墨经中的光学成就.doc

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1、《墨经》中的光学成就内蒙古通辽市奈曼旗苇莲苏学区中心校赵洪伟《墨子》是我国战国时期墨家著作的总集，是墨翟（人称墨子）和他的弟子们写的。《墨经》是《墨子》书中的重要部分，墨经虽然篇幅很短，但在中国甚至是世界科学史上是一颗璀璨的明珠，《墨经》中记载的八条光学现象（《经下》和《经说下》各八条，称为墨经光学八条），反映了春秋战国时期我国物理光学的重大成就。《墨经》中首先研究了光的反射。《经说》：“景：日之光，反烛人，则景在日与人之间”。通常日光照人之影在来光方向的另一侧，但若日光经平面镜反射之后再照人体，则影落在太阳与人体之间了。《墨经》还研

2、究了平面镜成像。《经下》：“二临鉴而立，景到”这里的“鉴”指平面铜镜，意思是说二人若俯临镜子站着（平面镜水平放置），则所成之像是头部朝下颠倒的。《经说》还描述了平面镜成像的各种情况：“临，正鉴，景寡、貌能、白黑，远近柂正，异于光。鉴、景当俱就，远近去尒当俱，俱用北。鉴者之臭无数，而必过正。故同体处其体俱，然鉴分。”《墨经》还说明了影的成因，认为影是乃光照不及所致，《经说》：“景，光至，景亡；若在，尽古息。”不仅如此，还讨论了直立木杆在光源照射之下，投在地面的影子的长度大小的变化规律。《经说下》：“景，木柂，景短大。木正，景长小。大小于

3、木，则景大于木。非独小也，远近。”《墨经》记载了世界上最早的针（小）孔成像实验，《经下》18条：“景到（倒），在午有端，与景长，说在端”，此处“景”即影或像，“到”即倒，“午”指遮光屏，“端”即小孔。这句话的意思是，物体的影或像所以倒转，是由于屏上有一点状小孔，入射光线在孔中相交的缘故。《经说下》还就倒像的形成机理作了说明：“景，光之人煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故景障内也。”这句话的意思是：“影，光线照人，如果反射，其直若矢。射到下面就反射到高处，射到高处就反射到下面，因成倒影。足遮住下面的光，反射出来成影在上；头

4、遮住上面的光，反射出来成影在下。在物的远处或近处有一小孔，物体为光的直线所射，反映于壁上，故影倒立于屏内。”《墨经》中记录了凹面镜成像的两种情况。《经下》云：“鉴洼，景（影）一小而易，一大而正，说在中之外、内。”这里“中”指凹面镜的中心和焦点之间的一段空间。当人从远处向凹面镜走来，在球心之外时，见到自己缩小的倒像；走在球心和焦点之间，因像在人的背后，故无所见；过了焦点又见到自己放大的正像。这种观察是以人体、人目代替今人用灯烛、白屏的实验方法。《经下》23条记述了凸面镜成像的实验：“鉴团，景一，说在刑之大。”《经说》：“鉴者近，则所鉴大

5、，景亦大；其远，所鉴小，景亦小；而必正……”这说的是凸面镜成像仅有的一种情况：物体放在镜前无论距离远所，都在镜后生成正立缩小的虚像。但像的缩小尺度却与物体的位置有关，物体靠近镜时像相对大些，远离镜时像就小些，但都是正立像。