中国古代的墨家是怎么回事?
1. 墨家的创始人---墨子
墨子(约前480-前400年),是春秋末战国初时期的思想家、学者,墨家学派的创始人。本名翟,鲁国人,有的说是宋国人。
墨子平民出身,是小工业者。他精通手工技艺,可与当时的巧匠鲁班相比。他自称是"鄙人",被人称为"布衣之士"和"贱人"。汉朝的王充甚至说,孔子和墨子的祖先都是粗鄙之人。墨子曾做宋国大夫,自诩说"上无君上之事,下无耕农之难",是一个同情"农与工肆之人"的士人。墨子曾经从师于儒者,学习孔子之术,称道尧舜大禹,学习《诗》、《书》、《春秋》等儒家典籍。但后来逐渐对儒家的烦琐礼乐感到厌烦,最终舍掉了儒学,形成自己的墨家学派。
为宣传自己的主张,墨子广收门徒,一般的亲信弟子达数百人之多,形成了声势浩大的墨家学派。墨子的行迹很广,东到齐,西到郑、卫,南到楚、越。他还曾和公输班论战,成功地制止了楚国对宋国的侵略战争。
墨子博学多才,擅长工巧和制作,他曾制成"木鸢",据说三天三夜飞在天空没有掉下来。他还擅长守城技术,其弟子将他的经验总结成《城守》二十一篇。
2. 墨家的主要思想
墨家在政治上的主张主要是墨子的“兼爱 非攻”,这直接决定了墨家在军事上的“只守不攻”原则,也正因为墨家不把自己那些用先进的科学原理制造出来的优秀机械用来进攻打仗,才使统治者们不重视墨家(也无法重视),这直接导致了墨家后来的衰落。
庶民思想和时代背景
族土地所有制终于代替了宗子世袭、不得买卖宗族、土地所有制的时代;农业和手工业比较发达,铁的使用也普遍起来;大工商业暴兴,孔子的弟子子贡亦官亦商,富甲天下,此外,还有不少“在农与工肆之人”,即小生产者,遭受着压迫,过着艰苦的生活。在这样的背景之下,墨子反对“周制”和宣传“兴利除害”等等,都是庶民思想的要和反映一时期,处于“史文阙轶,考古者为之茫然”的春秋战国之交,历史剧变的时代。周朝政治制度完全崩溃:政治上,韩、赵、魏三家瓜分晋国,田氏代齐,各国家(此处“国家”不同于现代意义上的国家)的行政、官僚制度代替了世卿掌权制度,由此产生了“士”这一阶层;经济上,封建领主经济转变成为封建地主经济,个人私有可以买卖的家族土地所有制终于代替了宗子世袭、不得买卖宗族、土地所有制的时代;农业和手工业比较发达,铁的使用也普遍起来;大工商业暴兴,孔子的弟子子贡亦官亦商,富甲天下,此外,还有不少“在农与工肆之人”,即小生产者,遭受着压迫,过着艰苦的生活。在这样的背景之下,墨子反对“周制”和宣传“兴利除害”等等,都是庶民思想的要和反映
二 墨家的科学研究成果
1.光学
A.小孔成像 -----对光直线传播的第一次科学解释
《经上》:景到,在午有端与景长,说在端
《经说下》:景:光之入(煦)照若射,下者之入也高,高者之入也下。
足蔽下光,故成景于下。在远近有端与于光,故景库内也。
古代人民从大量的观察事实中认识到光是沿直线传播的。约二千四五百年前战国时期的墨翟和他的弟子,通过实验证明了光这一性质,并在中国和世界上第一次对光的直线传播作了科学解释。
实验的情况是:在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔,人对着小孔站在屋外,在阳光照射下,屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影。对此,《墨经》解释道:“光之煦(照)人若射。下者之人也高,高者之人也下。”意思是说光穿过小孔如同射箭一样,是直线行进的,人的头部遮住了上面来的光,成影在下边,人的足部遮住了下面来的光,成影在上边,于是便形成了倒立的影。这段话科学地解释了光的直线传播原理,阐述了小孔成象的现象。墨家所做的这个实验,是中国和世界上第一个小孔成倒象的实验。和墨翟差不多同时代的希腊帕拉图学派,虽然也认识到了光的直线传播和反射,但他们提出的光学理论比《墨经》晚,水平也没有超过《墨经》。
B物和影的关系
墨家运用光的直线传播原理,第一次解释了物和影的关系。《墨经》中说:“景(影)不徙,说在改为”,“光至,景亡;若在,尽古息。”其意是在某一特定的瞬间,运动物体的影子是不动的,运动物体的影子看起来在移动,是旧影不断消失,新影不断产生的结果。比如:飞翔的鸟儿,它的影子仿佛也在飞动着,实际上并不然。墨家指出飞鸟遮住了直线前进的光线,形成了影子。一瞬间后,飞鸟移动了位置,原来光线照不到的地方,现在照到了,旧影就消失了,而在新的地方,出现了新的影子。这就是说,鸟在飞翔中,它的影子并不跟着移动,而是新旧投影不断更新。
墨家在研究了两个光源同时照射一个物体和成影现象以后指出:一个物体有两种投影,是由于它受到两个光源照射的缘故;如果只有一个光源照射一个物体,则只会产生一个投影。这些论述与现代光学中的“本影”,“半影”描述非常吻合。
在二千多年前,能这样深入细致的研究光的性质,解释影的动和不动的关系,是非常不容易的。
C 镜成像的理论
我国在三千多年前就出现了青铜镜,到了战国时期,无论在青铜镜的制造和使用方面都积累了丰富的经验。墨子和他的弟子对镜子成像的原理进行了深入的研究,提出了平面镜、凹面镜和凸面镜的成像的理论。
在分析镜面成像的时候,墨家把物体看做无数物点组成的,所成的像由无数“糗”(音:qiu)组成。“糗”字本义是炒米粉,在这里取它极细小的含意,描述物体成像的像点。
墨家知道光在透镜或凹面镜之前会聚焦。《墨经》上说:“在远近有端与于光,故景瘴内也。”景就 是影,指物体的影像;内就是纳,也就是聚集在一点的意思。《墨经》里常称焦点为“正”或“内”,所 以我们知道墨家已研究出光线聚集原理。
