第一章 中国古代物理学(光学、电磁学、天文学)

1、三三 光学光学（一）光源（一）光源（二）几何光学知识（二）几何光学知识 1.1.光的直线传播与小孔成像光的直线传播与小孔成像 2.2.光的反射与镜面成像光的反射与镜面成像 3.3.光的折射与透镜光的折射与透镜 4.4.光的色散光的色散 （一）光源（一）光源 1.1.太阳和月亮：甲骨文中用太阳和月亮：甲骨文中用“明明”字表示字表示 2.2.火：甲骨文中火：甲骨文中“光光”就是一个人举着一把就是一个人举着一把火火 3.3.灯：西汉的镏金长信宫灯灯：西汉的镏金长信宫灯 4.4.磷光：俗称磷光：俗称“鬼火鬼火” 5. 5.萤火：萤火： “囊萤囊萤”读读书书的故事；的故事；沈括沈括称称其为其为“聚萤囊聚

2、萤囊”灯灯笼，笼，“有火之用，有火之用，无火之热无火之热”；明清时期明清时期将其用于水下诱捕鱼。将其用于水下诱捕鱼。 6. 6.荧光物质：用含有荧光物质：用含有荧光物质的颜料作画。荧光物质的颜料作画。 宋代宋代湘山野录湘山野录记记载一幅画牛的画，白天看，载一幅画牛的画，白天看，牛在栏外吃草，晚上牛则牛在栏外吃草，晚上牛则卧在栏内；卧在栏内； 1. 1.光的直线传播与小孔成像光的直线传播与小孔成像 墨经墨经：景倒，在午有：景倒，在午有端端与。景：光之与。景：光之人，人，照若射照若射，下者之人也高，下者之人也高， 高者之人高者之人也下。足蔽下光，故成景与上。首蔽上光，也下。足蔽下光，故成景与上。首

3、蔽上光，故成景与下。在远近。有端与于光，故景故成景与下。在远近。有端与于光，故景库库内也。内也。( (午：交叉；午：交叉； 端：小孔端：小孔) )。（二）几何光学知识（二）几何光学知识 赵友钦实验赵友钦实验（宋末元初）：赵友钦实验（宋末元初）：赵友钦实验在中国古代史上占有重要地位，其实验目的在中国古代史上占有重要地位，其实验目的明确，设计合理，步骤清晰，结果可靠，是明确，设计合理，步骤清晰，结果可靠，是中国物理学史上的的一个首创。中国物理学史上的的一个首创。 梦溪笔谈梦溪笔谈：“若鸢（若鸢（yunyun）飞空中，）飞空中，其影随鸢而移；或中间其影随鸢而移；或中间为窗所束为窗所束则影与鸢相则影与

4、鸢相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂。楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂。” 赵友钦实验：赵友钦实验：实验中他固定几个条件，改实验中他固定几个条件，改变一个条件来观察成像情况。实验分五步：变一个条件来观察成像情况。实验分五步：改变光源强度，作日改变光源强度，作日月蚀模拟实验；月蚀模拟实验；改变像距；改变像距；改变光源距离，观察改变光源距离，观察小孔成像的变化；小孔成像的变化；改变孔的大小和形状，改变孔的大小和形状，做大孔成像实验。做大孔成像实验。改变孔的大小，比较成像情况；改变孔的大小，比较成像情况； 平面镜：平面镜：2

5、.2.光的反射与镜面成像光的反射与镜面成像 墨经墨经中中论述了光的反射，包括平面论述了光的反射，包括平面镜、凹面镜、凸面镜的反射情况。镜、凹面镜、凸面镜的反射情况。“景，日之光反烛人，则景，日之光反烛人，则景在日与人之间景在日与人之间” 凹面镜凹面镜： “ “鉴洼鉴洼，景，一小而易，一大而正，说，景，一小而易，一大而正，说在在中中之外、内。中之内，鉴者近中，则所鉴之外、内。中之内，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必正，起于中缘正而长其直也。中之外，鉴必正，起于中缘正而长其直也。中之外，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴者近中，则

