Buscando una historia de física
Un día, a principios del siglo XVII, Cobis Herr, propietario de una óptica en Mittelberg, Países Bajos, alineó una lente convexa y una lente cóncava e inspeccionó la calidad de la lente. . Mirando a través de la lente, notó que la torre de la iglesia en la distancia parecía estar cada vez más cerca, y accidentalmente descubrió el principio del telescopio. En 1608 solicitó una patente para el telescopio que fabricó y, cumpliendo con los requisitos de las autoridades, construyó un par de binoculares. Se dice que en la ciudad de Mitteberg había decenas de ópticos que afirmaban haber inventado el telescopio, pero en general se cree que Libic es el inventor del telescopio.
La noticia de la invención del telescopio se difundió rápidamente en los países europeos. Después de que el científico italiano Galileo se enterara de la noticia, él mismo fabricó uno. Los primeros telescopios sólo podían ampliar los objetos tres veces. Un mes después, el segundo telescopio que construyó podía aumentar 8 veces y el tercer telescopio podía aumentar 20 veces. En junio de 1609 construyó un telescopio con un aumento de 30 veces.
Galileo utilizó un telescopio casero para observar el cielo nocturno y descubrió por primera vez que la superficie de la Luna era irregular, cubierta de montañas y cráteres. Después de eso, se descubrieron los cuatro satélites de Júpiter y el movimiento de las manchas solares, y se llegó a la conclusión de que el Sol estaba girando.
Casi al mismo tiempo, el astrónomo alemán Kepler comenzó a estudiar los telescopios. Propuso otro tipo de telescopio astronómico en Óptica Curva, que constaba de dos lentes convexas. A diferencia del telescopio de Galileo, su campo de visión es más amplio que el del telescopio de Galileo. Pero Kepler no fabricó el telescopio que presentó. Sajjana construyó este telescopio por primera vez entre 1613 y 1617. También construyó un telescopio con una tercera lente convexa basándose en las sugerencias de Kepler, convirtiendo la imagen invertida del telescopio compuesto por dos lentes convexas en una imagen erecta. Sajana construyó ocho telescopios, uno de los cuales se utilizó para observar el sol. No importa cuál, podía ver manchas solares de la misma forma. Por lo tanto, disipó las ideas erróneas de muchas personas de que las manchas solares pueden ser causadas por el polvo en la lente y demostró que efectivamente se observan. Al observar el sol, Sagena instaló un vidrio especial que protege la luz, pero Galileo no agregó este dispositivo protector. Como resultado, se lastimó el ojo y terminó casi ciego.
Para mejorar la precisión del telescopio, Huygens de los Países Bajos construyó un telescopio con un tubo de casi 6 metros de longitud en 1665 para explorar los anillos de Saturno, y más tarde construyó un telescopio con un tubo de longitud de casi 41 metros.
Un telescopio con una lente objetivo y un ocular se llama telescopio refractor. Incluso si se alarga el cilindro del objetivo y las lentes se procesan con precisión, no se puede eliminar la aberración cromática. En 1668, los científicos británicos resolvieron el problema de la aberración cromática con su telescopio reflector. El primer antitelescopio era muy pequeño, el diámetro del espejo del telescopio era de sólo 2,5 cm, pero podíamos ver claramente las lunas de Júpiter y las fases de Venus. En 1672, Newton construyó un telescopio reflector más grande y se lo regaló a la Royal Society. Todavía se conserva en la biblioteca de la Royal Society.
Newton alguna vez creyó que la aberración cromática era inútil, pero más tarde resultó que era demasiado pesimista. En 1733, el inglés Hal construyó un telescopio refractor acromático. En 1758, Boland de Londres también construyó el mismo telescopio. Usó gafas con diferentes principios refractivos para crear lentes convexas y cóncavas para compensar los bordes coloreados que formaban.
Sin embargo, lograr un gran éxito no es fácil. Actualmente, el telescopio refractor más grande del mundo tiene un diámetro de 102 cm y está instalado en el Observatorio de Addis.
