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物 (如人)俯视一平放于地的平面镜,在镜中得一倒像。由于镜面较小
(“寡区”),观察者从一个方位只能从镜中看到不大范围内的景像。
任何物体在镜内只能有一个像;物的形态、明暗、距离、斜正都由光线
映于镜。当人(物)走近或远离镜子时,其像也同时走近或远离。人(物)
朝向镜子的表面上的一切点 (“糗”),在镜中无一不被映出,人(物)
体表面之点无数,其像的点也无数。像与人 (物)分处于镜面二侧,相
对应的点估计与镜面的距离相等。
墨家对凹面镜成像进行了深入的研究,取得了惊人的成就。《墨经》
中记载了一个凹面镜成像的实验及其光学解释:“鉴位(洼),景一小
而易,一大而正。说在中之外、内”;“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(燧)
正而长其直 (置)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 (置)也”。“鉴洼”即
指凹面反射镜。经文说凹面镜所成之像有两种,一种是物在镜面球心之
外时形成的比物小的、倒立的像;一种是物在镜面球心之内时形成的比
物体放大的、正立的像。在后期墨家所作的更准确的进一步说明中,把
这一实验分为“中之内”、“中之外”两种情形(“分鉴”)。“中”
指“中燧”(焦点)到“合于中”(镜面球心,物与像重合之处)之间
的这一段。如果物体在“中之内”,即焦点之内,就得正立的像,其大
小随物离焦点的远近变化;如果物体在“中之外”,即在球心之外,就
得倒立的像,其大小随物离球心的远近变化。值得指出的是,在这个实
验的记述中,墨家已经明确地区分了“球心”和“焦点”,而且还知道
了物体和他的像在球心处重合(“合于中”)。这种准确的描述是与他
们所进行的多次周密精确的实验分不开的。
此外,墨家还对凸面镜成像作了实验研究,作出了基本正确的描述。
《墨经》中关于光的直进性以及各种面镜成像现象的叙述,是一部
系统完整的关于几何光学问题的实验记录和理论说明;其内容和近代光
学理论基本上是一致的。《墨经》的论述比古希腊学者欧几里得的《光
学》早约一个世纪,在世界光学史上应占有崇高的地位。
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