6、所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小而必小，景亦小而必易易。合于中长直也。合于中长直也。” “鉴洼鉴洼”即凹面镜，即凹面镜，“中中”为焦点，为焦点，“易易”即倒置。即倒置。沈括：沈括： “ “阳燧阳燧面面洼洼，以一指迫而，以一指迫而照之则正，渐远则无所见，过照之则正，渐远则无所见，过此遂倒。此遂倒。” ” “ “小鉴不能全观人面，故令微凸，收人小鉴不能全观人面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面。仍覆量鉴面令小，则鉴虽小而能全纳人面。仍覆量鉴之小大增损高下，常令人面与鉴大小相若。之小大增损高下，常令人面与鉴大小相若。”1956 年河南年河南出土春秋早出土春秋早期的一面阳期的一面阳燧（

7、凹面镜）燧（凹面镜） 凸面镜：凸面镜： “鉴团鉴团，景一。，景一。鉴者近，则所鉴大，鉴者近，则所鉴大，景亦大；其远，所鉴小，景亦小，而必正。景亦大；其远，所鉴小，景亦小，而必正。” ” 即鉴团只成一缩小的正立的像（虚）。即鉴团只成一缩小的正立的像（虚）。 镜术：镜术：利用平面镜成像制成利用平面镜成像制成“万花筒万花筒”样样“魔镜魔镜”：日月镜、四规镜等。：日月镜、四规镜等。 凹凸面镜：凹凸面镜：殷武丁时期就出现了凹、凸面镜。殷武丁时期就出现了凹、凸面镜。 透光镜：透光镜：现上海博物馆现上海博物馆珍藏有西汉时期的珍藏有西汉时期的“透光镜透光镜”（青铜）。（青铜）。 隋唐隋唐古镜记古镜记记载：记载

8、：“承日照之，则背上文承日照之，则背上文字，墨入影内，纤毫无失字，墨入影内，纤毫无失”。3.3.光的折射与透镜光的折射与透镜 冰透镜冰透镜：西汉：西汉淮南万毕术淮南万毕术记载：记载： “削冰令圆，举向以日，以艾承其影，则火削冰令圆，举向以日，以艾承其影，则火生。生。” 鲫鱼杯鲫鱼杯：宋代：宋代春渚（春渚（zhzh）纪闻）纪闻：“有一鲫，长寸许，游泳可爱。水倒出，鱼有一鲫，长寸许，游泳可爱。水倒出，鱼不复见。复酌水酒中，须臾一鱼泛然而起。不复见。复酌水酒中，须臾一鱼泛然而起。” “蝴蝶杯蝴蝶杯”、“兰花杯兰花杯” 4. 4.光的色散光的色散 雨后成虹和造虹实验：雨后成虹和造虹实验： 唐初孔颖达唐

9、初孔颖达礼记注疏礼记注疏“日照雨滴则虹生日照雨滴则虹生” 唐代张志唐代张志和和玄真子玄真子“雨色映日而为雨色映日而为虹虹”“”“背日喷乎水，成虹霓之状。背日喷乎水，成虹霓之状。” 南宋蔡卞南宋蔡卞毛诗名物解毛诗名物解：“云薄漏日，日云薄漏日，日照雨滴则虹生。今以水喷日，自侧视之，则照雨滴则虹生。今以水喷日，自侧视之，则晕为虹霓晕为虹霓。故今雨气成虹，朝阳射之则在。故今雨气成虹，朝阳射之则在西，夕阳射之则在东。西，夕阳射之则在东。”鸡子石英证含光图：鸡子石英证含光图： 著名道士张果修炼内丹的著著名道士张果修炼内丹的著作作修真历验钞图修真历验钞图：讲到从白石：讲到从白石英看到：英看到：“映日则光玉

10、也映日则光玉也，五色，五色玄英玄英”。白石英为无色透明晶体，。白石英为无色透明晶体，属六角晶系。用白石英作的三棱镜属六角晶系。用白石英作的三棱镜对日光产生了色散。对日光产生了色散。明末方以智明末方以智物理小识物理小识四四 电磁学电磁学1.1.对电的认识对电的认识2.2.对磁的认识对磁的认识3.3.电与磁的应用电与磁的应用 1. 1.对电的认识对电的认识 摩擦起电：摩擦起电： 东汉王充东汉王充论衡论衡：“顿牟掇芥，磁石顿牟掇芥，磁石引针引针他类肖似，不能掇取者，何也？气性他类肖似，不能掇取者，何也？气性异殊，不能相感动也。异殊，不能相感动也。”顿牟指玳瑁（爬行顿牟指玳瑁（爬行动物，形状象龟，这里