墨子家对凸面镜生虚像的原理也很了解。《墨经》记载:“景之臭无数,而必过正,故同处其体俱然。”意思是说:物体影子由物体距离镜子距离的远近来确定,任何一处都可成影,所以说影无数,但这些影子都必然通过焦点,即过“正”。在我们知道的所有能成像的物体中,太阳是最远的,所以它成像在焦点上。而物体离镜面愈近,成像的位置愈远;如果物体和太阳一样远,则影像也在焦点上,所以说,“同处,其体俱然”。
墨家已经知道凹面镜成倒实像的现象,《墨经》说:“临镜而立,景到。”意指物体经过凹面镜的反射,所成的影像是倒的,“到”就是倒的意思。书中对这种现象给出了解释:“足敝下光,故成景于上;首敝上光,故成景于下。”
从《墨经》中的记载可以看出墨家对光的性质以及凹凸面镜成像现象相当了解。不难推测在墨家所处的时代,我国已经出现了凹面镜及凸面镜。而且墨子及其弟子一定做了很多次实验,并针对这些实验进行了认真的观察和思考才能得出这些结论。
在我国浩如烟海的经史著作中,《墨经》是唯一一本对我国古代几何光学发展进行系统性论述的典籍。
2.力学
力的定义
《经上》说:“力,形之所以奋也。”
《经说上》解释:“力:重之谓也。下举重,奋也。”
论物与力
何为形?墨子认为天地万物始于有,有就是有行。这个概念的外延大至天地,小至质点,而有形者皆为之物。可见,“形”是总摄一切的客观存在的物质。
何为奋?其含义是“动”,是“震动之状”。认为物上午本质属性是广延,广延的本性有三种,一是可分性,二是能动性,三是形成性。由《经上》可知,物质的分合集散而成为各种各样的物体。由此看来,宇宙间没有无运动的物质。
物何由而动?墨子认为物质之所以运动,无不由力而生,力是原因,形动是结果。“力,形之所以奋也”,就是说使得物质运动不已的是力。如果给这一范畴赋予新意义,相当于“能量”,而形则相当于“质量”。
——《墨经》中关于力的定义是从人的体力概念引伸出来的。书中定义,“力,刑之所以奋也。”这里“刑”就是“形”,指人的身体。“奋”的原意是鸟张开翅膀从田野飞起。这句话的意思是说,力是使人的运动发生转移和变化的原因。
机械运动
力学是现代物理的重要分支,是研究机械运动的科学。《墨经》中记述了丰富的力学知识。《墨经》中提出了关于机械运动的正确定义:“动,域徙也”。意思是说,机械运动的本质是物体位置的移动。这与现代机械运动的定义完全一致。在墨经中进一步阐述了平动、转动和滚动等几种不同的机械运动形式。《墨经》中对这些运动形式的定义是非常科学的,例如在书中将平动定义为“俱止、动”,意思是说一个物体的所有部分要静止就全部静止,要动就全部都动。
浮力原理
《墨经》中写道:“刑(形)之大,其沉浅也,说在衡。”就是说,形体大的物体,在水中沉下的部分浅,是因为物体重量被水的浮力平衡的缘故。这些认识说明墨家不仅定性的认识到浮力同重力的平衡关系,而且有定量的概念。这从一个侧面可以看出,我国人民早在春秋战国时代就已经认识到了浮力原理,并开始在生产中加以应用。
杠杆平衡原理
《墨经》中讨论了杠杆平衡问题。在《墨经》中将砝码叫做“权”,将悬挂的重物叫做“重”。支点的一边叫做“标”(力臂),另一边叫做“本”(重臂)。如果两边平衡,杠杆必然是水平的。在平衡状态下,加重其中一边,必将使这边下垂。这时要想使两边恢复平衡,应当移动支点,使“本”缩短,“标”加长。而在“本”短“标”长的情况下,假若再在两边增加相等的重量,那么“标”这一端必定下垂。
《墨经》不仅清楚的叙述了种种杠杆实验的结果,更难能可贵的是对这些实验做了正确的解释。例如,它解释上面讲的“标”一端下垂的实验现象,认为是由于力臂和砝码的联合作用大于重臂和重物的联合作用的缘故。这个解释不仅考虑到力或重的多少,而且还考虑了距离和平衡的关系,虽然没有得出明确的定量关系,但是实际上提出了力学中“力矩”的概念。所以可以说,墨家已经发现了杠杆平衡原理。
3.几何学
《墨经》在数学方面,提出了一些几何学的定义,这表示我国在战国时期就已经产生了理论几何学的萌芽。例如:
“平,同高也。”说的是平的定义,指出高低相同就是平。
“直,相参也。这里参就是三。三点共一线就是直,这是直线的定义。
“同长,以正相尽也。”是说两个形体相比较,恰好相尽就是长度相同。
“中,同长也。”说的是形体的对承重心的定义。
“圆,一中同长也。”这是《墨经》中对圆的定义。这与近代数学中圆的定义“对中心一点等距离的点的轨迹”是完全一致的。
此外,《墨经》中还提出了“端”、“尺”、“区”、“穴”等概念,大致相当于近代几何学上的点、线、面、体。书中写道:“端,体之无厚而最前者也。”“端,是无间也。”“端”字原意是植物初出土的芽尖,整个植株由它长成。这里借用来描写几何学上的没有厚度也没有间隙、无法间断的“点”,这种思想虽然在现在看来还不是完全准确,但在当时的文明程度下,这是非常了不起的。
《墨经》它包含的墨家的一些数学思想,主要是若干形式逻辑原则和给数学概念下定义的思想.墨家讲究“正名”,重视概念,对一些数学概念给出了比较明确的定义,如右表所示:
墨家的数学基本概念定义和逻辑思想在先秦曾一度大放异彩.可是受历史条件的限制,这些思想没有与中国古代数学真正结合起来.直到清代,才又有人重新研究.尽管如此,《墨经》中的数学思想的产生,表明我国在2 500年前就已较严密地研究几何,比欧几里德的《几何原本》问世还早100多年.
