第一章 中國古代物理學(xué)(光學(xué)、電磁學(xué)、天文學(xué))

1、三三 光學(xué)光學(xué)（一）光源（一）光源（二）幾何光學(xué)知識（二）幾何光學(xué)知識 1.1.光的直線傳播與小孔成像光的直線傳播與小孔成像 2.2.光的反射與鏡面成像光的反射與鏡面成像 3.3.光的折射與透鏡光的折射與透鏡 4.4.光的色散光的色散 （一）光源（一）光源 1.1.太陽和月亮：甲骨文中用太陽和月亮：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”就是一個人舉著一把就是一個人舉著一把火火 3.3.燈：西漢的鎦金長信宮燈燈：西漢的鎦金長信宮燈 4.4.磷光：俗稱磷光：俗稱“鬼火鬼火” 5. 5.螢火：螢火： “囊螢?zāi)椅灐弊x讀書書的故事；的故事；沈括沈括稱稱其為其為“聚螢?zāi)揖?/p>

2、螢?zāi)摇睙魺艋\，籠，“有火之用，有火之用，無火之熱無火之熱”；明清時期明清時期將其用于水下誘捕魚。將其用于水下誘捕魚。 6. 6.熒光物質(zhì)：用含有熒光物質(zhì)：用含有熒光物質(zhì)的顏料作畫。熒光物質(zhì)的顏料作畫。 宋代宋代湘山野錄湘山野錄記記載一幅畫牛的畫，白天看，載一幅畫牛的畫，白天看，牛在欄外吃草，晚上牛則牛在欄外吃草，晚上牛則臥在欄內(nèi)；臥在欄內(nèi)； 1. 1.光的直線傳播與小孔成像光的直線傳播與小孔成像 墨經(jīng)墨經(jīng)：景倒，在午有：景倒，在午有端端與。景：光之與。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，故成景與上。首蔽上光，也下。足蔽下光，故成景與上。首

3、蔽上光，故成景與下。在遠近。有端與于光，故景故成景與下。在遠近。有端與于光，故景庫庫內(nèi)也。內(nèi)也。( (午：交叉；午：交叉； 端：小孔端：小孔) )。（二）幾何光學(xué)知識（二）幾何光學(xué)知識 趙友欽實驗趙友欽實驗（宋末元初）：趙友欽實驗（宋末元初）：趙友欽實驗在中國古代史上占有重要地位，其實驗?zāi)康脑谥袊糯飞险加兄匾匚?，其實驗?zāi)康拿鞔_，設(shè)計合理，步驟清晰，結(jié)果可靠，是明確，設(shè)計合理，步驟清晰，結(jié)果可靠，是中國物理學(xué)史上的的一個首創(chuàng)。中國物理學(xué)史上的的一個首創(chuàng)。 夢溪筆談夢溪筆談：“若鳶（若鳶（yunyun）飛空中，）飛空中，其影隨鳶而移；或中間其影隨鳶而移；或中間為窗所束為窗所束則影與鳶相則影與

4、鳶相違，鳶東則影西，鳶西則影東。又如窗隙中違，鳶東則影西，鳶西則影東。又如窗隙中樓塔之影，中間為窗所束，亦皆倒垂。樓塔之影，中間為窗所束，亦皆倒垂。” 趙友欽實驗：趙友欽實驗：實驗中他固定幾個條件，改實驗中他固定幾個條件，改變一個條件來觀察成像情況。實驗分五步：變一個條件來觀察成像情況。實驗分五步：改變光源強度，作日改變光源強度，作日月蝕模擬實驗；月蝕模擬實驗；改變像距；改變像距；改變光源距離，觀察改變光源距離，觀察小孔成像的變化；小孔成像的變化；改變孔的大小和形狀，改變孔的大小和形狀，做大孔成像實驗。做大孔成像實驗。改變孔的大小，比較成像情況；改變孔的大小，比較成像情況； 平面鏡：平面鏡：2

5、.2.光的反射與鏡面成像光的反射與鏡面成像 墨經(jīng)墨經(jīng)中中論述了光的反射，包括平面論述了光的反射，包括平面鏡、凹面鏡、凸面鏡的反射情況。鏡、凹面鏡、凸面鏡的反射情況?！熬埃罩夥礌T人，則景，日之光反燭人，則景在日與人之間景在日與人之間” 凹面鏡凹面鏡： “ “鑒洼鑒洼，景，一小而易，一大而正，說，景，一小而易，一大而正，說在在中中之外、內(nèi)。中之內(nèi)，鑒者近中，則所鑒之外、內(nèi)。中之內(nèi)，鑒者近中，則所鑒大，景亦大；遠中，則所鑒小，景亦小，而大，景亦大；遠中，則所鑒小，景亦小，而必正，起于中緣正而長其直也。中之外，鑒必正，起于中緣正而長其直也。中之外，鑒者近中，則所鑒大，景亦大；遠中，則所鑒者近中，則