Los telescopios reflectores se están desarrollando rápidamente en las observaciones astronómicas. En 1793, Hesel en Inglaterra construyó un telescopio reflector. El diámetro del reflector es de 130 metros, el material es una aleación de cobre y estaño y el peso es de 1t. Un telescopio reflector de 1845 fabricado por Ross en Inglaterra. El diámetro del reflector es de 1,82 metros. Telescopio inverso del Observatorio Monte Wilson de 1913, de 254 metros de diámetro. En 1950 se instaló en el monte Palomar un telescopio reflector con un diámetro de espejo de 5,08 metros. En 1969, se instaló un reflector de 6 metros de diámetro en la montaña Pastukhov, en el norte del Cáucaso de la Unión Soviética. Era el telescopio reflector más grande del mundo en ese momento, y la mayoría de los observatorios grandes ahora usan telescopios reflectores.
La historia de los generadores
A principios del siglo XIX, un tema importante estudiado por los científicos era el método para obtener energía eléctrica de forma económica y cómoda.
En 1820, después de que Oersted completara con éxito el experimento de que un cable energizado podía desviar una aguja magnética, muchos científicos de la época llevaron a cabo más investigaciones: la deflexión de la aguja magnética se veía afectada por la fuerza, y la fuerza venía de la energía eléctrica que fluye con carga. Entonces, ¿se puede convertir la fuerza mecánica en energía eléctrica mediante el magnetismo? El famoso científico Ampere es uno de estos investigadores. Probó muchos métodos, pero cometió errores fundamentales y los experimentos no tuvieron éxito.
Otro científico Clayton hizo un experimento en 1825: insertó un imán en una bobina cilíndrica, de la que pensó que podría recibir una corriente eléctrica. Para evitar que el imán afectara la detección de corriente por parte del amperímetro, conectó el amperímetro a la habitación contigua con un cable largo. No tenía asistente, así que insertó el imán en la bobina y corrió a la habitación de al lado para ver si la aguja del amperímetro se desviaba. Ahora parece que su dispositivo es completamente correcto y el método experimental es correcto. Sin embargo, cometió un error verdaderamente lamentable, y fue que la desviación de la aguja del amperímetro sólo se produjo en el momento en que se insertó el imán en la bobina. Una vez que el imán se inserta en la bobina y no se mueve, la aguja del amperímetro vuelve a su posición original.
Entonces, mientras insertaba el imán, rápidamente corrió a la habitación de al lado para mirar el amperímetro. No importa lo rápido que fuera, no podía ver la aguja del amperímetro desviándose. Si tuviera un asistente, si colocara el medidor eléctrico en la misma habitación, sería el primero en lograr la conversión de energía mecánica en energía eléctrica. Sin embargo, perdió esta buena oportunidad.
Otros seis años después, el 29 de agosto de 1831, el científico estadounidense Faraday convirtió con éxito la fuerza mecánica en electricidad. Su configuración experimental no era diferente de la de Clayton, excepto que colocó el amperímetro al lado. En el momento en que se inserta el imán en la bobina, el puntero se desplaza significativamente. Lo logró. La fuerza mecánica de la mano que mueve el imán finalmente se convierte en electricidad para mover la carga.
Faraday dio el paso más difícil. Continuó estudiando. Dos meses después, creó el prototipo del primer generador real que podía producir una corriente constante. Marcó la transición de la era del vapor a la era eléctrica.
En los últimos 100 años, han surgido muchas formas modernas de generación de energía, incluidas la energía eólica, hidroeléctrica, térmica, mareomotriz, etc. La estructura del generador es cada vez mejor y la eficiencia es cada vez mayor, pero el principio básico sigue siendo el mismo que el del experimento de Faraday: un conductor cerrado en movimiento y un imán son indispensables.
La invención del vibrador magnético nuclear
El vibrador de resonancia magnética nuclear se utiliza ampliamente en la investigación de materia orgánica, cinética de reacciones químicas, química de polímeros, medicina, farmacia y biología. Durante los últimos 20 años, debido al rápido desarrollo de esta tecnología, se ha convertido en una de las técnicas analíticas más importantes en el campo de la química.
