對光源的認識與利用
光源自宇宙形成就有了,比如會發光的星體就是最早的光源。古人對光源的認識和利用,最初是從人造光源與自然光源,熱光源與冷光源等開始的。
我國古代對光源的認識起步很早,並能及時充分地加以利用,是古代物理學方麵的一項重要成果。
漢代時,少年時的匡衡,非常勤奮好學。但由於家裏窮,匡衡隻好在牆上鑿了個小洞,借鄰居家的燭光讀書。這個著名的“鑿壁偷光”故事,體現了我國古代勞動人民利用熱光源的聰明才智。
光源是光學研究的基本條件,我國古代對熱光源與冷光源,自然光源與人造光源等方麵都有一些值得稱道的知識。
人造光源是隨著人類的文明、科學技術的發展而逐漸製造出來的光源,按先後出現順序分別有了:火把、油燈、蠟燭和電燈等。
作為自然光源,當然是以太陽為主,在夜晚還有月亮。取火方法的發
明,使人們比較自由地獲得了人造光源,那當然都是熱光源。在冷光源方麵,不管對於二次發光的熒光還是低溫氧化的磷光,我國古代都有不同程度的認識。
西漢時期的《淮南子》最早記載了梣木發光這件事。梣木含有某種化學物質,能發熒光。其水浸液在薄層層板上確實可以見到紫色、淺黃色等熒光。
《淮南子》的記載可以說是迄今所知對熒光現象的最早記載。此外,《禮記·月令》中也記載過腐敗的草發熒光的事實。
對於磷光,《淮南子·汜論訓》說道:“久血為磷。”高誘注認為,血在地上“暴露百日則為磷,遙望炯炯若燃也”。東漢時期著名的思想家、文學理論家王充的無神論著作《論衡》也指出:“人之兵死也,世言其血為磷。”
這些看法是正確的。因為人體的骨、肉、血和其他細胞中含有豐富的磷化合物,尤以骨頭中的含量為最高。在一定條件下,人體腐爛後體內的磷化合物分解還原成液態磷化氫,遇氧就能自燃發光。
西晉時期文學家張華所著《博物誌》一書對於磷光的描寫,尤其細微具體。作者已經不再把磷火說成“神燈鬼火”,而能夠細微地觀察它,明確指出它是磷的作用。這不能不說是一種有價值的見解。北宋時期大科學家沈括《夢溪筆談》也記載了一件冷光現象。
記述了化學發冷光與生物化學發冷光兩種自然現象。前者是磷化氫,液體在空氣中自燃而發光;後者鹹鴨卵發光是由於其中的熒光素在熒光酶的催化作用下與氧化合而發光,而其中的三磷腺苷能使氧化的熒光素還原,熒光素再次氧化時還會發光。
明代詩人陸容《菽園雜記》也記載了熒光與幾種磷光的現象,並指出了磷光與熒光都是不發火焰的,因此可以歸為一類。