4.宇宙论与时空论
(1)宇宙间万物的起因
《经上》说:“故,所得而后成也。”
《经说上》解释:“故:小故,有之不必然,无之必不然。体也,若有端。大故,有之必然,无之必不然。若见之成见也。”
《经》中,“故”有一种力量,足以使得别一现象出现。可见,“故”就是一事一物之所以生,所以成,就是客观事物生成的原因。表明原因引起结果,结果显出原因。所以“故”这一范畴,反映事物见因果的必然联系。
《经说上》中,指出世界上一事一物的出现,必有一事或数事为其先决条件。“小故”是形成事物的必要条件,是“大故”的一部分。大故是形成事物的必要和充分条件。
(2) 论宇宙为整体
《经上》说:“体,分于兼也。”
《经说上》解释:“体:若二分之一,尺之端也。“
《经上》中“兼”即整体,总体,全体。体即个别,个体,部分的意思。因此,“个体是从全体中分出来的”这说明宇宙是统一的整体,任何事物都是其中的一部分都从整体分出。
《经说上》中“尺”是线的意思,端是点的意思。用举例来说明世界上的事物都表现为“兼”和“体”两个范畴关系的存在。
《经上》说:“久,弥异时也。”
《经说上》解释:“久:合古、今、旦、暮。”
《经上》说:“宇,弥异所也”
《经说上》解释:“宇:蒙东、西、南 、北。”
《经上》中“久”是永恒,是长远。“弥”是 合,是周遍,兼全体而无遗。“宇”是寓。“所”是方所、处所。
宇宙二字的含义就是时间和空间。不过墨家对其有特用的哲学术语—久宇。
墨子用矛盾的统一论来阐述其时空观,对宇宙是有限还是无限做了辨证的看待,而且阐明了物体的运动必存在于时间和空间之内。墨子认为,宇宙是由物质构成的,物是外延最大的概念,包含宇宙中的所有物质,其内涵指实际存在的东西宇宙有的地方被物质充盈,有的地方不被物质充盈,宇宙是有与无的统一时间和空间是一切物质存在的根本特征和基本形式,墨子通过(物体)运动研究时间、空间,并给出了准确的定义,从而阐明了时空"有穷无穷"等思想。墨子的宇宙图象是空间、时间、物质、运动有穷又无穷,在无穷的宇宙中充满了无限的物质,物质运动不止。
三.后记———墨家的衰落
墨家在历史上之短暂存在过一段时间(墨子在世时)
墨家的消散并非墨家帮助秦国统一天下,墨家在战国已经分裂,除所说的墨离为三的相广氏,相夫氏,邓陵氏三家外,还有以黄老道补统墨学思想的宋研,尹文一家,以墨家逻辑学自立一家的名家惠施,还有许行的农家,都出于墨学,战国末期墨家中心转入秦国,但并非主张秦国去灭六国,而是让秦皇用墨家思想治国,为秦国守城,在秦国当时的兵法中与<<墨子>>中所记载的守城兵法是一样的,墨子怕兵法被侵略者利用,所以墨子只写守的兵法,不写攻的兵法,墨家的消散是因为<<韩非子>>所说的"儒以文乱法,侠以武犯禁",秦国利用墨家的学说让国家纯朴,节省资源用于军事,又利用墨家弟子守城,统一后因当时大多游侠出于墨家,而且墨家是为受侵略国守城的军事团体,统治者根本不容墨家的存在,所以秦统一后墨家便压逼墨家,因为墨家的反战思想使墨家在秦迅速衰落,秦统一是根扰<<韩非子>>的中思想富国强兵,韩非被李斯陷害,在狱中写出<<韩非子>>,最终李斯逼韩非服毒自杀,秦皇最终很后悔,但便用了<<韩非子>>中的霸道思想加速兼并战争,统一后便实行焚书坑儒的愚民政策,到汉初,汉统治者不让墨家墨兴,在<<史记>>中没为与墨子和墨家有关的人立传,如墨家的弟子,"止楚攻宋"一事被墨子感染的墨子好友鲁班,初学黄老道后转墨学的宋研,尹文,学于墨学的农家许行,受墨学影响出身贵族却反对贵族剥削的隐士陈仲,都不立转,只有晏婴有立转,墨子也只是"宋大夫,或与孔子同时,或之后"这二十多字概括司马迁可能想为墨家学者立传,但因为资料大多来自于司马迁父亲司马谈,汉朝压逼墨家所以司立迁无法找到墨家的资料
墨家其实也并非完全消散,只是失去了官方学说的地位,但隐于民间,墨者大既有三种分枝,一类是传统墨学学者,在<<盐铁论>>中就是民间的墨家学者与儒家学者联合起来在一次辩论大会中批判西汉中叶的黑暗统治当中儒者居多数一类是游侠,游侠其实大多都出于墨家,因为统治者压逼墨家以组织形式分离成游离形式,就是游侠,在<<史记>>中司马迁为游侠立传,实质暗示了墨侠的去向,还有一支就是后来与黄道道融合的墨家弟子,淮南王刘安曾广招贤士,当中有许多就是出自墨家,当中在<<盐铁论>>有所记载,后来刘安以黄老道思想为主,结合各家思想写成<<淮南子>>,还有<<淮方万毕术>>,但<<万毕>>今只存残卷,但当中许多就是与<<墨经>>中所记载的科学技术淮南王谋反失败,许多门客都遭到牵连受到诛杀但那时起其中一支墨家弟子已经与黄老道,方仙道,民间儒者融合,形成后来黄巾起义的太平道经典<<太平经>>延续了以天为最高主宰,当中许多思想就是出于<<墨子>>,黄巾起义的口号"苍天已殓,黄天当立",实质是以墨家的天志挑战官方儒家"生死有命,富贵在天"的天命思想到晋翰葛洪先生在<<抱朴子>>中所说道教变化术大者唯有<<墨子五行记>>,道教神仙故事中有墨子成仙的记载,可见早期道教有一支来源于墨家,墨家思想也融入了道教,到后来的<<赤松子中诫经>>,<<太上感应篇>>这类劝善书其实都是<<墨子>>的天志,明鬼,兼爱,非攻的思想,<<墨子>>一书也收录在<<道藏>>中,道教中强调人要行善积累功德这一思想其实来源于墨家,章太炎先生说"道教教义,本诸墨氏,源于流长",墨家思想虽在官方学说沉积两诘年,其实融入了道教中,另外就是成为了游侠的主导思想,宋朝野史中记载南侠展照自小爱读<<墨子>>,可见<<墨子>>在民间一直流传着