Ya en 1924, el físico austriaco Pauli propuso que algunos núcleos atómicos pueden tener espín y momento magnético. La palabra "giro" proviene de la imagen clásica de partículas cargadas, como protones y electrones, girando alrededor de su propio eje. Este movimiento debe producir un momento angular y un momento dipolar magnético, porque la carga giratoria actúa como una bobina de corriente, y se sabe por la teoría electromagnética clásica que producen un campo magnético. Por supuesto, esta explicación es sólo una comparación más vívida, y la situación real es mucho más complicada que esto.
La situación del espín nuclear se puede expresar mediante el número cuántico de espín I. Para obtener el cuanto de espín, el número atómico del número másico tiene la siguiente relación:
Número másico atómico número espín número cuántico (I)
Números pares o impares 1/2, 3/2, 5/2...
Par 0
Par y números impares 1, 2, 3...
1 & gt; El núcleo atómico de 0 generará un campo magnético cuando gire la distribución de carga del núcleo atómico con I de 1/2 es esférica; ; y el núcleo atómico de I≥1, debido a que su distribución de carga no es esférica, por lo que tiene un momento polar magnético.
El núcleo atómico de I 0 está situado en un fuerte campo magnético. Bajo la acción del fuerte campo magnético, los niveles de energía se dividirán. Si se utiliza radiación electromagnética con una frecuencia adecuada a su nivel energético, se produce la absorción de * * * vibraciones, de donde proviene el nombre de resonancia magnética nuclear * * * vibraciones.
Stern y Guelleh observaron la desviación magnética de los átomos de litio y plata en experimentos con haces atómicos en 1924, midiendo los momentos magnéticos atómicos causados por electrones desapareados.
En 1933, Stern y otros midieron el momento magnético del protón. En 1939, Bila realizó el primer experimento de resonancia magnética nuclear. En 1946, Pusier y Bushehr de los Estados Unidos propusieron simultáneamente un informe experimental sobre la resonancia magnética nuclear de protones. Inicialmente, utilizaron la resonancia magnética nuclear para estudiar la materia sólida, los núcleos atómicos, el intercambio de energía entre los núcleos atómicos y las propiedades del entorno. Por este motivo, ambos ganaron el Premio Nobel de Física en 1952. En la década de 1950, el método de resonancia magnética nuclear se aplicó al campo de la química. En 1950, dos físicos de la Universidad de Stanford, Proctor y Yu, utilizaron una solución acuosa de NH 4NO3 como fuente de núcleos de nitrógeno. Al medir el momento magnético de 14N, descubrieron dos ** señales de vibración con propiedades completamente diferentes, y así descubrieron que las ** condiciones de vibración de un mismo núcleo atómico pueden absorber energía con diferentes entornos químicos, es decir, la resonancia magnética nuclear. Este fenómeno se llama "desplazamiento químico". Esto se debe a la interacción entre el campo magnético formado por los electrones fuera del núcleo atómico y el campo magnético externo. El cambio químico es una base importante para identificar grupos funcionales. Porque el tamaño del desplazamiento químico está estrechamente relacionado con la naturaleza del enlace y el tipo de elemento de enlace. Además, las interacciones magnéticas entre cada conjunto de núcleos constituyen un acoplamiento espín-espín. Este efecto a menudo hace que cada grupo de núcleos atómicos con diferentes desplazamientos químicos presente no un solo pico sino múltiples picos en el diagrama de absorción vibratoria. Esta situación está determinada por el número de núcleos adyacentes en la molécula y la distancia está determinada por factores como la simetría, por lo que es útil estimular a toda la molécula.
Como resultado de los logros anteriores, se desarrolló un oscilador de resonancia magnética nuclear de alta resolución. Los núcleos atómicos medidos al principio son principalmente núcleos de hidrógeno debido a su fuerte señal de RMN. A medida que mejora el rendimiento del instrumento, también se pueden medir los núcleos 13C, 31P y 15N, y el campo magnético utilizado por el instrumento se vuelve cada vez más fuerte. El campo magnético IT (Trass) se fabricó en la década de 1950, el campo magnético 2T se fabricó en la década de 1960 y el magnetizador 5T se fabricó utilizando el fenómeno de magnetización. En la década de 1970 se creó un campo magnético de 8T. Ahora los instrumentos de vibración de RMN se han utilizado en diversos sistemas químicos, desde moléculas pequeñas hasta proteínas y ácidos nucleicos.