6、所鑒大，景亦大；遠中，則所鑒小，景亦小而必小，景亦小而必易易。合于中長直也。合于中長直也。” “鑒洼鑒洼”即凹面鏡，即凹面鏡，“中中”為焦點，為焦點，“易易”即倒置。即倒置。沈括：沈括： “ “陽燧陽燧面面洼洼，以一指迫而，以一指迫而照之則正，漸遠則無所見，過照之則正，漸遠則無所見，過此遂倒。此遂倒?！?” “ “小鑒不能全觀人面，故令微凸，收人小鑒不能全觀人面，故令微凸，收人面令小，則鑒雖小而能全納人面。仍覆量鑒面令小，則鑒雖小而能全納人面。仍覆量鑒之小大增損高下，常令人面與鑒大小相若。之小大增損高下，常令人面與鑒大小相若?！?956 年河南年河南出土春秋早出土春秋早期的一面陽期的一面陽燧（

7、凹面鏡）燧（凹面鏡） 凸面鏡：凸面鏡： “鑒團鑒團，景一。，景一。鑒者近，則所鑒大，鑒者近，則所鑒大，景亦大；其遠，所鑒小，景亦小，而必正。景亦大；其遠，所鑒小，景亦小，而必正?！?” 即鑒團只成一縮小的正立的像（虛）。即鑒團只成一縮小的正立的像（虛）。 鏡術(shù)：鏡術(shù)：利用平面鏡成像制成利用平面鏡成像制成“萬花筒萬花筒”樣樣“魔鏡魔鏡”：日月鏡、四規(guī)鏡等。：日月鏡、四規(guī)鏡等。 凹凸面鏡：凹凸面鏡：殷武丁時期就出現(xiàn)了凹、凸面鏡。殷武丁時期就出現(xiàn)了凹、凸面鏡。 透光鏡：透光鏡：現(xiàn)上海博物館現(xiàn)上海博物館珍藏有西漢時期的珍藏有西漢時期的“透光鏡透光鏡”（青銅）。（青銅）。 隋唐隋唐古鏡記古鏡記記載：記載

8、：“承日照之，則背上文承日照之，則背上文字，墨入影內(nèi)，纖毫無失字，墨入影內(nèi)，纖毫無失”。3.3.光的折射與透鏡光的折射與透鏡 冰透鏡冰透鏡：西漢：西漢淮南萬畢術(shù)淮南萬畢術(shù)記載：記載： “削冰令圓，舉向以日，以艾承其影，則火削冰令圓，舉向以日，以艾承其影，則火生。生?！?鯽魚杯鯽魚杯：宋代：宋代春渚（春渚（zhzh）紀聞）紀聞：“有一鯽，長寸許，游泳可愛。水倒出，魚有一鯽，長寸許，游泳可愛。水倒出，魚不復(fù)見。復(fù)酌水酒中，須臾一魚泛然而起。不復(fù)見。復(fù)酌水酒中，須臾一魚泛然而起?！?“蝴蝶杯蝴蝶杯”、“蘭花杯蘭花杯” 4. 4.光的色散光的色散 雨后成虹和造虹實驗：雨后成虹和造虹實驗： 唐初孔穎達唐

9、初孔穎達禮記注疏禮記注疏“日照雨滴則虹生日照雨滴則虹生” 唐代張志唐代張志和和玄真子玄真子“雨色映日而為雨色映日而為虹虹”“”“背日噴乎水，成虹霓之狀。背日噴乎水，成虹霓之狀?！?南宋蔡卞南宋蔡卞毛詩名物解毛詩名物解：“云薄漏日，日云薄漏日，日照雨滴則虹生。今以水噴日，自側(cè)視之，則照雨滴則虹生。今以水噴日，自側(cè)視之，則暈為虹霓暈為虹霓。故今雨氣成虹，朝陽射之則在。故今雨氣成虹，朝陽射之則在西，夕陽射之則在東。西，夕陽射之則在東?！彪u子石英證含光圖：雞子石英證含光圖： 著名道士張果修煉內(nèi)丹的著著名道士張果修煉內(nèi)丹的著作作修真歷驗鈔圖修真歷驗鈔圖：講到從白石：講到從白石英看到：英看到：“映日則光玉

10、也映日則光玉也，五色，五色玄英玄英”。白石英為無色透明晶體，。白石英為無色透明晶體，屬六角晶系。用白石英作的三棱鏡屬六角晶系。用白石英作的三棱鏡對日光產(chǎn)生了色散。對日光產(chǎn)生了色散。明末方以智明末方以智物理小識物理小識四四 電磁學(xué)電磁學(xué)1.1.對電的認識對電的認識2.2.對磁的認識對磁的認識3.3.電與磁的應(yīng)用電與磁的應(yīng)用 1. 1.對電的認識對電的認識 摩擦起電：摩擦起電： 東漢王充東漢王充論衡論衡：“頓牟掇芥，磁石頓牟掇芥，磁石引針引針?biāo)愋に?，不能掇取者，何也？氣性他類肖似，不能掇取者，何也？氣性異殊，不能相感動也。異殊，不能相感動也?！鳖D牟指玳瑁（爬行頓牟指玳瑁（爬行動物，形狀象龜，這里

