照相已成为人们生活中不可分割的一部分,它的光学原理小孔成像,大家比较熟悉。世界上谁第一个发明了它呢?这一问作为一个中国人应感觉自豪,因以为他就是我国古代伟大学者──墨子。墨子,约生活在公元前468年~前376年,名翟,鲁国人。墨子是我国战国时期著名的思想家、教育家、科学家、军事家、社会活动家,墨家学派的创始人。创立墨家学说,并有《墨子》一书传世。
大约两千四五百年以前,墨子和他的学生,做了世界上第一个小孔成倒像的实验。《墨经》中有这样精彩的纪录:“景到,在午有端,与景长。说在端。”
《经说下》解释:“景。光之人,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。”这里的“到”古文通“倒”,即倒立的意思。“午”指两束光线正中交叉的意思。“端”在古汉语中有“终极”,“微点”的意思。“在午有端”指光线的交叉点,即针孔。物体的投影之所以会出现倒像,是因为光线为直线传播,在针孔的地方,不同方向射来的光束互相交叉而形成倒影。“与”指针孔的位置与投影大小的关系而言。“光之人,煦若射”是一句很形象的比喻。“煦”即照射,照射在人身上的光线,就像射箭一样。“下者之人也高;高者之人也下”是说照射在人上部的光线,则成像于下部;而照射在人下部的光线,则成像于上部。于是,直立的人通过针孔成像,投影便成为倒立的。“库”指暗盒内部而言。“远近有端,与于光”,指出物体反射的光与影像的大小同针孔距离的关系。物距越远,像越小;物距越近,像越大。
这样的描述,解释了小孔成倒像的原因,指出了光的直线进行的性质。这是对光直线传播的第一次科学解释,与今天的照相光学所讲的是完全吻合的。从而为照相机、录像、放像机等现代高科技仪器等的发明创造,奠定了光学理论基础。
墨子在光学方面的研究远远不只停留在小孔成像上,据《墨经》中记载:墨子首先探讨了光与影的关系,他细致地观察了运动物体影像的变化规律,提出了“景不徙”的命题,即影子不参与运动。随之,墨子又探讨了物体的本影和副影的问题。他指出,光源如果不是点光源,由于从各点发射的光线产生重复照射,物体就会产生本影和副影;如果光源是点光源,则只有本影出现。接着,墨子又进行了小孔成像的实验。墨子对平面镜、凹面镜、凸面镜等也进行了相当系统的研究,得出了几何光学的一系列基本原理。
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