11、指其壳）。（用元气动物，形状象龟，这里指其壳）。（用元气解释静电现象）；解释静电现象）； 西晋张华西晋张华博物志博物志记载：记载：“今人梳头，今人梳头，脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有吒声。脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有吒声。” 雷电现象：雷电现象： 沈括沈括梦溪笔谈梦溪笔谈： “ “雷火自窗间出，赫然出檐，人以为堂雷火自窗间出，赫然出檐，人以为堂屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛然，墙屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛然，墙壁窗纸皆黔（黑）。有一木格，其中杂储诸壁窗纸皆黔（黑）。有一木格，其中杂储诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀

12、，极坚刚，就刀室中熔为不焦灼。有一宝刀，极坚刚，就刀室中熔为汁，而室亦俨然。汁，而室亦俨然。” 明代方以智明代方以智： “ “雷火所及，金石销熔，而漆器不坏。雷火所及，金石销熔，而漆器不坏。” 解释解释： 淮南子淮南子记载记载： “ “阴阳相薄为雷，激扬为电阴阳相薄为雷，激扬为电” 朱熹朱熹： “ “阴阳之气，闭结之极，忽然迸散出阴阳之气，闭结之极，忽然迸散出” 明代刘伯温明代刘伯温： “阴气团于阳，必迫，迫极而迸，迸阴气团于阳，必迫，迫极而迸，迸 而声为雷，光为电而声为雷，光为电”武当山天柱峰金顶三大奇观之一的武当山天柱峰金顶三大奇观之一的“雷火练殿雷火练殿”2.2.对磁的认识对磁的认识磁性

13、：磁性： 吕氏春秋吕氏春秋：“慈石召铁，或引子也慈石召铁，或引子也”； 鬼谷子鬼谷子：“慈石取针慈石取针”； 高诱注释高诱注释吕氏春秋吕氏春秋时指出：时指出：“石，石，铁之母也，以有慈石，故能引其子。石之不铁之母也，以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引也慈者，亦不能引也”。 屏蔽：屏蔽： 明末刘献廷明末刘献廷广阳杂记广阳杂记：“慈石吸铁，慈石吸铁，隔碍潜通。或问余曰：隔碍潜通。或问余曰：慈石吸铁，何物可以慈石吸铁，何物可以隔之？隔之？犹子阿儒曰：犹子阿儒曰：唯铁可以隔之耳唯铁可以隔之耳。其人去而复来，曰：其人去而复来，曰：试之果然试之果然。” 磁石吸引物质只限于铁磁石吸引物质只限于铁：

14、淮南子淮南子：“若以慈石之能连铁也，而若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣求其引瓦，则难矣”，“及其于铜则不通及其于铜则不通”。3.3.电与磁的应用电与磁的应用 避雷针：避雷针： 磁性指南器：磁性指南器： 司南：司南：王充王充论衡论衡：“司南之司南之杓（勺），投之于地，杓（勺），投之于地，其柢指南。其柢指南。”中国古代科技中国古代科技 指南车模型指南车模型 指南车指南车司南司南 天然磁石指南针：天然磁石指南针： 南宋南宋事林广记事林广记指南鱼指南鱼的制作方法：的制作方法：“以木刻鱼子，如拇指大，开腹一窍，陷好以木刻鱼子，如拇指大，开腹一窍，陷好磁石一块，却以蜡填满，磁石一块，却以蜡填满，令没

