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趙友欽是我國古代卓越的科學(xué)家, 在天文學(xué)、數(shù)學(xué)和光學(xué)等方面都有成就。他注《 周易》數(shù)萬言,著有 《革象新書》、《金丹正理》、《盟天錄》、《推步立成》等書,可惜除《革象新書》外的其他著述,都已失散了。成就
我國古代光學(xué)有著許多輝煌的成就,如對光的直線傳播、小孔成像等現(xiàn)象,很早就有研究!赌(jīng)》、《夢溪筆談》在這方面都有記載。然而對光線直進(jìn)、小孔成像與照明度最有研究并最早進(jìn)行大規(guī)模實(shí)驗(yàn)收的當(dāng)推趙友欽。他的這些實(shí)驗(yàn)在世界物理學(xué)史上是首創(chuàng)的,它被記載在《革象新書》的“小罅光景”那一部分中。
“小罅光景”中介紹了兩個(gè)關(guān)于小孔成象的光學(xué)實(shí)驗(yàn)。
第一個(gè)是,利用壁間小孔成象
第二個(gè)實(shí)驗(yàn)則是一個(gè)在樓房中進(jìn)行的、更為復(fù)雜技的大型實(shí)驗(yàn)。
分五步進(jìn)行:
1、光源、小孔、象屏三者距離保持不變;
2、改變光源的形狀,做了“小景隨日月虧食“的模擬實(shí)驗(yàn);
3、改變象距;
4、改變物距;
5、改變孔的大小和形狀。
趙友欽在結(jié)束“小罅光景”篇時(shí)最后寫道:“是故小景隨光之形,大景隨空之象,斷乎無可疑者。”
此外,他還研究了“月體半明”的問題。他將一個(gè)黑漆球掛在屋檐下,比作月球,反射太陽光。黑漆球總是半個(gè)球亮半個(gè)球暗。人從不同位置去看黑球,看到黑球反光部分的形狀不一樣。他通過這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn),形象地解釋了月的盈虧現(xiàn)象。
他對視角問題也有自己的看法。他說:“遠(yuǎn)視物則微,近視物則大”,“近視物則雖小猶大,遠(yuǎn)視物則雖廣猶窄!
趙友欽既重視實(shí)驗(yàn),又重視理論探索。在安排實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),第個(gè)步驟都確定一個(gè)因素作為研究對象,而將其它的因素控制不變。這種思想方法也是十分科學(xué)的。
如果把趙友欽稱之為十三世紀(jì)末的光學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家,他是當(dāng)之無愧的