中国名人故事:赵友钦研究小孔成像

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赵友钦名人简介:

赵友钦(生卒年不详),字子恭,自号缘督,汉族,江西鄱阳(今江西省鄱阳县)人。他是中国古代著名的实验物理学家,在天文学、地理学、数学等方面也都有建树。他一生著述众多,但多已散失,只余下一部探究天地四时变化规律的著作《革象新书》,其中在小孔成像方面得出的定律比西方早400多年。

中国名人故事:赵友钦研究小孔成像插图

赵友钦既重视研究理论,又重视亲身实验。有一段时间,他想要研究“小罅光景”(也就是我们今天所说的“小孔成像”)问题。因为他发现了一个奇怪的现象:墙壁上的小孔虽然不是圆形的,可是日光、月光通过小孔,在墙壁上投射的“像”却是圆形的。某次日食的时候,小孔成像又和日食本身的样子相同。赵友钦把那个小孔改成大孔,发现光线投射形成的“像”大小没有变化,只是浓淡(光的照度)有不同,孔越大像就越“浓”。

赵友钦想进行深入的探究,他模拟日食、月食环境,在自己住的两层楼房里做了一个大型的实验。他首先在楼下两个相邻的房间里各挖了一口直径为4尺的旱井,左边的旱井深8尺,右边的深4尺。在左边的那口井里,他放了一张高为4尺的桌子。桌面和右边那口井的井底分别放置了两块直径为4尺的圆形木板,每块板上插着1000支蜡烛作为光源。井口则分别覆盖上两块直径为5尺的圆木板,左边的那块板中心开了个边长为1寸的方孔,右边那块板的孔较小,边长只有半寸。另外,他还准备了几块像屏,挂在了楼板下面。

在正式开始实验的时候,赵友钦点燃了蜡烛,光线通过小孔投射到像屏上,出现了大小、浓淡不同的像。之后他或是熄灭部分蜡烛,改变光源的强度;或是改变像屏的高度,增加或减少“像距”;或是拿掉井中的桌子,改变“物距”……如此连续进行了一系列的实验后,他得出了正确的理论,并自信地说:“我的结论断无可疑!”他当然不是在说大话,他用科学严谨的实验证明了光的直线传播,还阐明了小孔成像的原理,这在当时的世界上是绝无仅有的。

赵友钦研究小孔成像故事启发:

赵友钦依靠自己的聪明才智设计了一整套实验器材、方法和流程,他的创造力和科学探索精神令人惊叹。创造力是科学得以不断进步的动力,它需要我们发挥自己的创造力和创新精神,去创造性地提出问题、解决问题,如此才能发现未被人类掌握的新知识。

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