15、放水中，自令没放水中，自然指南，以手拨之，又复如此。然指南，以手拨之，又复如此。” 指南龟指南龟的制作方法：的制作方法：“以木刻龟子一个，以木刻龟子一个，一如前法制作造，但于尾边敲针入去，一如前法制作造，但于尾边敲针入去，龟龟腹下微陷一穴，安钉子上，拨转常指北，须腹下微陷一穴，安钉子上，拨转常指北，须是针尾后是针尾后”指南鱼指南鱼 指南针指南针 磁化磁化 地磁场磁化法地磁场磁化法： 10441044年出版的年出版的宋代曾公亮宋代曾公亮武经总要武经总要： “ “鱼法，以薄铁叶剪裁，长二寸阔五分，鱼法，以薄铁叶剪裁，长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置碳火中烧之，侯通赤，以首尾锐如鱼形，置碳火中烧之，侯

16、通赤，以铁钤铁钤钤（钤（qin qin 印、章印、章) )鱼首出火鱼首出火，以尾正对，以尾正对子位，蘸水盆中，子位，蘸水盆中，没尾数分则止没尾数分则止，以密器收，以密器收之，用时置水碗于无风处，平放鱼在水面令之，用时置水碗于无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也。浮，其首常南向午也。”将铁片烧红的是使将铁片烧红的是使磁畴重新分布成为顺磁体，淬火使磁畴稳定。磁畴重新分布成为顺磁体，淬火使磁畴稳定。 磁石磁化法：磁石磁化法： 沈括沈括梦溪笔谈梦溪笔谈： “ “方家以磁石磨针锋，则能指南，然方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东（地磁偏角），不全南也常微偏东（地磁偏角），不全南也。水浮。水浮多荡摇

17、，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤多荡摇，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。” 应用：应用：朱朱 域域萍洲可谈萍洲可谈（11191119）：）： “ “舟师识地理，夜则观星，昼则观日，舟师识地理，夜则观星，昼则观日， 阴晦则观指南针。阴晦则观指南针。”； 南宋赵汝适南宋赵汝适诸蕃志诸蕃志： “ “渺茫无际，天水一色。舟舶来往，渺茫无际，天水一色。舟舶来往，惟以指南针为则。昼夜守视唯谨，毫厘之惟以指南针为则。昼夜守视唯谨，毫厘之差，生死系焉。差，生死系焉。” 地螺：地螺：指南针配上固定方位盘，就是指南针配上固定方位盘，就是罗盘，南宋时称罗盘，

18、南宋时称“地螺地螺” 1) 1)传传:4000:4000年前，黄帝与蚩尤打仗，但年前，黄帝与蚩尤打仗，但蚩尤作雾，黄帝则使用指南车来辨别方向，蚩尤作雾，黄帝则使用指南车来辨别方向，使蚩（使蚩（ch)ch)尤大败。尤大败。 3) 3)晋朝大将马隆与羌人作战时，让士卒晋朝大将马隆与羌人作战时，让士卒皮革盔甲，在夹道上置磁石，因而大败身穿皮革盔甲，在夹道上置磁石，因而大败身穿铁甲的羌兵。铁甲的羌兵。 2) 2)郦道元在郦道元在水经注水经注中，写到秦始皇中，写到秦始皇为了防避刺客，用磁石建造阿房宫的北阙门，为了防避刺客，用磁石建造阿房宫的北阙门，若刺客身怀刀刃将被磁门吸住若刺客身怀刀刃将被磁门吸住。小

19、故事小故事五五 声学声学1.1.声音的产生：声音的产生：2.2.声音的传播声音的传播3.3.共振共振4.4.共鸣及其消除共鸣及其消除5.5.声音的反射声音的反射6.6.古代乐器古代乐器7.7.律学律学 1. 1.声音的产生：声音的产生： 王充：王充： “ “生人所以言语吁呼者，生人所以言语吁呼者，气括口喉气括口喉之中，之中，动摇其舌，张歙（动摇其舌，张歙（x） 其口，故能成言其口，故能成言”, , 并且还把声音的传播与水波类比；并且还把声音的传播与水波类比； 宋应星：宋应星： 明 代 江 西 奉明 代 江 西 奉新县人，一生著作新县人，一生著作很 多 ， 代 表 作 为很 多 ， 代 表 作

