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古代中国最早的光学研究可见于《墨经》。《墨经》大约成书于公元前388年,是《墨子》的一部分,由战国中后期的墨家学者编著。《墨经》由《经上》、《经说上》、《经下》、《经说下》、《大取》、《小取》六篇组成。其中《经下》和《经说下》中分别记载了八条光学经验定律以及其注释。
第一条是:“景不徙,说在改为”。解说:“景,光至,景亡;若在,尽古息。”指出光和影的关系。影子是不动的,影子变动的表象是物体和光源位置改变所造成。物体或光源移动造成光照到影子的位置,则影子消亡,新的影子。如果旧的影子仍然存在,则会一直在原处。
第二条是:“景二,说在重”。解说:“景,二光夹一光,一光者景也。”指出物体如果受两个光源照射,就会有两个影子。两个光束的重叠部分是一束更亮的光,产生的是一个影子(本影)。
第三条是:“景到,在午有端与景长,说在端。”解说:“景,光之与人,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。”说出了小孔成像的现象以及性质,指出光线通过小孔(端)形成倒立的影像,倒像的大小取决于小孔的位置。这是因为光照到人是沿直线的。成的像中,人的下部在上方,人的上部在下方。脚部遮蔽了下部的光,所以成像在上部,头部遮蔽了上方的光,所以成像在下部。
第四条是:“景迎日,说在转”。解说:“景,日之光反烛人,则景在日与人之间。”说的是影子和反射的关系。光照到人身后的镜子上再反射到人身上,所以影子朝向太阳(介于人和太阳之间)。
第五条是:“景之小大,说在杝正远近”。解说:“景,木杝,景短大;木正,景长小。光小于木,则景大于木。非独小也,远近。”指出影子大小取决于物体位置和远近。物体斜放时,影子短而浓,正放时,影子长而淡。光源尺寸小于物体时,影子尺寸大于物体,反之亦然;远近也是一样的,光源离物体远则影子尺寸小,反之则尺寸大。
第六条是:“临鉴而立,景到,多而若少,说在寡区”。解说:“正鉴,景多寡、貌能、白黑、远近、杝正异于光。鉴景当俱,就去亦当俱,俱用北。鉴者之臭于鉴无所不鉴。景之臭无数,而必过正。故同处,其体俱,然鉴分。”描述了平面镜成像的规律。
第七条是:“鉴洼,景一小而易,一大而正说在中之外、内”。解说:“鉴,中之内,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴,景亦小,而必正;起于中缘正而长其直也。中之外,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小,而必易;合于中而长其直也。”描述了凹面镜成像的规律,成虚像和实像大小和物体距离焦点位置的关系。
第八条是:“鉴团景一”。解说:“鉴,鉴者近,则所鉴大,景亦大;其远,所鉴小,景亦小,而必正。景过正,故招。”描述了凸面镜成像的规律,说明了成像必为正像,以及其大小和物体位置的关系。
同样是在《墨经》的《经说下》里面,作者在阐述感官和认知的关系时,以视觉形成机制作为例子,认为“目以火见”(眼睛因光线的存在而能看见)。
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GMT+8, 2024-12-27 04:39
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