11、指其殼）。（用元氣動物，形狀象龜，這里指其殼）。（用元氣解釋靜電現(xiàn)象）；解釋靜電現(xiàn)象）； 西晉張華西晉張華博物志博物志記載：記載：“今人梳頭，今人梳頭，脫著衣時，有隨梳、解結(jié)有光者，也有吒聲。脫著衣時，有隨梳、解結(jié)有光者，也有吒聲?！?雷電現(xiàn)象：雷電現(xiàn)象： 沈括沈括夢溪筆談夢溪筆談： “ “雷火自窗間出，赫然出檐，人以為堂雷火自窗間出，赫然出檐，人以為堂屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛然，墻屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛然，墻壁窗紙皆黔（黑）。有一木格，其中雜儲諸壁窗紙皆黔（黑）。有一木格，其中雜儲諸器，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾器，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀

12、，極堅剛，就刀室中熔為不焦灼。有一寶刀，極堅剛，就刀室中熔為汁，而室亦儼然。汁，而室亦儼然?！?明代方以智明代方以智： “ “雷火所及，金石銷熔，而漆器不壞。雷火所及，金石銷熔，而漆器不壞?！?解釋解釋： 淮南子淮南子記載記載： “ “陰陽相薄為雷，激揚為電陰陽相薄為雷，激揚為電” 朱熹朱熹： “ “陰陽之氣，閉結(jié)之極，忽然迸散出陰陽之氣，閉結(jié)之極，忽然迸散出” 明代劉伯溫明代劉伯溫： “陰氣團于陽，必迫，迫極而迸，迸陰氣團于陽，必迫，迫極而迸，迸 而聲為雷，光為電而聲為雷，光為電”武當(dāng)山天柱峰金頂三大奇觀之一的武當(dāng)山天柱峰金頂三大奇觀之一的“雷火練殿雷火練殿”2.2.對磁的認識對磁的認識磁性

13、：磁性： 呂氏春秋呂氏春秋：“慈石召鐵，或引子也慈石召鐵，或引子也”； 鬼谷子鬼谷子：“慈石取針慈石取針”； 高誘注釋高誘注釋呂氏春秋呂氏春秋時指出：時指出：“石，石，鐵之母也，以有慈石，故能引其子。石之不鐵之母也，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： 明末劉獻廷明末劉獻廷廣陽雜記廣陽雜記：“慈石吸鐵，慈石吸鐵，隔礙潛通。或問余曰：隔礙潛通。或問余曰：慈石吸鐵，何物可以慈石吸鐵，何物可以隔之？隔之？猶子阿儒曰：猶子阿儒曰：唯鐵可以隔之耳唯鐵可以隔之耳。其人去而復(fù)來，曰：其人去而復(fù)來，曰：試之果然試之果然。” 磁石吸引物質(zhì)只限于鐵磁石吸引物質(zhì)只限于鐵：

14、淮南子淮南子：“若以慈石之能連鐵也，而若以慈石之能連鐵也，而求其引瓦，則難矣求其引瓦，則難矣”，“及其于銅則不通及其于銅則不通”。3.3.電與磁的應(yīng)用電與磁的應(yīng)用 避雷針：避雷針： 磁性指南器：磁性指南器： 司南：司南：王充王充論衡論衡：“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?！敝袊糯萍贾袊糯萍?指南車模型指南車模型 指南車指南車司南司南 天然磁石指南針：天然磁石指南針： 南宋南宋事林廣記事林廣記指南魚指南魚的制作方法：的制作方法：“以木刻魚子，如拇指大，開腹一竅，陷好以木刻魚子，如拇指大，開腹一竅，陷好磁石一塊，卻以蠟填滿，磁石一塊，卻以蠟填滿，令沒

15、放水中，自令沒放水中，自然指南，以手撥之，又復(fù)如此。然指南，以手撥之，又復(fù)如此。” 指南龜指南龜?shù)闹谱鞣椒ǎ旱闹谱鞣椒ǎ骸耙阅究听斪右粋€，以木刻龜子一個，一如前法制作造，但于尾邊敲針入去，一如前法制作造，但于尾邊敲針入去，龜龜腹下微陷一穴，安釘子上，撥轉(zhuǎn)常指北，須腹下微陷一穴，安釘子上，撥轉(zhuǎn)常指北，須是針尾后是針尾后”指南魚指南魚 指南針指南針 磁化磁化 地磁場磁化法地磁場磁化法： 10441044年出版的年出版的宋代曾公亮宋代曾公亮武經(jīng)總要武經(jīng)總要： “ “魚法，以薄鐵葉剪裁，長二寸闊五分，魚法，以薄鐵葉剪裁，長二寸闊五分，首尾銳如魚形，置碳火中燒之，侯通赤，以首尾銳如魚形，置碳火中燒之，侯

