中國是有幾千年歷史的文明古國,有豐富的文化遺產(chǎn)。古代科學(xué)家對
光學(xué)基本規(guī)律已產(chǎn)生了濃厚的興趣,早在公元前五世紀(jì)中葉,先秦墨家學(xué)派興起,就開始對大自然中一些光學(xué)基本現(xiàn)象進行了研究。
IS[&V&.n QZO9CLX 8k 墨經(jīng)光學(xué)八條
^1jZwP;5eW D/<;9hw 墨翟(約公元前478年——前392年),是墨家學(xué)派的創(chuàng)始人。戰(zhàn)國時期的政治家、科學(xué)家。他和他的門徒根據(jù)古代勞動人民在實踐中認識到的光學(xué)知識,研究總結(jié)出八條帶規(guī)律性的經(jīng)驗,記錄在《墨經(jīng)》中,分條厘說,通稱“墨經(jīng)光學(xué)八條”,是《墨經(jīng)》中精粹部分之一。光學(xué)八條直接涉及到光學(xué)應(yīng)用中一些問題。
;R4qE$u2^ y7LT;`A 發(fā)光體照射物體形成影子,是大自然中最普通的現(xiàn)象,又是攝影師在藝術(shù)造型中饒有興趣的問題。《墨經(jīng)》中的光學(xué)論述,首先是以此開始的。
4/+P7.}ea- --'!5)U “光學(xué)八條”中的第一、第二條是:
c)Ep<W<r1 E==vk~cz 經(jīng):景徙。說在改為。
!Bqmw 3A)Ec/;~ 說:景光至,景亡。若在,盡,古息。(第一條)
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經(jīng):景二。說在重。
cfrvx^,2& -A3>+G3[ 說:景,二光,夾,一光。一光者景也。(第二條)
*0!IHr"fn >}|Vmy[/ 大意是說影子產(chǎn)生的原因。在光照到的地方,就沒有影子;如果有影子,那就是光被物體遮擋。進一步說,如果
光源、物體和承影面相對靜止,那么影子的位置也相對固定。當(dāng)兩個光源同時照射一個物體時,就產(chǎn)生了二個“半影”夾持著一個“本影”;一個光源照射時只有一個影子。這二條反映了古代人民對光學(xué)現(xiàn)象最樸素的認識。還有一條頗值得注意,它直接論述到針孔成像的原理。原文是:
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2 經(jīng):景到,在午有端;與景長,說在端。
S1Ql%Yk-( kE*OjywN 說:景光之人照若射,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。在遠近,有端與于光,故景庫內(nèi)也。(第三條)
Xx;4 r!WXD9# 這條大意是說,影子倒過來是因為光線在小孔處匯成光束所致,“午”是指光束相交之點,即針孔處。光線好象箭一樣直線傳播著,從下方來的光線通過小孔成象于上方,從上方來的光線成像于下方。經(jīng)說最后一句“在遠近有端于光”,近代學(xué)者多解釋為類似攝影光學(xué)中物距、像距的概念。“這可以說明現(xiàn)今照像者進退暗箱的理由”。
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E^X D8r=Vf 第五條論述的是關(guān)于光的強弱關(guān)系。結(jié)論是:發(fā)光體遠近決定光的強度。類似現(xiàn)代光度學(xué)概念。四、六兩條是解釋平面鏡反射現(xiàn)象。
B 4my u''~nSR3& 中國古代,冶煉技術(shù)十分發(fā)達。隨之而來的是銅鏡制造工藝,根據(jù)文字記載和考古的發(fā)現(xiàn),當(dāng)時的銅鏡不僅有平面鏡,而且根據(jù)不同用途制成了凸面鏡或凹面鏡,凹面鏡,古稱陽燧,是人們利用陽光聚焦取火的工具。古代沒有專門掌管陽燧的官職,《周禮》卷七十《秋官·司寇下》記載:“司烜(音火。古官職名)氏掌以夫遂,取明火于日。”東漢鄭玄注:“夫遂,陽燧也。”應(yīng)該指出的是,凹面鏡在現(xiàn)代應(yīng)用攝影光學(xué)中占有重要地位。近來出現(xiàn)折反式攝影
鏡頭,已進一步證明了這一點。古人已認識到物體放在球心外時,獲得的是比物體小的倒立像。當(dāng)物體在球心內(nèi)時,得到的是比物體大的正立像。即經(jīng)中所說“鑒低,景,一小而易,一大而擊。說在中之外,內(nèi)。”
8Z1pQx-P2C 48t_?2> 概括起來,可推斷那時人們已經(jīng)懂得:
\UR/tlw+/ D$$,T.'u 1. 光的直線傳播;
Q?7:XbN }3xZ`vX[T 2. 影子的成因及變化規(guī)律;
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bIuq 3. 針孔成像的道理;
C?47v4n-' }+3IM1VTW{ 4. 針孔暗箱成像時,物、像大小取決于物距和像距的關(guān)系;
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