La invención del espectrómetro de emisión
El famoso científico británico Newton utilizó un prisma para observar el espectro en 1666, lo que se puede decir que fue el primer experimento espectroscópico. Desde entonces, muchos científicos se han dedicado a la investigación de la espectroscopia.
En 1800, el astrónomo británico Herschel midió los efectos térmicos de varias partes del espectro solar y descubrió por primera vez en el mundo los rayos infrarrojos. En 1801, Ritter descubrió la luz ultravioleta. En 1802, Wollaston observó discontinuidades en el espectro solar y encontró muchas líneas negras en el medio. Este fue originalmente un descubrimiento muy importante, pero pensó erróneamente que se trataba de la línea divisoria de colores. En 1803, el físico británico Thomas Kingyon realizó experimentos de interferencia de la luz y proporcionó el primer método para medir la longitud de onda.
El físico alemán Fraunhofer redescubrió y dibujó el espectro solar, que contiene más de 700 líneas negras y marcó las líneas negras importantes con las letras de la A a la H (conocidas como "Línea Fraunhofer"). Estas líneas negras se convirtieron más tarde en el estándar para comparar las tasas de dispersión de diferentes materiales de vidrio. Estos resultados fueron publicados en 1814-1815. Fraunhofer también inventó la rejilla de difracción. Inicialmente, hizo la rejilla enrollando alambre plateado alrededor de dos tornillos. Más tarde, construyó una máquina de grabado y utilizó diamantes para marcar líneas en el vidrio para crear rejillas de transmisión.
La investigación aplicada del análisis espectral se inició con Kirchhoff y Bunsen. Ben es profesor de química en Hamburgo, Alemania. Inventó el mechero Bunsen y estudió los cambios de diversas sustancias en llamas de alta temperatura. Kirchhoff era profesor de física en Hamburgo y estaba familiarizado con la óptica. Los dos colaboraron para formar el primer espectrómetro lanzadera (espectroscopio). El instrumento utiliza tecnología iniciada por Newton en 1666 para hacer pasar luz a través de un prisma y distribuirla en bandas de arco iris (espectro). Usaron una lente para integrar la luz emitida cuando el material se quemaba en un mechero Bunsen en un haz de luz paralelo, pasaba a través de una rendija estrecha, pasaba a través de un prisma y usaba un telescopio para ampliar el espectro y observar el espectro.
Kirchhoff y Bunsen descubrieron que cada elemento químico tiene un color único cuando se quema y puede identificarse en consecuencia. En 1860 y 1861 descubrieron el cesio y el rubidio utilizando un espectrómetro. Más tarde, con la ayuda del análisis espectral, descubrimos que muchos elementos de la Tierra también se encuentran en el Sol. En 1868, el astrónomo francés Janssen y el astrónomo británico Royer descubrieron mediante espectroscopia un elemento que no se había encontrado en la Tierra en ese momento. Pensaron que era un elemento único en la atmósfera del sol y lo llamaron helio, que significa "sol". Este método espectroscópico también se utiliza en astronomía.
Con el rápido desarrollo de la investigación de métodos espectrales, también han surgido nuevos problemas. Uno de los principales problemas es la falta de estándares de longitud de onda con suficiente precisión, lo que hace que los resultados de las observaciones sean confusos y no puedan comunicarse entre sí.
En 1868, Eström publicó el gráfico "Standard Solar Spectrum", que registraba las pequeñas longitudes de onda de miles de líneas de Fraunhofer, con unidades de 10-8 cm y una precisión de 6 dígitos. Proporciona información extremadamente útil. espectroscopistas. En su honor, más tarde se escribió 10-8 cm con una "A" en Estrin. Diez años más tarde, fue reemplazada por la hoja de datos de Roland, más precisa.
Los espectrómetros modernos utilizan rejillas de difracción en lugar de prismas. Se trata de una tabla de madera tallada con miles de líneas que separan la luz para luego fotografiar o registrar el espectro, que luego es analizado mediante instrumentos electrónicos.
Los espectrómetros se utilizan ampliamente en metalurgia, geología, medio ambiente y otros campos.
