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针孔成像

 

 

概述--墨家观点

  公元前4世纪,墨家就做过针孔成像的实验,并给予分析和解释。《墨经》中明确地写道:“景到(倒),在午有端,与景长,说在端。”这里的“午”即小孔所在处。这段文字表明小孔成的是倒像,其原因是在小孔处光线交叉的地方有一点(“端”),成像的大小,与这交点的位置无关。从这里也可以清楚看到,古人已经认识到光是直线行进的,所以常用“射”来描述光线径直向前。

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概述--沈括观点

  北宋沈括《梦溪笔谈》中也记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先直接观察在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与飞的方向一致。然后在纸窗上开一小孔,使窗外飞的影子呈现在窒内的纸屏上,沉括用光的直进的道理来解释所观察到的结果:“东则影西,西则影东”。墨家利用光的直线传播这一性质,讨论了光源、物体、投影三者的关系。

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详细解释

  《墨经》中写道:“景不徙,说在改为。”“光至,景亡。若在,尽古息。”说明影是不动的,如果影移,那是光源或物体发生移动,使原影不断消逝,新影不断生成的缘故。投影的地方,如果光一照,影子就会消失,如果影子存在,表明物体不动,只要物体不动,影子就始终存在于原处。墨家对本影、半影也作了解释。《墨经》中有这样的记载:“景二,说在重。”“景二,光夹。一,光一。光者,景也。”意思是一物有两种投影(本影、半影),说明它同时受到两个光源重复照射的结果(“说在者”,“光夹”)、一种投影,说明它只受一个光源照射,并且强调了光源与投影的联系(“光者,景也”)。与此相连,墨家还根据物和光源相对位置的变化,以及物与光源本身大小的不同来讨论影的大小及其变化。

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