古人怎樣認識光影世界?

古人怎樣認識光影世界?

墨家是春秋戰國時期科學成就最大的學派,他們的著作《墨經》以連續八條文字記載了光學問題。它們依次為:影的定義及影子生成的道理;光線與影的關係;光直線行進的性質;光反射特性;從物體與光源的相對位置來確定影子的大小;平面鏡反射成像;凹面鏡反射成像;凸面鏡反射成像。這八條文字是墨家從事光學實驗、進行精密觀察的忠實記錄,雖然字數不多,但條理清晰,邏輯嚴謹,可稱得上是二千多年前世界上偉大的光學著作。

《墨經》之後,沈括對推進光學的發展也作出許多貢獻。沈括是宋代偉大的科學家,撰有科學巨著《夢溪筆談》。沈括進一步發展了《墨經》關於平面鏡、凹面鏡和凸面鏡成像的知識。在比較平面鏡、凹面鏡和凸面鏡成像規律時,沈括解釋了照臉用的小鏡為何要使其鏡面微凸的原因。關於凹面鏡成像,沈括不僅重做了墨家做過的實驗,而且還第一次明確地指出焦點所在。他說:「陽燧面窪,向日照之,光皆聚向內。離鏡一二寸,光聚為一點,大如麻菽,着物則火發。」(《夢溪筆談》卷三)在這裏,沈括清楚地論述了他所用的凹面鏡的焦距長度和焦點大小。

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