Historia de los pararrayos
En primer lugar, los pararrayos son dispositivos de protección contra rayos fabricados y utilizados por los trabajadores de nuestro país. Se dice que el sacerdote checo Procop DeVos instaló el primer pararrayos en 1754. Más gente cree que Franklin de los Estados Unidos fabricó el primer pararrayos del mundo en 1753. De hecho, los pararrayos se fabricaron y utilizaron por primera vez en China antes de 1688.
Ya en el período de los Tres Reinos (220-280 d. C.) y el período de las Dinastías del Norte y del Sur (420-581 d. C.), existen registros de "salas de protección contra rayos" en libros chinos antiguos. Según los registros del "Millet" de Wang Rui de la dinastía Tang, alguien de la dinastía Han (206 a. C. a 220 d. C.) propuso que hacer tejas con forma de cola de pez y colocarlas en el techo podría prevenir incendios causados por rayos. También se han encontrado dispositivos de protección contra rayos en algunos edificios antiguos de China. El viajero francés Cabriobe Damaganlan escribió un libro "Nuevos acontecimientos en China" en 1688 después de visitar China. El libro registra: "En ese momento, en ambos extremos del techo de la nueva casa en China, había un gallo amartillado y el dragón. La boca escupe un zigzag. La lengua de metal se extiende hacia el cielo, y la raíz de la lengua está conectada con un cable delgado, que va directo al suelo. Este maravilloso dispositivo mostrará su poder mágico en el momento del rayo. Golpea la casa, la corriente fluirá hacia abajo desde la boca del dragón hasta el suelo, no causará ningún daño". Se puede ver que el primer pararrayos del mundo fue fabricado por los trabajadores inteligentes de China.
En segundo lugar, con el desarrollo actual de los pararrayos, se han descubierto en el mundo pararrayos más seguros. El pararrayos más seguro no es una aguja, sino un plumero. Este pararrayos fue inventado por dos estadounidenses. Según un informe reciente del New York Times, el centro de este pararrayos es un tubo, y de su parte superior salen 2.000 finos cables, distribuidos en un patrón radial. Este enfoque dispersa mejor la carga estática que se acumula alrededor del edificio.
En tercer lugar, "los pararrayos están obsoletos". En la actualidad, nuestro país ha desarrollado con éxito un pararrayos semiconductor cuyo efecto de protección contra rayos supera con creces los pararrayos y productos similares producidos en los Estados Unidos, Francia y Australia. Los pararrayos semiconductores tienen dos funciones: (1) Cuando hay una fuerte nube de tormenta sobre un edificio, emite una chispa de corona de 1 metro de largo para neutralizar la corriente del cielo y reducir la caída de rayos (2) Cuando ocurre un rayo, Relacionado; Los dispositivos instalados en pararrayos semiconductores pueden bloquear la fuerte corriente liberada por los rayos.
Xie Guangrun, un conocido experto en protección contra rayos en mi país y profesor del Instituto de Conservación del Agua de Wuhan, sugirió instalar este tipo de pararrayos semiconductores en edificios de gran altura para proteger la propiedad nacional. Xie Guangrun dijo que actualmente, 24 unidades en las fuertes áreas mineras de mi país han instalado pararrayos semiconductores. Después de varios años de pruebas, se ha demostrado que salva edificios una y otra vez. Pidió a las unidades pertinentes, especialmente a los departamentos de ingeniería de defensa nacional, meteorología, energía eléctrica, comunicaciones y radiodifusión, promover los pararrayos semiconductores lo antes posible para reducir las pérdidas por rayos.
¿La bicicleta se inventó en China?
Existen muchas teorías sobre la invención de la bicicleta.
China es el primer país del mundo en inventar las bicicletas. El antepasado de la bicicleta es el monociclo chino del año 500 a.C. Durante el período Kangxi de la dinastía Qing (1662 ~ 1722), Huangluzhuang inventó la bicicleta. "La historia no oficial de la dinastía Qing" se ha publicado durante once años: "Huangluzhuang construyó un carro de dos ruedas, de más de un metro de largo, en el que puede sentarse una persona sin empujar ni tirar. Al caminar, los brazos giran alrededor del eje. , y luego es como antes. Caminando así, puedes caminar ochenta millas con los brazos alrededor del sol "Esta es la bicicleta más antigua del mundo.