20、为论气论气和和天工天工开物开物。这部书被。这部书被誉为誉为“中国中国1717世纪世纪的工艺百科全书。的工艺百科全书。” 在在论气论气中：中： “ “及夫冲之有声焉，飞矢是也；界及夫冲之有声焉，飞矢是也；界之有声焉，跃鞭是也；振之有声焉，弹弦之有声焉，跃鞭是也；振之有声焉，弹弦是也；辟之有声焉，裂缯是也；合之有声是也；辟之有声焉，裂缯是也；合之有声焉，鼓掌是也；持物击物，气随所持之物焉，鼓掌是也；持物击物，气随所持之物而逼及于所击之物有声焉，挥椎是也。而逼及于所击之物有声焉，挥椎是也。”即声音即声音“步能自为生步能自为生”，必须冲之，界之，必须冲之，界之，振之，辟之，合之，击之。从而使空气震振之

21、，辟之，合之，击之。从而使空气震动，才能发出声音。动，才能发出声音。 2. 2.声音的传播声音的传播 宋应星宋应星论气论气： “ “物之冲气也，如其激水然。气与水，物之冲气也，如其激水然。气与水，同一易动之物。以石投水，水面迎石之位，同一易动之物。以石投水，水面迎石之位，一拳而止，而其文浪以次而开，至纵横寻丈一拳而止，而其文浪以次而开，至纵横寻丈而犹未歇。其荡气也亦犹是焉，特微渺而不而犹未歇。其荡气也亦犹是焉，特微渺而不得耳闻。得耳闻。” 3. 3.共振共振 庄子庄子徐无鬼徐无鬼： “为之调瑟，废于一堂，废于一为之调瑟，废于一堂，废于一室。鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣。室。鼓宫宫动，鼓角角动，

22、音律同矣。夫改调一弦，于五音无当也，鼓之，二夫改调一弦，于五音无当也，鼓之，二十五弦皆动。十五弦皆动。” 3. 3.共振共振 梦溪笔谈梦溪笔谈：“琴瑟弦皆有应声，琴瑟弦皆有应声，宫弦则应少宫，商弦则应少商，其余皆隔宫弦则应少宫，商弦则应少商，其余皆隔四相应。今曲中有声音，须依此用之。欲四相应。今曲中有声音，须依此用之。欲知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，弦上，鼓其应弦，则纸人跃，则纸人跃，他弦则不动。他弦则不动。声律高下苟同，虽在他琴鼓之，应弦亦震，声律高下苟同，虽在他琴鼓之，应弦亦震，此谓之正声。此谓之正声。”（共振实验）（共振实验） 4

23、. 4.共鸣及其消除共鸣及其消除 南北朝时期刘敬叔南北朝时期刘敬叔异苑异苑：“晋中朝晋中朝有人蓄铜澡盆，晨夕恒鸣如人扣，乃问张华。有人蓄铜澡盆，晨夕恒鸣如人扣，乃问张华。华曰：华曰：此盆与洛钟宫商相应，宫中朝暮撞钟，此盆与洛钟宫商相应，宫中朝暮撞钟，故声应尔。可错（挫）令轻，则韵乖。鸣自止故声应尔。可错（挫）令轻，则韵乖。鸣自止也。也。依其言，后不复鸣。依其言，后不复鸣。” 唐代韦绚唐代韦绚刘宾客嘉话录刘宾客嘉话录记载了当时的太记载了当时的太乐令曹绍为一僧人治病的事：该僧人因僧房内乐令曹绍为一僧人治病的事：该僧人因僧房内一磬无故自鸣，而惊恐成疾。一磬无故自鸣，而惊恐成疾。 5. 5.声音的反射

24、声音的反射 北京天坛：北京天坛： 回音壁、三音石、对话石回音壁、三音石、对话石 山西永济山西永济“莺莺塔莺莺塔”： 普救寺舍利塔，因普救寺舍利塔，因“西厢记西厢记”而称而称“莺莺塔莺莺塔”，是一座空心砖塔，初建于唐武，是一座空心砖塔，初建于唐武则天，后重建于明嘉靖则天，后重建于明嘉靖4242年（年（15641564），因其），因其可产生蛙鸣般的回声，而列可产生蛙鸣般的回声，而列河东河东“清八景清八景”之一之一。（。（ 普救蟾声）普救蟾声）回音壁回音壁传声示意图传声示意图 三音石三音石和和对话石对话石回回声示意图声示意图 莺莺塔莺莺塔回声示意图回声示意图 河南三门峡河南三门峡“蛤蟆蛤蟆塔塔”：