结语
墨家的科学技术和它的思想的及其博大精深,现在看来都不禁为其伟大而惊叹,在那么遥远的时代的如此非凡的思想和成就,但其科技和思想的突然断流也不禁让我感到无比的遗憾和疑惑。我们有必要去学习古人的思想,不是为了获得问题的答案,而是为了获得解决问题的方法。
参考文献:《墨经》
《墨经中的物理》
《经上》《经说上》《经说下》
《墨言物忌》
《墨家与科技教育》
《史记》
墨子 生平 [和讯博客]
作为一名无私奉献的老师,就不得不需要编写说课稿,说课稿有助于学生理解并掌握系统的知识。怎样写说课稿才更能起到其作用呢?以下是我整理的《光的直线传播》说课稿,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
《光的直线传播》说课稿1一、教材分析
1、教材的地位和作用
《光的直线传播》是八年级物理上册第四章《光现象》第一节的内容,光的直线传播是重要的光学现象,是几何光学的基础,同时又是研究光的反射和折射现象的必备知识。光的直线传播现象学生比较熟悉,也比较感兴趣,通过对现象的分析,培养学生密切联系实际,运用科学知识来解释一些自然现象的习惯和能力,更重要是激发学生学习兴趣,提高科学素质。本节教材让学生认识光的直线传播现象和初步规律,是为以后几节课学习活动进行充分准备。
2、教学目标
根据《课程标准》的要求和本节教材内容及学生已有的认识基础,我确定本节的学习目标如下:
(1)知识与技能
①能识别光源,知道光源分为人造光源和天然光源两类。
②了解光的直线传播,能列举光的直线传播在社会生活与生产中的一些应用。
③了解光在真空中的传播速度
(2)过程与方法
①通过实验探究,认识光在空气、水和玻璃等均匀介质中传播的特点。
②观察演示实验“光在不均匀糖水中的路径”,启发学生归纳总结得出光沿直线传播的条件。
(3)情感、态度与价值观
①在实验探究中体验学习物理的乐趣,并在实验过程中学会与他人合作与交流。
②应用“光沿直线传播的规律”解释一些简单的自然现象,解决一些实际问题,意识到光的世界既神奇美丽,又有规律可循,而且利用这些规律能帮助人们更好地认识自然,改善生活质量,提高工作效率。
3、难点和重点
根据新课程标准的要求,及教材内容和学生学习的实际确定:
(1)重点:光的直线传播。(2)难点:用光的直线传播解释现象。
二、器材的选择
1、选择依据
丰富的教学用具及设备,提高了训练密度及广度,使教学过程从枯燥到有趣,从抽象到形象,进行课堂演示实验并利用计算机多媒体辅助教学,不仅提供了大量的教学信息,使学生在生动形象的环境中,得以迅速理解和掌握物理规律,激发学生们的学习兴趣,调动他们的主动性,从而达到提高课堂教学效率的目的。
2、教学器材: 水槽 激光笔 水 牛奶 烟饼 镊子 烧杯 滴管 纸杯 蜡烛 火柴 玻璃砖
三、教法和学法
1、教法
本节是学习光现象的一个开始,是以后学习光的反射及折射的基础。针对素质教育对学生能力的要求,本节采用观察分析,启发式教学法。体现“学生为主体,教师为主导”的教学思想。通过实验演示,观察分析,启发对比,总结归纳得出规律。在课堂上通过教师的引导,让学生进行演示实验和计算机的模拟实验的观察,使学生在头脑中有清晰的表象,以具体生动的感性认识为基础掌握知识,而不是生硬地死记硬背,同时在观察中培养能力,开展思维训练重视知识的应用,理论紧密联系实际。
2、学法
学生是教学活动主体,要使学生从“学会”转化成“会学”,教师在教学中要注意学生学法的指导,根据本节的内容特征,教师在做好演示实验时,引导学生如何去观察实验,同时要尽可能让学亲自动手实验,训练学生的动手能力,并由他们自己总结和发现规律。
四、教学流程
教学中以了解、学习研究物理问题的方法为基础,掌握知识为中心,培养能力为方向,紧抓重点突破难点,具体设计如下:
(一)创设情境,引入新课
播放一组与光现象紧密联系的优美和视频:影、倒影、水面下(视深变浅)物体,霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、白光通过三棱镜的色散、彩色的肥皂泡、北极光……最后将画面停在“节日夜空中的多彩的激光”直指本课的主题。让学生欣赏绚丽天象的同时认识到大自然中有许多光沿直线传播的例子,由此进入这节课的学习。