②La bicicleta fue inventada por los europeos occidentales. En 1790 d.C., el francés Sifulak desarrolló una bicicleta de madera sin manillar, pedales ni cadenas. La forma del coche es como un caballo de madera, con dos ruedas clavadas en sus patas y fijadas en línea. Como la bicicleta no tenía tracción ni dirección y tenía un asiento bajo, Sifulak montó él mismo en la bicicleta, con los pies en el suelo, y empujó con fuerza hacia atrás para que la bicicleta avanzara en línea recta. En 1817, el barón alemán von der Rais inventó un manillar que se podía mover libremente para facilitar el cambio de su bicicleta. De Rais solicitó una patente en Inglaterra. En 1839, el trabajador británico K. Macmillan fue pionero en una bicicleta de pedales que utilizaba un mecanismo de cigüeñal para impulsar la rueda trasera, lo que permitía a las personas levantar los pies del suelo mientras andaban en bicicleta. Un día de 1861, los fabricantes parisinos de carruajes y cochecitos Michaud y sus hijos repararon la bicicleta de De Rais. Después de la reparación, les resultó difícil poner los pies en la rampa, por lo que la mejoraron e instalaron un cigüeñal con pedales en la rueda delantera del coche, inventando así la bicicleta Michaud, que pronto comenzó a producirse en masa. Alrededor de 1870, el francés Ma Zhi construyó una bicicleta con una rueda motriz delantera grande y una rueda motriz trasera pequeña, que funcionaba muy bien. Después de 1890, la compañía británica Humber produjo una bicicleta accionada por cadena, la bicicleta diamante, que todavía se utiliza en la actualidad.
La bicicleta fue inventada por los rusos. Un día de septiembre de 1801, el siervo ruso Artamonov montó una bicicleta de madera que él mismo fabricó y viajó 2.500 kilómetros hasta Moscú para presentar un regalo al zar Alejandro I. La bicicleta fabricada por Artamonov estaba en Francia con Sivlac. Las bicicletas se fabrican de manera similar. Después de que Alejandro I vio la bicicleta construida por Artamonov, inmediatamente ordenó que se revocara su condición de esclavo.
Conocimiento óptico en la antigua China
El origen de la óptica, al igual que la mecánica y el calor, se remonta a hace dos o tres mil años. El chino Mo Qing registró muchos fenómenos ópticos, como proyecciones, imágenes estenopeicas, espejos planos, espejos convexos, espejos cóncavos, etc. Occidente ha registrado el conocimiento óptico desde muy temprano. Euclides (alrededor de 330-260 a. C.) estudió el reflejo de la luz en los espejos, y el erudito árabe Al-Hazen (965-1038) escribió una enciclopedia óptica y analizó muchos fenómenos ópticos. La verdadera formación de la óptica como ciencia debe contarse a partir del establecimiento de las leyes de reflexión y refracción, que sentaron las bases de la óptica geométrica. La naturaleza de la luz también es un tema importante en la investigación óptica. La teoría de partículas considera que la luz está compuesta de partículas y cree que estas partículas vuelan en línea recta de acuerdo con las leyes de la mecánica, por lo que la luz tiene la propiedad de propagarse en línea recta. Antes del siglo XIX, la teoría de partículas era relativamente popular. Sin embargo, con la profundización de la investigación óptica, se ha descubierto que muchos fenómenos que no pueden explicarse mediante la linealidad, como la interferencia y la difracción, pueden explicarse fácilmente mediante la fluctuación de la luz, por lo que la teoría de la fluctuación de la luz ha ganado ventaja. El debate entre las dos teorías constituye una línea roja en la historia del desarrollo óptico.