16、通赤，以鐵鈐鐵鈐鈐（鈐（qin qin 印、章印、章) )魚首出火魚首出火，以尾正對，以尾正對子位，蘸水盆中，子位，蘸水盆中，沒尾數(shù)分則止沒尾數(shù)分則止，以密器收，以密器收之，用時置水碗于無風(fēng)處，平放魚在水面令之，用時置水碗于無風(fēng)處，平放魚在水面令浮，其首常南向午也。浮，其首常南向午也。”將鐵片燒紅的是使將鐵片燒紅的是使磁疇重新分布成為順磁體，淬火使磁疇穩(wěn)定。磁疇重新分布成為順磁體，淬火使磁疇穩(wěn)定。 磁石磁化法：磁石磁化法： 沈括沈括夢溪筆談夢溪筆談： “ “方家以磁石磨針鋒，則能指南，然方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東（地磁偏角），不全南也常微偏東（地磁偏角），不全南也。水浮。水浮多蕩搖

17、，指爪及碗唇上皆可為之，運轉(zhuǎn)尤多蕩搖，指爪及碗唇上皆可為之，運轉(zhuǎn)尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善?！?應(yīng)用：應(yīng)用：朱朱 域域萍洲可談萍洲可談（11191119）：）： “ “舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日， 陰晦則觀指南針。陰晦則觀指南針?！保?南宋趙汝適南宋趙汝適諸蕃志諸蕃志： “ “渺茫無際，天水一色。舟舶來往，渺茫無際，天水一色。舟舶來往，惟以指南針為則。晝夜守視唯謹，毫厘之惟以指南針為則。晝夜守視唯謹，毫厘之差，生死系焉。差，生死系焉?！?地螺：地螺：指南針配上固定方位盤，就是指南針配上固定方位盤，就是羅盤，南宋時稱羅盤，

18、南宋時稱“地螺地螺” 1) 1)傳傳:4000:4000年前，黃帝與蚩尤打仗，但年前，黃帝與蚩尤打仗，但蚩尤作霧，黃帝則使用指南車來辨別方向，蚩尤作霧，黃帝則使用指南車來辨別方向，使蚩（使蚩（ch)ch)尤大敗。尤大敗。 3) 3)晉朝大將馬隆與羌人作戰(zhàn)時，讓士卒晉朝大將馬隆與羌人作戰(zhàn)時，讓士卒皮革盔甲，在夾道上置磁石，因而大敗身穿皮革盔甲，在夾道上置磁石，因而大敗身穿鐵甲的羌兵。鐵甲的羌兵。 2) 2)酈道元在酈道元在水經(jīng)注水經(jīng)注中，寫到秦始皇中，寫到秦始皇為了防避刺客，用磁石建造阿房宮的北闕門，為了防避刺客，用磁石建造阿房宮的北闕門，若刺客身懷刀刃將被磁門吸住若刺客身懷刀刃將被磁門吸住。小

19、故事小故事五五 聲學(xué)聲學(xué)1.1.聲音的產(chǎn)生：聲音的產(chǎn)生：2.2.聲音的傳播聲音的傳播3.3.共振共振4.4.共鳴及其消除共鳴及其消除5.5.聲音的反射聲音的反射6.6.古代樂器古代樂器7.7.律學(xué)律學(xué) 1. 1.聲音的產(chǎn)生：聲音的產(chǎn)生： 王充：王充： “ “生人所以言語吁呼者，生人所以言語吁呼者，氣括口喉氣括口喉之中，之中，動搖其舌，張歙（動搖其舌，張歙（x） 其口，故能成言其口，故能成言”, , 并且還把聲音的傳播與水波類比；并且還把聲音的傳播與水波類比； 宋應(yīng)星：宋應(yīng)星： 明 代 江 西 奉明 代 江 西 奉新縣人，一生著作新縣人，一生著作很 多 ， 代 表 作 為很 多 ， 代 表 作

20、為論氣論氣和和天工天工開物開物。這部書被。這部書被譽為譽為“中國中國1717世紀世紀的工藝百科全書。的工藝百科全書?！?在在論氣論氣中：中： “ “及夫沖之有聲焉，飛矢是也；界及夫沖之有聲焉，飛矢是也；界之有聲焉，躍鞭是也；振之有聲焉，彈弦之有聲焉，躍鞭是也；振之有聲焉，彈弦是也；辟之有聲焉，裂繒是也；合之有聲是也；辟之有聲焉，裂繒是也；合之有聲焉，鼓掌是也；持物擊物，氣隨所持之物焉，鼓掌是也；持物擊物，氣隨所持之物而逼及于所擊之物有聲焉，揮椎是也。而逼及于所擊之物有聲焉，揮椎是也?！奔绰曇艏绰曇簟安侥茏詾樯侥茏詾樯保仨殯_之，界之，必須沖之，界之，振之，辟之，合之，擊之。從而使空氣震振之