25、建于金大定十六建于金大定十六年，在塔外十余米处击年，在塔外十余米处击石拍掌，有蛙鸣回音。石拍掌，有蛙鸣回音。河南三门峡河南三门峡“蛤蟆塔蛤蟆塔” 四川潼南四川潼南“石琴石琴”： 实为登山石阶，凿于江实为登山石阶，凿于江边完整无缝凹处，沿石阶拾级边完整无缝凹处，沿石阶拾级而上，自第四级到第十九级，而上，自第四级到第十九级，凡步履所触，便会发出悠扬婉凡步履所触，便会发出悠扬婉转的古琴声在洞内回荡。转的古琴声在洞内回荡。 其中有七级石蹬的发音特其中有七级石蹬的发音特别洪亮，称为别洪亮，称为七步弹琴七步弹琴，题为，题为石蹬琴声石蹬琴声。四川潼南四川潼南“石琴石琴”6.6.古代乐器古代乐器新石器时代：新

26、石器时代：陶埙（陶埙（xnxn）和骨哨）和骨哨编钟编钟 诗经诗经记载：记载：有有2929种之多，包括各种种之多，包括各种弹琴、吹奏、打击等乐器。弹琴、吹奏、打击等乐器。 战国曾侯乙墓：战国曾侯乙墓： 出土的有：编钟、出土的有：编钟、磬、笙、排萧等。磬、笙、排萧等。6.6.律学律学 律学律学的内容包括产生乐音的规律、的内容包括产生乐音的规律、律制的规定、定律器的制定，还要旁及与律制的规定、定律器的制定，还要旁及与历法和度量衡的关系。历法和度量衡的关系。 律学是一门综合声学、乐学和数学律学是一门综合声学、乐学和数学为一体的综合性学科。为一体的综合性学科。 西周：西周： 已发展为已发展为十二律十二律

27、：黄钟、大吕、太簇、：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤夹钟、姑洗、仲吕、蕤ruru宾、林钟、夷则、宾、林钟、夷则、南吕、无射（南吕、无射（yy）、应钟。）、应钟。 商代商代： 已有已有五声音阶五声音阶：宫、商、角、徵（：宫、商、角、徵（zhzh）、）、羽（羽（1 1、2 2、3 3、5 5、6 6）。后又增加了两个半音：）。后又增加了两个半音：变徵（近变徵（近4 4）、变宫（）、变宫（7 7），成为七声音阶。），成为七声音阶。 在在C C调正声音阶下，十二律与七声的关系如下：调正声音阶下，十二律与七声的关系如下： 律律 名名： 黄黄 大大 太太 夹夹 姑姑 仲仲 蕤蕤 林林 夷夷 南南

28、无无 应应 清黄清黄 今今 音音 名名： C C # #C D C D # #D E F D E F # #F G F G # #G A G A # #A B CA B C 音音 阶阶： 宫宫 商商 角角 变徵变徵 徵徵 羽羽 变宫变宫 清宫清宫 十二平均律：十二平均律： 发明者：发明者：朱载育朱载育（1536-16101536-1610？）？）朱元璋的九世孙，成于朱元璋的九世孙，成于15811581年左右，在年左右，在律学新说律学新说和和律吕精义律吕精义有记载。有记载。和十二律的产生已相距和十二律的产生已相距20002000余年。是一余年。是一种相临律间音程差数相等的律制。种相临律间音程差数

29、相等的律制。122122 方法：方法：以公比以公比 的等比级数分配音律，的等比级数分配音律，也就是在八度音之间，分成十二个等音程的半也就是在八度音之间，分成十二个等音程的半音，两相临音律间的频率比都是音，两相临音律间的频率比都是 ，这样，这样可以使十二律自可以使十二律自“黄钟为始，应钟为钟，终而黄钟为始，应钟为钟，终而复始，循环无穷。复始，循环无穷。” 朱载育依据自己发明的十二平朱载育依据自己发明的十二平均律确定了均律确定了“均准均准”（即弦准），（即弦准），是是世界上第一个依据十二平均律建立的世界上第一个依据十二平均律建立的定律器定律器。也是世界上第一个依据十二。也是世界上第一个依据十二平均