1. Métodos y comprensión del fuego
La herramienta para hacer fuego en la antigua China se llamaba "incienso", que se puede dividir en incienso dorado e incienso de madera. El elefante dorado atrae el fuego del sol y el elefante de madera atrae el fuego de la leña. Según registros de libros chinos antiguos, "Fuxiang" y "Yangxiang" (en realidad un tipo de espejo cóncavo, hecho de metal, llamado colectivamente "Jinxiang") se usaban comúnmente para hacer fuego en la antigüedad. En la antigüedad, la gente siempre llevaba consigo armas de fuego cuando marchaba o cazaba. El "Libro de los Ritos" contiene registros del "incienso dorado de Pei Zuo" y del "incienso de madera de Youpei", lo que indica que el incienso dorado se usa para hacer fuego en los días soleados y el incienso de madera se usa para hacer fuego en los días nublados. El uso de instrumentos ópticos para concentrar la energía solar fue pionero de la humanidad. Hablando de hacer fuego, los antiguos usaban lentes antiguas caseras para hacer fuego. En el siglo II a.C., algunas personas utilizaban hielo como lentes para recoger la luz solar y encender fuego. Hay registros en "Tang Wenjing Series" y "Huainan Wanbi Shu": "Pele el hielo para darle una forma redonda, sosténgalo hacia el sol y use moxa para proyectar su sombra, debe ser fuego", decimos a menudo. que el agua y el fuego son incompatibles, pero Hacer una lente de hielo para hacer fuego es una creación maravillosa. Las lentes hechas de hielo no se pueden almacenar por mucho tiempo, así que use vasos o vasos para hacer lentes. Imágenes estenopeicas y comprensión de las sombras
En el siglo IV a. C., los mohistas llevaron a cabo experimentos con imágenes estenopeicas y dieron análisis y explicaciones. El libro mohista decía claramente: "Cuando la escena llega (cae), hay un final en. mediodía, la escena se hace larga, y el final está dicho." . "El "mediodía" aquí es donde está la cueva.
Este pasaje muestra que el orificio es una imagen invertida porque hay un punto ("final") en el orificio que es la intersección de la luz, y el tamaño de la imagen no tiene nada que ver con la ubicación de esta intersección. También se puede ver claramente desde aquí que los antiguos se habían dado cuenta de que la luz viaja en línea recta, por lo que a menudo usaban "disparar" para describir la luz que viaja en línea recta. Shen Kuo, de la dinastía Song del Norte, también describió experimentos sobre la propagación lineal de la luz y las imágenes estenopeicas en "Meng Qian's Bi Tan". Primero, observó directamente el vuelo en el aire, y las sombras en el suelo lo siguieron, de acuerdo con la dirección del vuelo. Luego haga un pequeño agujero en la ventana de papel, deje que la sombra que vuela desde la ventana aparezca en la cortina de papel interior y utilice el principio de la luz directa para explicar los resultados observados: "El este ensombrece al oeste y el oeste ensombrece al este". ". Los mohistas utilizaron las propiedades de propagación lineal de la luz para discutir la relación entre fuentes de luz, objetos y proyecciones. "Mo Jing" escribe: "La escena no cambia, se llama cambio". "Cuando llega la luz, la escena muere. Si es así, haz lo mejor que puedas. Significa que la sombra es inamovible". Si la sombra se mueve es porque la fuente de luz u objeto se mueve, por lo que la sombra original desaparece y siguen apareciendo nuevas sombras. Si la luz incide sobre el área de proyección, la sombra desaparecerá. Si la sombra existe, el objeto no se mueve. Mientras el objeto no se mueva, la sombra permanecerá en su lugar original. Los mohistas también explicaron la umbra y la penumbra. Hay un registro de este tipo en "Mo Jing": "Respeta la segunda escena, las palabras son importantes". "La segunda escena, edición de luz. Una, luz, luz, significa que un objeto tiene dos proyecciones (". umbra y penumbra), indicando que es el resultado de la iluminación repetida por dos fuentes de luz al mismo tiempo ("persona que habla" y "clip de lámpara"), una proyección que indica que está iluminada por una sola fuente de luz, y enfatizando la Relación entre fuente de luz y proyección (“la fuente de luz también es una escena”). En este sentido, los mohistas también discutieron el tamaño y los cambios de las sombras basados en los cambios en la posición relativa del objeto y la fuente de luz, así como las diferencias en los tamaños del objeto y la propia fuente de luz.