21、，辟之，合之，擊之。從而使空氣震動，才能發(fā)出聲音。動，才能發(fā)出聲音。 2. 2.聲音的傳播聲音的傳播 宋應(yīng)星宋應(yīng)星論氣論氣： “ “物之沖氣也，如其激水然。氣與水，物之沖氣也，如其激水然。氣與水，同一易動之物。以石投水，水面迎石之位，同一易動之物。以石投水，水面迎石之位，一拳而止，而其文浪以次而開，至縱橫尋丈一拳而止，而其文浪以次而開，至縱橫尋丈而猶未歇。其蕩氣也亦猶是焉，特微渺而不而猶未歇。其蕩氣也亦猶是焉，特微渺而不得耳聞。得耳聞?！?3. 3.共振共振 莊子莊子徐無鬼徐無鬼： “為之調(diào)瑟，廢于一堂，廢于一為之調(diào)瑟，廢于一堂，廢于一室。鼓宮宮動，鼓角角動，音律同矣。室。鼓宮宮動，鼓角角動，

22、音律同矣。夫改調(diào)一弦，于五音無當(dāng)也，鼓之，二夫改調(diào)一弦，于五音無當(dāng)也，鼓之，二十五弦皆動。十五弦皆動。” 3. 3.共振共振 夢溪筆談夢溪筆談：“琴瑟弦皆有應(yīng)聲，琴瑟弦皆有應(yīng)聲，宮弦則應(yīng)少宮，商弦則應(yīng)少商，其余皆隔宮弦則應(yīng)少宮，商弦則應(yīng)少商，其余皆隔四相應(yīng)。今曲中有聲音，須依此用之。欲四相應(yīng)。今曲中有聲音，須依此用之。欲知其應(yīng)者，先調(diào)諸弦令聲和，乃剪紙人加知其應(yīng)者，先調(diào)諸弦令聲和，乃剪紙人加弦上，鼓其應(yīng)弦，弦上，鼓其應(yīng)弦，則紙人躍，則紙人躍，他弦則不動。他弦則不動。聲律高下茍同，雖在他琴鼓之，應(yīng)弦亦震，聲律高下茍同，雖在他琴鼓之，應(yīng)弦亦震，此謂之正聲。此謂之正聲。”（共振實驗）（共振實驗） 4

23、. 4.共鳴及其消除共鳴及其消除 南北朝時期劉敬叔南北朝時期劉敬叔異苑異苑：“晉中朝晉中朝有人蓄銅澡盆，晨夕恒鳴如人扣，乃問張華。有人蓄銅澡盆，晨夕恒鳴如人扣，乃問張華。華曰：華曰：此盆與洛鐘宮商相應(yīng)，宮中朝暮撞鐘，此盆與洛鐘宮商相應(yīng)，宮中朝暮撞鐘，故聲應(yīng)爾。可錯（挫）令輕，則韻乖。鳴自止故聲應(yīng)爾。可錯（挫）令輕，則韻乖。鳴自止也。也。依其言，后不復(fù)鳴。依其言，后不復(fù)鳴?！?唐代韋絢唐代韋絢劉賓客嘉話錄劉賓客嘉話錄記載了當(dāng)時的太記載了當(dāng)時的太樂令曹紹為一僧人治病的事：該僧人因僧房內(nèi)樂令曹紹為一僧人治病的事：該僧人因僧房內(nèi)一磬無故自鳴，而驚恐成疾。一磬無故自鳴，而驚恐成疾。 5. 5.聲音的反射

24、聲音的反射 北京天壇：北京天壇： 回音壁、三音石、對話石回音壁、三音石、對話石 山西永濟山西永濟“鶯鶯塔鶯鶯塔”： 普救寺舍利塔，因普救寺舍利塔，因“西廂記西廂記”而稱而稱“鶯鶯塔鶯鶯塔”，是一座空心磚塔，初建于唐武，是一座空心磚塔，初建于唐武則天，后重建于明嘉靖則天，后重建于明嘉靖4242年（年（15641564），因其），因其可產(chǎn)生蛙鳴般的回聲，而列可產(chǎn)生蛙鳴般的回聲，而列河?xùn)|河?xùn)|“清八景清八景”之一之一。（。（ 普救蟾聲）普救蟾聲）回音壁回音壁傳聲示意圖傳聲示意圖 三音石三音石和和對話石對話石回回聲示意圖聲示意圖 鶯鶯塔鶯鶯塔回聲示意圖回聲示意圖 河南三門峽河南三門峽“蛤蟆蛤蟆塔塔”：

