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墨子与墨家_任继愈【完结】(19)

  (1)物蔽光成影

  《经下》:“景不徙,说在改为。”

  《经说下》:“景,光至景亡,若在,尽古息。”

  古时认为影子不动,是相当普遍的说法。上述“景”即影。这一条说明物蔽光而成影的理论。只要物不动,影子也不会动。这种不移的状态就是终古止息。所以说“若在,尽古息”。

  至于认为物移之后,影子还在的说法,只是错觉。这在中外记录中都有类似的说法。例如:

  《庄子·天下》:“飞鸟之景,未尝动也。镞〔zu族〕矢之疾而有不行不止之时。”

  《列子·仲尼》:“影不移者,说在改也。”①

  可巧,古希腊的芝诺也说“飞箭不动”。与影不动有类似之处。它是说在飞箭经过的每一点上,都有一定的位置,是静止的,它在这一点上就不能同时又不在这一点上。所以是不动的。

  以上情况说明:

  a 物体遮蔽日光而成影子。影子是不动的。

  b 人们有时认为影子可以移动,是因为未消失的旧影与新生的新影相连续而造成的幻觉。

  c 如果物体移动,而日光又照在原处,则原处的影子一定消失。

  d 如果物体不移动,则原处的影子也不移动。

  (2)双影的形成

  《经下》:“景二,说在重。”②

  《经说下》:“景,二光夹一光,一光者景也。”明确指出,一个光源只有一个影。两个光源会有两个影。(图1)

  图 1

  图1甲,只有一个光源,只生成一个阴影。图1乙是A、B两个光源照射而成的。所以说“说在重”。如果两个光源,对称地在树的两旁,树一方受A光,另一方受B光,也就是各有一面背光,一面受光。背光处就生成阴影。两个光源,两个阴影。又比如足球场四角都有强大光源,所以足球场中的人都有四影。

  以上说明:

  a 一物有时能得到两个阴影,原因在于同时有两个光源存在于两个方向。

  b 如果两个光源对称地置于物体两侧,物体只能背在光照的一面产生阴影。

  (3)小孔成像

  《经下》:“景到,在午有端,与景长,说在端。”

  《经说下》:“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[广内章]〔zhang障〕内也。”③

  这一节是讲光线通过小孔可以成像,并形成倒影的理论。(图2)

  图 2

  成像的关键之一是孔(端)要小。如果孔大,就成不了像。可看图3:

  图 3

  光线自右向左,通过的孔太大,光线在A点相交,A点在幕前,所以在幕上不能成像。成像的大小,还与距离有关。(图4)

  以上说明:

  a 光线穿过屏的小孔,映在幕上必成倒影。

  b 发光物体、反光物体、映幕与屏的距离,决定倒影的大小。

  c 只有具备条件,才能在映幕上形成倒影。

  左图

  午与烛近

  午与幕远 影大

  右图

  午与烛远

  午与幕近 影小

  图 4

  (4)光的反射

  《经下》:“景迎日,说在搏(应为转)。”

  《经说下》:“景,日之光反烛人,则景在日与人之间。”

  如果在正常情况下,光线直接照在物上,应如下图(图5):

  图 5

  日光由左方射来,背影在右方。

  如果有一个平面镜反射过来再照人,就会形成下图(图6):

  图 6

  上图(图6),阳光从右边照向平面镜。光线由镜反射,又照在人身上,形成人影,影在太阳与人之间,这是一种特殊现象。所以叫做“景迎日”,也就是“日之光反烛(照)人”。“日光反烛”,即回光反射。 日光的反射如图(图7)。

  图 7

  M是平面镜。光线BA射于A点,当即反射如AD。CA是垂线。BAC是射入角,DAC是射出角。这就是光线的反照情况。

  (5)影的大小与远近

  《经下》:“景之大小,说在地(地当为柂〔yi夷〕)[凵上干]远近。”

  《经说下》:“景,木柂,景短大;木正,景长小;大(光)小于木,则景大于木。非独小也。”④

  这一段是说日光照射的影子,它的大小不只与距离有关,而且与被照的实物(木柱)是否直立有关。立柱正直,其影长;立柱斜,其影短。立柱正直,其影较淡;立柱斜,其影较浓。现画图说明(图8):

  图 8

  甲乙两图,柱与幕距离相等,AB与A′B′长度相等。只因AB是直立,所以影子高、细、淡;A′B′斜立,影子短、粗、深。

  至于柱的远近,也影响影的大小。可比较下图(图9):

  图 9

  烛大于木,烛小于木,效果也不相同。也可比较下图(图10):

  图 10

  (6)凹面镜的成像

  《经下》:“鉴位,景一小而易,一大而正,说在中之外内。”⑤

  《经说下》:“然鉴分,鉴中之内,鉴者近中,则所鉴大,景亦大。远中,则所鉴小,景亦小,而必正。起于中,缘正而长其直也。中之外,鉴者近中,则所鉴大,景亦大。远中,则所鉴小,景亦小,而必易。合于中而长其直也。”⑥

  中(焦点)之内,见图11:

  图 11

  PQ 凹面镜  O 球心  F焦点  OX 正轴

  AB、CD 鉴者实物 A′B′、C′D′所成虚像 A′B′>C′D′

  AB近于焦点,则所鉴大,影亦大。CD远于焦点,则所鉴小,影亦小。即A′B′>C′D′。但所得之影均较实物为大,即A′B′>AB,C′D′>CD。实物在焦点之内,成像必在镜后,正而虚,比实体大。即“一大而正”,亦即“起于中,缘正而长其直也”。

  中(焦点)之外,分两种情况:

  a 实物位于球心之外,如图12:

  图 12

  AB近于球心O,所鉴大,影亦大,成像A′B′。CD远于球心O,所鉴小,影亦小,成像C′D′。 A′ B′ >C′ D′。所得之像均比实物小,且是倒立实像。这就是“一小而易”。

  b 实物位于焦点和球心之间,如图13。

  图 13

  AB近于焦点F,所鉴大,影亦大,成像A′B′。CD远于焦点F,所鉴小,影亦小,成像C′D′。A′B′>C′D′。所得之像均比实物大,A′B′>AB,C′D′>CD,是在球心之外的倒立实像。即“合于中而长其直也”。

  (7)凸面镜成像

  《经下》:“鉴团,景一,不坚白,说在荆(形)之大。”⑦

  《经说下》:“鉴,鉴者近,则所鉴大,景亦大;亓(其)远,所鉴小,景亦小,而必正。”

  凸面镜的成像只有一个。光体移近于镜,在所现的光强,成像也大;光体移远,光变弱,成像也小。但都是正立的。


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