(二)自主探究,学习新知
1、探究光的直线传播的条件
①引导学生应用桌面上的器材,通过实验探究得出:光在空气、水、以及果冻这些介质中沿直线传播,但在两种介质的界面上要发生偏折。
分组实验,然后小组间交流实验结果。(以学生为主体,充分让学生自主探究,符合教学规律,体现了物理学科的特点。)
在学生汇报实验现象和结果的基础上,引导学生归纳得出:光在空气、水、果冻、玻璃中沿直线传播;但在两种介质的界面上发生了偏折。
②教师演示光在非均匀糖水中传播的实验。得出光在同种非均匀介质中路径发生弯曲。
2、光线
展示生活中光沿直线传播的,学生想象光线的形象。
引导:为了直观的描述光的传播路径和方向,我们用一条直线表示光的传播路径,用箭头表示光的传播方向,这样的带箭头的直线称之为光线。
强调:光线是为了方便描述光的传播路径和方向而引入的一种描述手段,是假想的。
3、应用
(1)影子的形成
投影展示影子的形成原理。
引导:a 光在同种且均匀介质中沿直线传播;b 不透明物体光不能通过。
原理:光在同种且均匀介质中沿直线传播,遇到不透明物体,在物体后面形成一个无光的黑暗区域。
(2)小孔成像
学生利用课前准备的实验器材完成课本P70“想想做做”,在班级进行展示,观察小孔成像现象,交流小孔成像的特点。(训练了学生动手能力,培养了观察能力和分析问题的能力。)
利用利用动画展示小孔成像,画小孔成像原理图。
归纳小孔成像特点:像与物相反;实像。
(3)日食、月食
多媒体课件动画展示日食、月食原理图,引导学生分析。
(4)学生列举生活中应用光的直线传播的实例,并进行解释。(培养学生用物理知识解释生活现象和解决实际问题的能力)
4、光速
(1)学生阅读教材,了解光的传播速度,光在不同介质中传播的速度不同,在真空中的速度最大,为30×108m/s。(培养学生自主学习的能力。)
(2)学生回忆声音的传播速度情况,将光的传播速度与声音进行对比。
(三)归纳总结,应用提升
学生谈本节课的收获。(改变以往教师口头总结学生心不在焉的情况,由学生极积主动说、谈、想,为后续的学习作好准备。)利用多媒体课件展示习题,学生作答。(培养学生用物理知识解释生活现象和解决实际问题的能力,达到学以致用的目的。)
《光的直线传播》说课稿2课题:
光的直线传播
课型:
新授课
教学目标:
能理解光沿直线传播及其应用;能理解常见的光沿直线传播的现象;知道光速是3×108m/s。
过程与方法:
初步形成发现问题,形成课题,建立假说,检验论证,评价发展的思维程序;观察光在空气、水中传播的实验现象,了解实验是研究物理问题的重要方法。
情感态度与价值观:具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理;通过阅读相关资料,感受我国古代科学的伟大成就,增强对中华民族的科学文明的自豪感。
重点:
光的直线传播的探究过程以及光速的应用。能解释简单的光直线传播现象。
难点:
光直线传播规律的得到及解释光直线传播现象。
教学准备:
卫生香(或有烟蚊香)、一空烧杯、一装有水(滴有少量的牛奶或豆浆)、火柴、蜡烛、玻璃砖一块
教学过程:
第一课时
教师:提前2-3分钟到教室,用投影仪投影以下文字“激光直射人眼时,会对眼睛有损伤,实验前、后及实验中绝对禁止激光直射自己或他人眼睛!”提出问题引入活动:同学们在小学或更早的时候做过手影游戏吗?
今天让大家回到童年,重温儿时的欢乐,谁先来试一试?
教师:大家说他们的表演精彩吗?
由活动引入问题:我们欣赏了这几位同学的惟妙惟肖的表演,你能提出与这一现象有关的问题吗?(思考了一下)
1、光的传播〖活动〗点燃一支蜡烛,用硬纸片遮住,(能/不能)看到烛光?在硬纸片上开个小孔,(能/不能)看到烛光?〖质疑〗为什么开个小孔后不是所有人都能看到烛光?坐在什么位置的同学才能看到烛光?〖思考〗通过这一现象可以知道光是怎样传播的?
教师:刚才大家提出了好多想要知道的问题,所提的问题都很好。我们今天不可能全把它们研究完,选出其中的两个来共同探讨一下。
2、影是怎样形成的?
4、影为什么会随手形的变化而变化?大家猜想一下形成影的原因是什么呢?
教师引导鼓励:如果在流动的水中插一竹竿,水能绕过插在水中的竹竿而向前流动,光能否像水那样绕过吗?
教师:如何证明你的猜想呢?
教师:介绍大家桌子上的器材有导向地介绍:卫生香(或有烟蚊香)、一空烧杯、一装有水(滴有少量的牛奶或豆浆)的烧杯、玻璃砖一块、火柴、蜡烛、激光笔、三个开有小孔的硬纸板、夹子(大的三个或小的六个)、一根细线,要求用桌上提供的器材寻找你的证据。
教师引导:太阳光射进教室时,此时我们看不到光,设想一下,用扫帚将地上的灰尘扫起来,还看到吗?