3. Comprensión de los espejos
Los mohistas realizaron observaciones e investigaciones en profundidad sobre los espejos cóncavos y dejaron registros claros y detallados en el libro "Mo Jing". "Mirando hacia abajo, el paisaje es pequeño y fácil, y lo grande es vertical, es decir de afuera hacia adentro". "Bajo" significa cóncavo profundo, si lo colocas en el medio, la imagen que obtienes es más grande y más vertical que el objeto. Shen Kuo, de la dinastía Song del Norte, midió la distancia focal de un espejo cóncavo. Colocó su dedo frente a un espejo cóncavo y observó la imagen. Descubrió que la imagen cambiaba correspondientemente con la distancia entre su dedo y el espejo. Hay un registro en "Bi Tan de Meng Qian": "La cara de Yang Xiang está hundida. Está bien tomar una foto con un dedo. No importa qué tan lejos estés, no puedes ver nada. Después de eso, lo harás caer." Significa que cuando su dedo está cerca del espejo cóncavo, la imagen está vertical y se mueve gradualmente hacia algún lugar (cerca del foco), entonces "no se puede ver nada", es decir, no hay ninguna imagen (como esta está en el infinito); después de recorrer esta distancia, es como estar al revés. Este experimento no sólo expresa el principio de formación de imágenes de un espejo cóncavo, sino que también es un método aproximado para medir la distancia focal de un espejo cóncavo.
Los mohistas también estudiaron las lentes convexas. "Mo Jing" escribe: "Jian Tuan, Jing Yi. Se dice que el castigo es muy fuerte". "Jian Tuan" es Yan Mian Jing, también conocido como Tuan Jing. El "Escenario 1" ilustra que sólo existe un tipo de imagen formada por un espejo convexo. Los homógrafos de "castigo" se refieren a un objeto que siempre es más grande que una imagen. Nuestros antepasados aprovecharon la capacidad de los espejos planos para reflejar la luz y combinaron varios espejos planos para lograr resultados interesantes. Por ejemplo, la anotación relevante "Suplemento Zhuangzi" del "Capítulo Zhuangzi Tianxia" registra: "Si la sombra es un espejo, la sombra es un espejo y la superficie es un espejo, y los fantasmas son infinitos". Recibió el "espejo delante del espejo y detrás del espejo", el efecto de flores que se complementan entre sí. Está registrado en las series "Jian" y "Huainan Bay Wall Book": "Tomas un espejo grande y colocas una palangana debajo, y puedes ver a tus vecinos. Esto muestra que alguien hizo el primer "periscopio" de tubo abierto. "Hace mucho tiempo, que puede ver el exterior a través del tabique.
4. Entendiendo el arco iris
El arco iris es un fenómeno óptico atmosférico. Desde el siglo VI tenemos una comprensión correcta del arco iris en la antigua China. Kong Yingda (574-648), de principios de la dinastía Tang, resumió las causas del arco iris. Creía que "si las nubes son delgadas y el sol se filtra, las gotas de lluvia expuestas a la luz del sol producirán un arco iris". El arco iris tiene tres condiciones, a saber, las nubes, el sol y "la luz del sol y la gota de lluvia". Shen Kuo también realizó una investigación detallada sobre esto y realizó inspecciones in situ. En "Notas seleccionadas de Meng Qian Bitan", escribió: "Es otra nueva lluvia y se ve un arco iris frente al arroyo". En vista del mismo mensaje, ambos extremos del arco iris cuelgan del arroyo. Permite a las personas cruzar el arroyo y mirarse entre sí a través del arco iris. Están separados por unos pocos pies, como el espacio en el medio, y también se puede ver de oeste a este; Si miras algo que está parado en un arroyo, el sol te atrapará y no verás nada. "Señale que las posiciones del arco iris y el sol son sólo relativas. El arco iris vespertino se puede ver en el este, pero no el sol. Una vez que se conoce el arco iris en la tierra, se puede hacer artificialmente. En medio de En el siglo VIII, hubo un experimento en la dinastía Tang: "La parte posterior del sol rocía "El agua que sale parece un arco iris", lo que significa que cuando se expulsan gotas de agua desde la parte posterior del sol, se puede ver una escena similar a un arcoíris.
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