25、建于金大定十六建于金大定十六年，在塔外十余米處擊年，在塔外十余米處擊石拍掌，有蛙鳴回音。石拍掌，有蛙鳴回音。河南三門峽河南三門峽“蛤蟆塔蛤蟆塔” 四川潼南四川潼南“石琴石琴”： 實為登山石階，鑿于江實為登山石階，鑿于江邊完整無縫凹處，沿石階拾級邊完整無縫凹處，沿石階拾級而上，自第四級到第十九級，而上，自第四級到第十九級，凡步履所觸，便會發(fā)出悠揚婉凡步履所觸，便會發(fā)出悠揚婉轉(zhuǎn)的古琴聲在洞內(nèi)回蕩。轉(zhuǎn)的古琴聲在洞內(nèi)回蕩。 其中有七級石蹬的發(fā)音特其中有七級石蹬的發(fā)音特別洪亮，稱為別洪亮，稱為七步彈琴七步彈琴，題為，題為石蹬琴聲石蹬琴聲。四川潼南四川潼南“石琴石琴”6.6.古代樂器古代樂器新石器時代：新

26、石器時代：陶塤（陶塤（xnxn）和骨哨）和骨哨編鐘編鐘 詩經(jīng)詩經(jīng)記載：記載：有有2929種之多，包括各種種之多，包括各種彈琴、吹奏、打擊等樂器。彈琴、吹奏、打擊等樂器。 戰(zhàn)國曾侯乙墓：戰(zhàn)國曾侯乙墓： 出土的有：編鐘、出土的有：編鐘、磬、笙、排蕭等。磬、笙、排蕭等。6.6.律學(xué)律學(xué) 律學(xué)律學(xué)的內(nèi)容包括產(chǎn)生樂音的規(guī)律、的內(nèi)容包括產(chǎn)生樂音的規(guī)律、律制的規(guī)定、定律器的制定，還要旁及與律制的規(guī)定、定律器的制定，還要旁及與歷法和度量衡的關(guān)系。歷法和度量衡的關(guān)系。 律學(xué)是一門綜合聲學(xué)、樂學(xué)和數(shù)學(xué)律學(xué)是一門綜合聲學(xué)、樂學(xué)和數(shù)學(xué)為一體的綜合性學(xué)科。為一體的綜合性學(xué)科。 西周：西周： 已發(fā)展為已發(fā)展為十二律十二律

27、：黃鐘、大呂、太簇、：黃鐘、大呂、太簇、夾鐘、姑洗、仲呂、蕤夾鐘、姑洗、仲呂、蕤ruru賓、林鐘、夷則、賓、林鐘、夷則、南呂、無射（南呂、無射（yy）、應(yīng)鐘。）、應(yīng)鐘。 商代商代： 已有已有五聲音階五聲音階：宮、商、角、徵（：宮、商、角、徵（zhzh）、）、羽（羽（1 1、2 2、3 3、5 5、6 6）。后又增加了兩個半音：）。后又增加了兩個半音：變徵（近變徵（近4 4）、變宮（）、變宮（7 7），成為七聲音階。），成為七聲音階。 在在C C調(diào)正聲音階下，十二律與七聲的關(guān)系如下：調(diào)正聲音階下，十二律與七聲的關(guān)系如下： 律律 名名： 黃黃 大大 太太 夾夾 姑姑 仲仲 蕤蕤 林林 夷夷 南南

28、無無 應(yīng)應(yīng) 清黃清黃 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 階階： 宮宮 商商 角角 變徵變徵 徵徵 羽羽 變宮變宮 清宮清宮 十二平均律：十二平均律： 發(fā)明者：發(fā)明者：朱載育朱載育（1536-16101536-1610？）？）朱元璋的九世孫，成于朱元璋的九世孫，成于15811581年左右，在年左右，在律學(xué)新說律學(xué)新說和和律呂精義律呂精義有記載。有記載。和十二律的產(chǎn)生已相距和十二律的產(chǎn)生已相距20002000余年。是一余年。是一種相臨律間音程差數(shù)相等的律制。種相臨律間音程差數(shù)

29、相等的律制。122122 方法：方法：以公比以公比 的等比級數(shù)分配音律，的等比級數(shù)分配音律，也就是在八度音之間，分成十二個等音程的半也就是在八度音之間，分成十二個等音程的半音，兩相臨音律間的頻率比都是音，兩相臨音律間的頻率比都是 ，這樣，這樣可以使十二律自可以使十二律自“黃鐘為始，應(yīng)鐘為鐘，終而黃鐘為始，應(yīng)鐘為鐘，終而復(fù)始，循環(huán)無窮。復(fù)始，循環(huán)無窮?！?朱載育依據(jù)自己發(fā)明的十二平朱載育依據(jù)自己發(fā)明的十二平均律確定了均律確定了“均準(zhǔn)均準(zhǔn)”（即弦準(zhǔn)），（即弦準(zhǔn)），是是世界上第一個依據(jù)十二平均律建立的世界上第一個依據(jù)十二平均律建立的定律器定律器。也是世界上第一個依據(jù)十二。也是世界上第一個依據(jù)十二平均

