光学著作

光学著作

清代的光学著作,以郑复光的《镜镜詅痴》和邹伯奇的《格术补》为代表作。

郑复光继承中国古代传统的光学知识,同时又吸收明末清初西方传入我国的近代光学知识,加以研究并融会贯通,写成几何光学专著《镜镜詅痴》。该书分四个部分:一、“明原”,阐述光学基本概念、几何光学基本定律;二、“类镜”,论述几种反射镜和折射镜的质料和性能,着重介绍几种方形透镜的特性及光学现象;三、“释圆”,论述圆形透镜的性质,包括凸、凹透镜的成像规律,成像特点,透镜组的成像,及凸、凹透镜之间的量的关系;四、“述作”,阐述十七种光学仪器和器具的制造和使用方法等。其中,“释圆”部分是全书的重点,是郑复光用力最深、成就最大的部分,他建立了单个透镜的“顺三限”和“侧三限”以及透镜组的“距显限”和“变显限”的理论,这是在当时闭关锁国时代,郑复光独自试验和研究建立起来的独特的理论体系。郑复光还在他的另一著作《费隐与知录》中,讨论了有关针孔成像、冰透镜取火、近视眼、远视眼及眼睛的调节等有关光学方面的一些问题。

邹伯奇对光学理论的研究成果主要集中在《格术补》一书中。该书深入讨论了透镜成像原理和成像公式,他得到透镜物距、像(“影”)距和焦距(“日限”)之间的定量关系:“置日限尺寸自乘为实,以物距镜减日限为法除之,得影加远之数”;“或置日限尺寸为实,以物距镜乘之,物距镜减日限除之亦同”;“若先有影距镜数,与物距镜相乘,与物距镜相并为法除之,得此镜之日限”。我们如果以uvf分别表示物距、像距和焦距,上面三句话用式子可分别表示为(https://www.daowen.com)

图示

这三个式子实际上就是透镜成像的高斯公式

图示

邹伯奇还讨论了透镜组的焦距、几种折射望远镜和反射望远镜(即伽利略式、开普勒式、格雷高里式和卡塞格林式望远镜)以及放大镜、显微镜的结构和原理,眼睛和视觉的光学原理等。邹伯奇还是我国照相术的先驱。他曾制成“摄影之器”(实为一种取景器),并用来绘画景物[8]。之后在此基础上,研究制成了我国第一台照相机。