30、律建立的弦乐器。平均律建立的弦乐器。盖天说：盖天说：起源于殷周时期。起源于殷周时期。周髀算经周髀算经：“天圆如张盖，地方如棋局天圆如张盖，地方如棋局”，后发展，后发展为为“天似盖笠，地法覆盖天似盖笠，地法覆盖”六六. .天文天文学学周髀算经周髀算经中之盖天说示意图中之盖天说示意图 象征象征“天圆地方天圆地方”思想修建的成都市青羊宫八卦亭思想修建的成都市青羊宫八卦亭 浑天说浑天说：代表人物是东汉代表人物是东汉张张衡衡( (公元公元7878年年-139-139年年) )，生于河南南阳石桥镇，生于河南南阳石桥镇，公元公元111111年担任太史令，年担任太史令，主持天象观测、编订历主持天象观测、编订历

31、法，发明了法，发明了浑天仪、候浑天仪、候风地动仪风地动仪。张衡像张衡像浑天说示意图浑天说示意图 张衡在张衡在浑天仪图注浑天仪图注中写到：中写到：“浑天如浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄。鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄。”认为认为大地是球形的、运动的，地球是宇宙的中心。大地是球形的、运动的，地球是宇宙的中心。用一个天壳和附天而行的日月五星来解释天文用一个天壳和附天而行的日月五星来解释天文现象。现象。和西方同一时期的和西方同一时期的“地心说地心说”相似。相似。张衡强调张衡强调:“:“宇之表无极，宙之端无穷宇之表无极，宙之端无穷”。国际天文学组织用他的名字命名了一颗小行星国际天文学组织用他的名字

32、命名了一颗小行星和月球上的一座环行山。和月球上的一座环行山。东汉张衡对浑天说的表述东汉张衡对浑天说的表述 启启 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 国国 古古 代代 的的 物物 理理 学学 萌萌 芽芽地动仪图地动仪图n水浑仪水浑仪 七七 后记：中国近代史上的机会后记：中国近代史上的机会： 1.1.西学东渐西学东渐： 明万历中叶，随着西方传教士来华，刚明万历中叶，随着西方传教士来华，刚刚兴起的西方近代自然科学开始传入我国。刚兴起的西方近代自然科学开始传入我国。明末清初，西学东渐成为我国自然科学发明末清初，西学东渐成为我国自然科学发展的主流。这一时期来华的传教士有展的主流。这一时期来华的传教

33、士有500500多多人，带来了不少西方科学知识。著译约有人，带来了不少西方科学知识。著译约有370370多种，其中科技多种，其中科技120120余种，多为数学和余种，多为数学和天文天文, ,引起极大反响。引起极大反响。 出现了不同派别出现了不同派别 以明末以明末徐光启、李之藻徐光启、李之藻为代表的为代表的“经世致经世致用用”派：倾向务实，追求新知识，立足于西学；派：倾向务实，追求新知识，立足于西学； 以清初以清初王锡阐王锡阐为代表的一派：既反对恪守为代表的一派：既反对恪守陈规，但也不盲从西法；陈规，但也不盲从西法； 以明末以明末方以智方以智为代表的一派：学习西方的为代表的一派：学习西方的目的在

34、于借西方以恢复和发扬中国古代的传统，目的在于借西方以恢复和发扬中国古代的传统，立足点在于中学。立足点在于中学。 以清初以清初扬光先扬光先为代表的一批守旧派：则为代表的一批守旧派：则坚决反对西学，却符合统治者的思想。坚决反对西学，却符合统治者的思想。 2. 2.洋务运动洋务运动( (史称史称“同光新政同光新政”) )： 18401840年鸦片战争年鸦片战争，中国的大门再次被，中国的大门再次被扣开，洋务运动兴起，扣开，洋务运动兴起，“中学为体，西学中学为体，西学为用为用”的思想被人们接受，西方科学知识的思想被人们接受，西方科学知识再次大量进入中国。由于清政府制度等原再次大量进入中国。由于清政府制度