30、律建立的弦樂器。平均律建立的弦樂器。蓋天說：蓋天說：起源于殷周時期。起源于殷周時期。周髀算經(jīng)周髀算經(jīng)：“天圓如張蓋，地方如棋局天圓如張蓋，地方如棋局”，后發(fā)展，后發(fā)展為為“天似蓋笠，地法覆蓋天似蓋笠，地法覆蓋”六六. .天文天文學(xué)學(xué)周髀算經(jīng)周髀算經(jīng)中之蓋天說示意圖中之蓋天說示意圖 象征象征“天圓地方天圓地方”思想修建的成都市青羊?qū)m八卦亭思想修建的成都市青羊?qū)m八卦亭 渾天說渾天說：代表人物是東漢代表人物是東漢張張衡衡( (公元公元7878年年-139-139年年) )，生于河南南陽石橋鎮(zhèn)，生于河南南陽石橋鎮(zhèn)，公元公元111111年擔(dān)任太史令，年擔(dān)任太史令，主持天象觀測、編訂歷主持天象觀測、編訂歷

31、法，發(fā)明了法，發(fā)明了渾天儀、候渾天儀、候風(fēng)地動儀風(fēng)地動儀。張衡像張衡像渾天說示意圖渾天說示意圖 張衡在張衡在渾天儀圖注渾天儀圖注中寫到：中寫到：“渾天如渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃。雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃?！闭J為認為大地是球形的、運動的，地球是宇宙的中心。大地是球形的、運動的，地球是宇宙的中心。用一個天殼和附天而行的日月五星來解釋天文用一個天殼和附天而行的日月五星來解釋天文現(xiàn)象。現(xiàn)象。和西方同一時期的和西方同一時期的“地心說地心說”相似。相似。張衡強調(diào)張衡強調(diào):“:“宇之表無極，宙之端無窮宇之表無極，宙之端無窮”。國際天文學(xué)組織用他的名字命名了一顆小行星國際天文學(xué)組織用他的名字

32、命名了一顆小行星和月球上的一座環(huán)行山。和月球上的一座環(huán)行山。東漢張衡對渾天說的表述東漢張衡對渾天說的表述 啟啟 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國國 古古 代代 的的 物物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽地動儀圖地動儀圖n水渾儀水渾儀 七七 后記：中國近代史上的機會后記：中國近代史上的機會： 1.1.西學(xué)東漸西學(xué)東漸： 明萬歷中葉，隨著西方傳教士來華，剛明萬歷中葉，隨著西方傳教士來華，剛剛興起的西方近代自然科學(xué)開始傳入我國。剛興起的西方近代自然科學(xué)開始傳入我國。明末清初，西學(xué)東漸成為我國自然科學(xué)發(fā)明末清初，西學(xué)東漸成為我國自然科學(xué)發(fā)展的主流。這一時期來華的傳教士有展的主流。這一時期來華的傳教

33、士有500500多多人，帶來了不少西方科學(xué)知識。著譯約有人，帶來了不少西方科學(xué)知識。著譯約有370370多種，其中科技多種，其中科技120120余種，多為數(shù)學(xué)和余種，多為數(shù)學(xué)和天文天文, ,引起極大反響。引起極大反響。 出現(xiàn)了不同派別出現(xiàn)了不同派別 以明末以明末徐光啟、李之藻徐光啟、李之藻為代表的為代表的“經(jīng)世致經(jīng)世致用用”派：傾向務(wù)實，追求新知識，立足于西學(xué)；派：傾向務(wù)實，追求新知識，立足于西學(xué)； 以清初以清初王錫闡王錫闡為代表的一派：既反對恪守為代表的一派：既反對恪守陳規(guī)，但也不盲從西法；陳規(guī)，但也不盲從西法； 以明末以明末方以智方以智為代表的一派：學(xué)習(xí)西方的為代表的一派：學(xué)習(xí)西方的目的在

34、于借西方以恢復(fù)和發(fā)揚中國古代的傳統(tǒng)，目的在于借西方以恢復(fù)和發(fā)揚中國古代的傳統(tǒng)，立足點在于中學(xué)。立足點在于中學(xué)。 以清初以清初揚光先揚光先為代表的一批守舊派：則為代表的一批守舊派：則堅決反對西學(xué)，卻符合統(tǒng)治者的思想。堅決反對西學(xué)，卻符合統(tǒng)治者的思想。 2. 2.洋務(wù)運動洋務(wù)運動( (史稱史稱“同光新政同光新政”) )： 18401840年鴉片戰(zhàn)爭年鴉片戰(zhàn)爭，中國的大門再次被，中國的大門再次被扣開，洋務(wù)運動興起，扣開，洋務(wù)運動興起，“中學(xué)為體，西學(xué)中學(xué)為體，西學(xué)為用為用”的思想被人們接受，西方科學(xué)知識的思想被人們接受，西方科學(xué)知識再次大量進入中國。由于清政府制度等原再次大量進入中國。由于清政府制度