教师引导:自然界中大的天文现象……
教师:用投影仪演示日、月食的形成过程(因陋就简,形象直观),并投影出它的解释图。接着说明其应用——“夏、商、周断代工程”
过渡:我国古代对光的这种传播规律早有记载,最早的是4世纪《墨经》记述了一种叫小孔成像的现象。下面我们重温一下古人观察到的现象。
教师:除上述记载外,我国宋代博学家沈括有一部科学巨著,被英国的李约瑟称为“中国科学史”的坐标,大家知道这部巨著吗?《梦溪笔谈》它里面也有这一现象的描述。
投影:“若鸢飞于空中,其影随鸢而移,或中间为窗所束,则影与鸢相逆,鸢东则影西,鸢西则影东”给出解释
投影:作图给出解释
第二课时
过渡:
情景设置:两小孩为光传播是否需要时间所进行的争论。关于光的传播是否需要时间的问题在历史上还有一段故事。
投影出光速的测定史:伽利略实验。
阅读后说明:科学家和我们常人一样,也会有错或想不到的地方,生活中要正确对待失败,正是因为伽利略的失败,才使得后来的科学家用了很多更巧妙的方法来测定光速。光速到底是多少?现在测得光速为3×108m/s,即每秒钟光要走3×108m的距离,这个距离相当于绕地球赤道75圈
拓展无影灯观察医院手术室的”无影灯”,它是将发光强度大的灯在灯盘上排成圆形。形成一个分布区域较大的光源,从不同角度把光线照射到手术台上,即使医生的手及器械在灯光与病人手术区域之间,也只遮住了部分光线,其他灯光仍能照亮被遮挡住的部分。光照到不透光的物体上会在其后留下影子,光完全照不到的地方叫“本影”,有一部分被遮挡的区域叫做“半影”。无影灯就是使医生手术时不在病人手术部位产生本影。
教师小结:
投影:
三、光的直线传播
1、光沿直线传播。
2、光速为3×108m/s。
课堂回顾:
1、光是沿直线传播的
2、影子的形成说明。
3、光的传播速度为m/s。
4、用步枪瞄准射击时,要求“三点一线”,这是规律的应用。
5、日食和月食都是光的形成的天文现象,科学家利用天体力学的方法向前推出历史上日食和月食发生的确切年代,再结合古籍中天象的记载,令人信服地确定了的确切年代。完成了工程。
发散与问题:1、光总是沿直线传播吗?
2、光速都是3×108m/s吗?
3、光如果不是沿直线传播,而是像水那样向前流动,我们的生活会有哪些不同?
4、光速如果与现在的声速相等,与现在相比又有什么不同?教师请学生边做边解说。
学生可能提出的问题:
1、手是肉色的,为什么影是黑色的?
2、所有的物体都有影吗?
3、影是怎样形成的?
4、影为什么会随手形的变化而变化?
5、手影为何不在黑板上?光可能沿直线传播。
学生回答:实验收集证据学生不会用烟雾来显示光的传播方向。
学生交流:学生自己做给其他同学看。
学生列举生活中的光直线传播的实例:学生可能没有举出日食和月食。
学生活动:用自制的针孔照相机观察蜡烛火焰的像。
学生交流:可能观察到屏上的是圆形的,正立的学生计算,给出地球半径64×103km
学生练习巩固时间允许可让学生讨论,试着回答体现对学生的关怀
让学生体验成功教师的指挥、引导作用渗透物理研究的方法——类比。
这时教师的引导作用是不可忽视,同时学生也在进行真正意义上的思考,而不是教师强加给他的体验成功思维发散与应用物理学与人文科学的结合,体会科学的作用,增强民族自豪感,实施情感目标创设情境,再次进入活动语文与物理的结合,同时增强民族自豪感和自尊心上升为理论,处理好知识与技能的关系增强学生的自信心和正确对待挫折、失败,形成正确的人生观和良好的意志品质。情感态度和价值观的教学目标在悄然实施。
对知识内容再进行回顾,这样不但让学生展开想象的翅膀去想象,而且让学生的思维从课堂上飞出课外,新问题的出现,促使他(或她)进行新一轮的探究。
日晷计量时间是看晷针在晷面所成影子,在晷面的正反两面刻划出12个大格,每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面。从而看出时间。太阳光在传播过程中,遇到障碍物,在光所不能到达的区域形成了影子。所以,日晷计量时间是利用光的直线传播的原理来计量时间的。很高兴为你解答!谢谢采纳!
1、 取火的方法和对火的认识
我国古代取火的工具称为“燧”,有金燧、木燧之分。金燧取火于日,木燧取火于木。根据我国古籍的记载,古代常用“夫燧”、“阳燧”(实际上是一种凹面镜,因用金属制成成, 所以统称为“金燧”)来取火。古代人们在行军或打猎时,总是随身带有取火器,《礼记》中就有“左佩金燧”、“右佩木燧”的记载,表明晴天时用金燧取火,阴天时用木燧取火。阳燧取火是人类利用光学仪器会聚太阳能的一个先驱。讲到取火,古代还用自制的古透镜来取火的。公元前2世纪,就有人用冰作透镜,会聚太阳光取火。《问经堂丛书》、《淮南万毕术》中就有这样的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”我们常说,水火不兼容,但制成冰透镜来取火,真是一个奇妙的创造。用冰制成透镜是无法长期保存的,于是便出现用玻璃或玻璃来制造透镜。
《华严经》菩萨问明品 记载“勤首菩萨以颂答曰: 如钻燧求火,未出而数息,火势随止灭,懈怠者亦然。如人持日珠,不以物承影,火终不可得,懈怠者亦然”。
2、针孔成像和影的认识
