒影(像)
早在殷商时代,我国就已有人利用静止的盘水作为照像器具,这种器具叫“水鉴”,即后来所说的“水镜”
在悬镜照邻实验中,水盆的作用是把从大镜反射到水盆水面的光线再反射给人眼,使人能看到宅内看不见的宅外景像
很明显,水盆与大镜的组合,已构成实验装置———潜望镜
中学课本中的潜望镜,通常是把两面玻璃镜成45°角安装在“Z”形曲管的转弯处,而上述潜望镜则没有“Z”形曲管,所以人们把它叫做开管潜望镜,它是潜望镜的鼻