小孔成像最早記錄在哪本書中
物理中有很多神奇的自然現(xiàn)象,雖然是神奇,但是都是有科學依據(jù)的。比如說大家熟知的小孔成像,其實就是光的傳播,了解了原理就能很好的掌握。
小孔成像最早記錄在哪本書中
小孔成像最早出自《墨守成規(guī)集》這本書中的“小孔成像法”一章。該書是唐代數(shù)學家、天文學家、機械制造家、策士孫思邈所著,共有五卷,包含了數(shù)學、物理、化學、醫(yī)學、農(nóng)學、音樂等方面的內(nèi)容。
其中“小孔成像法”介紹了通過一個小孔使得光線成像的原理,揭示了光的傳播和折射規(guī)律等物理現(xiàn)象。這一章是天文學家孟元老基于繪制星圖所寫,成為了后來光學原理的奠基之一,對現(xiàn)代光學、成像學等學科有著重要的影響。
小孔成像現(xiàn)象是怎么一回事
小孔成像的原因是光沿直線傳播。用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會形成物的倒像,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動中間的板,像的大小也會隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了光線直線傳播的性質(zhì)。
小孔成像是實像還是虛像
小孔成像是實像,倒立的實像。有光線實際經(jīng)過那里成的像是實像,光線反向延長線會聚的像是虛像。小孔成像是由于光的直線傳播,物體上方的光透過小孔照到光屏下方,下方的照到上方,是光線實際經(jīng)過的,故為實像。
大約兩千四五百年以前,我國的學者墨翟(墨子)和他的學生,做了世界上第一個小孔成倒像的實驗,解釋了小孔成倒像的原因,指出了光的直線進行的性質(zhì)。這是對光直線傳播的第一次科學解釋。
用一個帶有小孔的板遮擋在墻體與物之間,墻體上就會形成物的倒影,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。
前后移動中間的板,墻體上像的大小也會隨之發(fā)生變化,這種現(xiàn)象說明了光沿直線傳播的性質(zhì)。公元前5世紀,中國古代科學家墨子在其著作《墨子》中記載了有關(guān)光的特性和反射現(xiàn)象的觀察思考,并記錄了光通過小孔在平面上形成倒立圖像這一現(xiàn)象。
在西方,大約公元前330年,古希臘哲學家亞里士多德也有關(guān)于小孔成像的記載,并在其授課的課本中提出了暗房的概念。
小孔成像原理和性質(zhì)的應(yīng)用
1、光的直線傳播性質(zhì),在我國古代天文歷法中得到了廣泛的應(yīng)用。我們的祖先制造了圭表和日晷,測量日影的長短和方位,以確定時間、冬至點、夏至點;在天文儀器上安裝窺管,以觀察天象,測量恒星的位置。
2、我國很早就利用光的這一性質(zhì),發(fā)明了皮影戲。漢初齊少翁用紙剪的人、物在白幕后表演,并且用光照射,人、物的影像就映在白幕上,幕外的人就可以看到影像的表演。皮影戲到宋代非常盛行,后來傳到了西方,引起了轟動。
3、現(xiàn)在的一些照相機和攝影機就是利用了小孔成像的原理——鏡頭是小孔(大多數(shù)安裝凸透鏡以保證光線成像距離),景物通過小孔進入暗室,像被一些特殊的化學物質(zhì)(如顯影劑等)留在膠片上(數(shù)碼相機、攝影機等則是把像通過一些感光元件存儲在存儲卡內(nèi))。