公元前4世纪,墨家就做过针孔成像的实验,并给予分析和解释。《墨经》中明确地写道:“景到(倒),在午有端,与景长,说在端。”这里的“午”即小孔所在处。这段文字表明小孔成的是倒像,其原因是在小孔处光线交叉的地方有一点(“端”),成像的大小,与这交点的位置无关。从这里也可以清楚看到,古人已经认识到光是直线行进的,所以常用“射”来描述光线径直向前。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中也记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先直接观察在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与飞的方向一致。然后在纸窗上开一小孔,使窗外飞的影子呈现在窒内的纸屏上,沉括用光的直进的道理来解释所观察到的结果:“东则影西,西则影东”。墨家利用光的直线传播这一性质,讨论了光源、物体、投影三者的关系。《墨经》中写道:“景不徙,说在改为。”“光至,景亡。若在,尽古息。”说明影是不动的,如果影移,那是光源或物体发生移动,使原影不断消逝,新影不断生成的缘故。投影的地方,如果光一照,影子就会消失,如果影子存在,表明物体不动,只要物体不动,影子就始终存在于原处。墨家对本影、半影也作了解释。《墨经》中有这样的记载:“景二,说在重。”“景二,光夹。一,光一。光者,景也。”意思是一物有两种投影(本影、半影),说明它同时受到两个光源重复照射的结果(“说在者”,“光夹”)、一种投影,说明它只受一个光源照射,并且强调了光源与投影的联系(“光者,景也”)。与此相连,墨家还根据物和光源相对位置的变化,以及物与光源本身大小的不同来讨论影的大小及其变化。
3、对面镜的认识
墨子对凹面镜、凸面镜和平面镜成像的原理也进行了比较系统的研究,已发现了凹面镜焦点的存在。如墨家对凹面镜作了深入的观察和研究,并在《墨经》中作了明确、详细的记载。“鉴低,景一小而易,一大而正,说在中之外、内。”“低”表示深、凹之意;放在“中之内”,得到的像是比物体大而正立的。虽然他尚把球心和焦点混淆在一起,但这些实验是世界上最早的光学实验,具有重大的科学意义。李约瑟曾把墨子光学与古希腊光学进行比较,指出墨子的光学研究“比我们任何所知的希腊为早”,“印度亦不能比拟”。
北宋沈括对凹面镜的焦距作了测定。他用手指置于凹面镜前,观察成像情况,发现随着手指与镜面距离的远近变化,像也发生相应的变化。在《梦溪笔谈》中作了记载:“阳燧面洼,以一指迫而照之则正,渐远则无所见,过此遂倒。”说明手指靠近凹面镜时,像的正立的,渐渐远移至某一处(在焦点附近),则“无所见”,表示没有像(像成在无穷远处);移过这段距离,像就倒立了。这一实验,既表述了凹面镜成像原理,同时也是测定凹面镜焦距的一种粗略方法。
墨家对凸透镜也进行了研究。《墨经》中写道:“鉴团,景一。说在刑之大。”“鉴团”即凹面镜,也称团镜。“景一”表明凸面镜成像只有一种。“刑”同形字,指物体,它总比像大。我们的祖先,利用平面镜能反射光线的特性,将多个平面镜组合起来,取得了有趣的结果。如《庄子·天下篇》的有关注解《庄子补正》中对此作了记载:“鉴以鉴影,而鉴以有影,两鉴相鉴,则重影无穷。”这样的装置,收到了“照花前后镜,花花交相映”的效果。《间经堂丛书》、《淮南万毕术》中记有“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。”表明很早就有人制作了最早的开管式“潜望镜”,能够隔墙观望户外的景物。
此外,汉代发明的透光镜,能够反射出铜镜背面的精美图像,是中国古代光学的一大发明,现在仍引起中外学者的关注。
4、对虹的认识
虹是一种大气光学现象,从公元6世纪开始,我国古代对虹就有了比较正确的认识。唐初的孔颖达(574-648)曾概括了虹的成因,他认为“若云薄漏日,日照雨滴则虹生。”明确指出产生虹的3个条件,即云、日、“日照雨滴”。沉括对此也作过细致的研究,并作实地考察。在《梦溪笔谈选注》中写道:“是时新雨霁,见虹下帐前涧中。”予与同职扣涧观之,虹两头皆垂涧中。使人过涧,隔虹对立,相去数丈,中间如隔绡觳,自西望东则见;盖夕虹也。立涧之东西望,则为日所铄,都无所睹。”指出虹和太阳的位置正好是相对的,傍晚的虹见于东方,而对着太阳是看不见虹的。地虹有了认识之后,便可以人工造虹。8世纪中叶,唐代曾有过这样的试验:“背日喷呼水成虹霓之状”,表示背向太阳喷出小水珠,便能看到类似虹霓的情景。
5、墨经光学八条
墨翟(约公元前478年——前392年),是墨家学派的创始人。战国时期的政治家、科学家。他和他的门徒根据古代劳动人民在实践中认识到的光学知识,研究总结出八条带规律性的经验,记录在《墨经》中,分条厘说,通称“墨经光学八条”,是《墨经》中精粹部分之一。光学八条直接涉及到光学应用中一些问题。
发光体照射物体形成影子,是大自然中最普通的现象,又是摄影师在艺术造型中饶有兴趣的问题。《墨经》中的光学论述,首先是以此开始的。“光学八条”中的第一、第二条是:经:景徙。说在改为。说:景光至,景亡。若在,尽,古息。(第一条)经:景二。说在重。说:景,二光,夹,一光。一光者景也。(第二条)
大意是说影子产生的原因。在光照到的地方,就没有影子;如果有影子,那就是光被物体遮挡。进一步说,如果光源、物体和承影面相对静止,那么影子的位置也相对固定。当两个光源同时照射一个物体时,就产生了二个“半影”夹持着一个“本影”;一个光源照射时只有一个影子。这二条反映了古代人民对光学现象最朴素的认识。还有一条颇值得注意,它直接论述到针孔成像的原理。原文是:经:景到,在午有端;与景长,说在端。说:景光之人照若射,下者之人也高,高者之人也下。足蔽下光,故成景于上,首蔽上光,故成景于下。在远近,有端与于光,故景库内也。(第三条)