35、等原因，包括物理學(xué)在內(nèi)的科學(xué)等最終退出了因，包括物理學(xué)在內(nèi)的科學(xué)等最終退出了中國。中國。西方傳教士的來華和自然科學(xué)的傳入：西方傳教士的來華和自然科學(xué)的傳入： 第一個來華的傳第一個來華的傳教士教士是意大利的是意大利的利瑪利瑪竇竇，于，于15821582年來華年來華, ,帶帶來了世界地圖、三棱來了世界地圖、三棱鏡、自鳴鐘、西方樂鏡、自鳴鐘、西方樂器等器等“奇物奇物”。 1. 1.西方的經(jīng)典力學(xué)的傳入西方的經(jīng)典力學(xué)的傳入 徐光啟：徐光啟：我國第一個自然科學(xué)翻譯家，我國第一個自然科學(xué)翻譯家，與利瑪竇合作，翻譯了六十多種自然科學(xué)著作，與利瑪竇合作，翻譯了六十多種自然科學(xué)著作，其中有歐幾里得其中有歐幾里得

36、幾何原本幾何原本前六卷。前六卷。 王征：王征：與瑞士人鄧玉函合作翻譯了與瑞士人鄧玉函合作翻譯了遠西遠西奇器圖說奇器圖說，是翻譯到我國的第一部力學(xué)著作。，是翻譯到我國的第一部力學(xué)著作。王征自己還著有王征自己還著有新制諸器圖說新制諸器圖說，于于16271627年年出版。出版。 李善蘭：李善蘭：18591859年年與英國人與英國人偉烈亞力偉烈亞力合譯合譯談天談天，其中包括牛頓力學(xué)的萬有引力定律。，其中包括牛頓力學(xué)的萬有引力定律。 18861886年年與英國人與英國人艾約瑟艾約瑟合譯合譯重學(xué)重學(xué)，把，把經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容與研究方法全面而系統(tǒng)的經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容與研究方法全面而系統(tǒng)的介紹到中國介紹到中國

37、 。 至此，西方的經(jīng)典力學(xué)至此，西方的經(jīng)典力學(xué)及其方法和數(shù)學(xué)工及其方法和數(shù)學(xué)工具都已基本上為中國所了解，其中還包括一部具都已基本上為中國所了解，其中還包括一部分聲學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)方面的內(nèi)容。分聲學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)方面的內(nèi)容。 2. 2.西方光學(xué)傳入西方光學(xué)傳入 西方光學(xué)傳入西方光學(xué)傳入的重要標(biāo)志是德國傳教士的重要標(biāo)志是德國傳教士湯若望湯若望的的遠鏡說遠鏡說（于（于16261626年出版），它年出版），它是一部關(guān)于望遠鏡的專著。是一部關(guān)于望遠鏡的專著。 之后不久，我國便開始自制望遠鏡。之后不久，我國便開始自制望遠鏡。 16311631年年徐光啟用望遠鏡觀測日食，我國徐光啟用望遠鏡觀測日食，我國學(xué)者薄鈺

38、還把望遠鏡用于大炮瞄準(zhǔn)。學(xué)者薄鈺還把望遠鏡用于大炮瞄準(zhǔn)。 張福禧：張福禧：18531853年年與與艾約瑟艾約瑟合譯合譯光論光論，系統(tǒng)介紹了幾何光學(xué)知識。系統(tǒng)介紹了幾何光學(xué)知識。 趙元益：趙元益：18761876年年與與金楷里金楷里合譯英國著名物合譯英國著名物理學(xué)家理學(xué)家田大里田大里的的光學(xué)光學(xué)，書中包括幾何光學(xué)，書中包括幾何光學(xué)和波動光學(xué)，理論性和系統(tǒng)性較強。相當(dāng)全面和波動光學(xué)，理論性和系統(tǒng)性較強。相當(dāng)全面的反映了當(dāng)時的西方光學(xué)。的反映了當(dāng)時的西方光學(xué)。 田大里田大里另一部著作另一部著作聲學(xué)聲學(xué)也由也由傅蘭雅傅蘭雅和和徐建寅徐建寅合譯出版。合譯出版。 3. 3.我國學(xué)者自己的成就：我國學(xué)者自己

39、的成就： 宋應(yīng)星宋應(yīng)星（1587-16151587-1615）：）：明末科學(xué)家，主要明末科學(xué)家，主要著作有著作有天工開物天工開物、論氣論氣、談天談天等；等； 方以智方以智（1611-16711611-1671）：著有）：著有通雅通雅，物理小識物理小識等等 ； 鄭復(fù)光鄭復(fù)光：18421842年著年著費隱與知錄費隱與知錄，18461846年出版年出版鏡鏡泠鏡鏡泠(lng)(lng)癡癡，這是這是中國學(xué)者所寫中國學(xué)者所寫的第一部光學(xué)專著。的第一部光學(xué)專著。 鄒伯奇：鄒伯奇：把數(shù)學(xué)應(yīng)用于光學(xué)，著有把數(shù)學(xué)應(yīng)用于光學(xué)，著有格格術(shù)補術(shù)補一書。而且制造了一書。而且制造了“攝影器攝影器”和感和感光材料，是我國照相機工藝