35、等原因，包括物理学在内的科学等最终退出了因，包括物理学在内的科学等最终退出了中国。中国。西方传教士的来华和自然科学的传入：西方传教士的来华和自然科学的传入： 第一个来华的传第一个来华的传教士教士是意大利的是意大利的利玛利玛窦窦，于，于15821582年来华年来华, ,带带来了世界地图、三棱来了世界地图、三棱镜、自鸣钟、西方乐镜、自鸣钟、西方乐器等器等“奇物奇物”。 1. 1.西方的经典力学的传入西方的经典力学的传入 徐光启：徐光启：我国第一个自然科学翻译家，我国第一个自然科学翻译家，与利玛窦合作，翻译了六十多种自然科学著作，与利玛窦合作，翻译了六十多种自然科学著作，其中有欧几里得其中有欧几里得

36、几何原本几何原本前六卷。前六卷。 王征：王征：与瑞士人邓玉函合作翻译了与瑞士人邓玉函合作翻译了远西远西奇器图说奇器图说，是翻译到我国的第一部力学著作。，是翻译到我国的第一部力学著作。王征自己还著有王征自己还著有新制诸器图说新制诸器图说，于于16271627年年出版。出版。 李善兰：李善兰：18591859年年与英国人与英国人伟烈亚力伟烈亚力合译合译谈天谈天，其中包括牛顿力学的万有引力定律。，其中包括牛顿力学的万有引力定律。 18861886年年与英国人与英国人艾约瑟艾约瑟合译合译重学重学，把，把经典力学的基本内容与研究方法全面而系统的经典力学的基本内容与研究方法全面而系统的介绍到中国介绍到中国

37、 。 至此，西方的经典力学至此，西方的经典力学及其方法和数学工及其方法和数学工具都已基本上为中国所了解，其中还包括一部具都已基本上为中国所了解，其中还包括一部分声学、热学和电学方面的内容。分声学、热学和电学方面的内容。 2. 2.西方光学传入西方光学传入 西方光学传入西方光学传入的重要标志是德国传教士的重要标志是德国传教士汤若望汤若望的的远镜说远镜说（于（于16261626年出版），它年出版），它是一部关于望远镜的专著。是一部关于望远镜的专著。 之后不久，我国便开始自制望远镜。之后不久，我国便开始自制望远镜。 16311631年年徐光启用望远镜观测日食，我国徐光启用望远镜观测日食，我国学者薄钰

38、还把望远镜用于大炮瞄准。学者薄钰还把望远镜用于大炮瞄准。 张福禧：张福禧：18531853年年与与艾约瑟艾约瑟合译合译光论光论，系统介绍了几何光学知识。系统介绍了几何光学知识。 赵元益：赵元益：18761876年年与与金楷里金楷里合译英国著名物合译英国著名物理学家理学家田大里田大里的的光学光学，书中包括几何光学，书中包括几何光学和波动光学，理论性和系统性较强。相当全面和波动光学，理论性和系统性较强。相当全面的反映了当时的西方光学。的反映了当时的西方光学。 田大里田大里另一部著作另一部著作声学声学也由也由傅兰雅傅兰雅和和徐建寅徐建寅合译出版。合译出版。 3. 3.我国学者自己的成就：我国学者自己

39、的成就： 宋应星宋应星（1587-16151587-1615）：）：明末科学家，主要明末科学家，主要著作有著作有天工开物天工开物、论气论气、谈天谈天等；等； 方以智方以智（1611-16711611-1671）：著有）：著有通雅通雅，物理小识物理小识等等 ； 郑复光郑复光：18421842年著年著费隐与知录费隐与知录，18461846年出版年出版镜镜泠镜镜泠(lng)(lng)痴痴，这是这是中国学者所写中国学者所写的第一部光学专著。的第一部光学专著。 邹伯奇：邹伯奇：把数学应用于光学，著有把数学应用于光学，著有格格术补术补一书。而且制造了一书。而且制造了“摄影器摄影器”和感和感光材料，是我国照相机工艺