古代光學 1.

我國古代對光的認識是和生產、生活實踐緊密相連的。它起源於火的獲得和光源的利用,以光學器具的發明、製造及應用為前提條件。在光學發展的道路上,我們的祖先在實踐過程中學會並總結了大量的光學知識,曾經作出過重大的貢獻。

古代光學科技,主要體現在對光源的認識和利用、對大氣光現象的觀測、實驗證明小孔成像,以及光學儀器的研製等方麵。

其中有多項成果具有世界先進水平,既震驚了世界科學界,也給我們留下了深刻的啟迪。

對光源的認識與利用

光源自宇宙形成就有了,比如會發光的星體就是最早的光源。古人對光源的認識和利用,最初是從人造光源與自然光源,熱光源與冷光源等開始的。

我國古代對光源的認識起步很早,並能及時充分地加以利用,是古代物理學方麵的一項重要成果。

漢代時,少年時的匡衡,非常勤奮好學。

由於家裏很窮,所以他白天必須幹許多活,掙錢糊口。隻有晚上,他才能坐下來安心讀書。不過,他又買不起蠟燭,天一黑,就無法看書了。

匡衡心痛這浪費的時間,內心非常痛苦。

他的鄰居家裏很富有,一到晚上好幾間屋子都點起蠟

燭,把屋子照得通亮。匡衡有一天鼓起勇氣,對鄰居說:“我晚上想讀書,可買不起蠟燭,能否借用你們家的一寸之地呢?”鄰居一向瞧不起比他們家窮的人,就惡毒地挖苦說:“既然窮得

買不起蠟燭,還讀什麼書呢!”匡衡聽後非常氣憤,不過他更下定決心,一定要把書讀好。匡衡回到家中,悄悄地在牆上鑿了個小洞,鄰居家的燭光就從這

洞中透過來了。他借著這微弱的光線,如饑似渴地讀起書來,漸漸地把家中的書全都讀完了。匡衡讀完這些書,深感自己所掌握的知識是遠遠不夠的,他想繼

續看多一些書的願望更加迫切了。附近有個大戶人家,有很多藏書。一天,匡衡卷著鋪蓋出現在大戶人家門前。他對主人說:“請您

收留我,我給您家裏白幹活不要報酬。隻是讓我閱讀您家的全部書籍

就可以了。”主人被他的精神所感動,答應了他借書的要求。匡衡就是這樣勤奮學習的,後來他做了漢元帝的丞相,成為西漢

時期有名的學者。這個著名的“鑿壁偷光”故事,體現了我國古代勞動人民利用熱光源的聰明和才智。光源是光學研究的基本條件,我國古代對熱光源與冷光源,自然光源與人造光源等方麵都有一些值得稱道的知識。人造光源是隨著人類的文明、科學技術的發展而逐漸製造出來的光源,按先後出現順序分別有了:火把、油燈、蠟燭和電燈等。

作為自然光源,當然是以太陽為最重要,在夜晚還有月亮。我國古代在甲骨文中表示明亮的“明”字,就是日、月形象的組合。太陽實際上就是一團火。古人十分明確地指出:“日,火也。”

月亮也隻是太陽光線的反射,《周髀算經》說道:“日兆月,月

光乃生,故成明月。”所以在甲骨文字裏幹脆把“光”字寫作像是一個人舉著一把火的樣子。取火方法的發明,使人們比較自由地獲得人造光源,那當然都是熱光源。在冷光源方麵,不管對於二次發光的熒光還是低溫氧化的磷光,我國古代都有不同程度的認識。

西漢時期的《淮南子》最早記載了梣木發光這件事。梣木含有某種化學物質,能發熒光。其水浸液在薄層層板上確實可以見到紫色、淺黃色等熒光。

《淮南子》的記載可以說是迄今所知對熒光現象的最早記載。此外,《禮記·月令》中也記載過腐敗的草發熒光的事實。對於磷光,《淮南子·汜論訓》說道:“久血為磷。”高誘注認

為,血在地上“暴露百日則為磷,遙望炯炯若燃也”。東漢時期著名的思想家、文學理論家王充的無神論著作《論衡》也指出:“人之兵死也,世言其血為磷。”