这条大意是说,影子倒过来是因为光线在小孔处汇成光束所致,“午”是指光束相交之点,即针孔处。光线好象箭一样直线传播着,从下方来的光线通过小孔成象于上方,从上方来的光线成像于下方。经说最后一句“在远近有端于光”,近代学者多解释为类似摄影光学中物距、像距的概念。“这可以说明现今照像者进退暗箱的理由”。第五条论述的是关于光的强弱关系。结论是:发光体远近决定光的强度。类似现代光度学概念。四、六两条是解释平面镜反射现象。
中国古代,冶炼技术十分发达。随之而来的是铜镜制造工艺,根据文字记载和考古的发现,当时的铜镜不仅有平面镜,而且根据不同用途制成了凸面镜或凹面镜,凹面镜,古称阳燧,是人们利用阳光聚焦取火的工具。古代没有专门掌管阳燧的官职,《周礼》卷七十《秋官·司寇下》记载:“司烜(音火。古官职名)氏掌以夫遂,取明火于日。”东汉郑玄注:“夫遂,阳燧也。”应该指出的是,凹面镜在现代应用摄影光学中占有重要地位。近来出现折反式摄影镜头,已进一步证明了这一点。古人已认识到物体放在球心外时,获得的是比物体小的倒立像。当物体在球心内时,得到的是比物体大的正立像。即经中所说“鉴低,景,一小而易,一大而击。说在中之外,内。 概括起来,可推断那时人们已经懂得:1 光的直线传播;2 影子的成因及变化规律;3 针孔成像的道理;4 针孔暗箱成像时,物、像大小取决于物距和像距的关系;5 类似放大率的概念;6 凹面反光镜前焦点到球心,这一区域在成像中的特殊意义。墨经光学八条,体现了先秦时期我国人民在科学研究方面的突出贡献。由于认识水平的限制,用今天的眼光看来,带有明显的片面性和不完整性。《墨经》的内容,尽管文字深奥难解,但学术界各家的注疏基本一致,其内容本身是不容置疑的。墨家学派形成后,开辟了中国的“格致之学”,对后人研究摄影光学有所启迪。
6、光学折射现象的发现
《墨经》中没有论及光线在不同介质中传播时产生的折射现象,这是因为当时的工艺制造条件,尚不能提供理想的透明玻璃,而折射现象直接关系到透镜成像理论基础。公元前139年西汉淮南王刘安主持编修的《淮南万毕术》中除了重复“阳燧见日则火生”的说法外,还出现了用冰制造透镜的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影则火生。”另据《西京日记》记载,汉武帝(公元前140年——前87年)时,已知道用白光琉璃将阳光折入暗室使成为白昼。又据清代林志诚著《事类统编》称:北魏时(386——581)西域月氏国商人用矿石制成人造有色琉璃。曾做了一间可容百人的房子,四周利用人造琉璃折光,使室内光色映澈。及至宋代刘歧写的《暇日记》也谈到利用水晶折光将阳光焦聚,照亮阴暗的案牍。
北宋大科学家沈括(1031——1095),在他的著作《梦溪笔谈》中,进一步对小孔成像理论和凹面反光镜作了分析和解释,取得新的成果。他用生动的比喻说明小孔成像是因为光线穿过“碍”(即小孔)形成光束所造成的结果。以后,人们在日常生活里,多次观察到由于客观条件的巧合而形成的小孔成像现象,遂引起广泛的注意,而尤为历代文人所重视,古籍中也常有记载。元代陶宗仪的著名笔记著作《辍耕录》中说:“平江虎丘阁,版上有一窍。当日色清朗时,以掌大白纸承其影,则一寺之形胜,悉于此见之。但顶反居下耳,此固有象可寓,非幻出者。”又说:“松江城中有四塔……夏监运家乃在四塔之东,而小室内却有一塔影,长五寸许,倒悬于西壁之上,不知从何而来。然不常有,或时见之焉,是又不可晓也。
明代刘侗、于奕正著《帝京景物略》提到北京天宁寺中的小孔成像,并且做了一些解释。原文是“塔倒影,在大土殿。日方中,阖殿中门,日入门罅,塔全影倒现石上。昔人云:影从罅入,空中物则旁碍,碍则影束,影束则倒。……今悬镜中像,过旁镜,其物正倒也,阳燧倒影者,日光倒入也。又光从上来,层十三具,光一再传,物体则小也……。”明清时期的北京庙宇慈慧寺,也是当时以倒影著称而吸引游客的古迹。
“针孔成像”的现象,引起人们愈来愈大的兴趣。为了进一步研究,元代科学家赵友钦设计了一个相当庞大的光学实验。他把一整座房屋作为实验室。在左右隔开的二间房内,各掘一个不同深度圆井。井口处各置小孔,楼房的活动棚顶作承影屏,用上千支蜡烛做发光体。通过预先设计的实验程序得出以下结论:“针孔”扩大到相当大时,不能成像;“针孔”相当小时,屏上的像和光源形状相同,但方向相反;“照度”和距离成反比关系。
赵友钦把这次实验的过程和结果,写成一篇论文,叫《小罅光景》,收入他的自然学文集《革象新书》。这部书后来被收入明代编纂的大型类书《永乐大典》中。赵友钦的试验,使用了上千支蜡做发光体,在摄影学的意义上说明他已认识到像是由许多光点所构成。其实验场所可以说是最大的暗箱。赵友钦的论文《小罅光景》的学术水平当时在世界上是领先的。
明末清初的科学家方以智(字密之,号曼公。1611——1671),也在他所著的《物理小识》一书里叙述了他亲自做过的小孔成像实验:“屋漏小罅,日影如盘。尝以纸征之,刺一小孔,使日照一石,适如其分也;手渐移而高,光渐大于石矣;刺四、五穴,就地照之,而四、五穴各为光影也;手渐移而高,光合为一,而四、五穴之影,不可复得矣。”说明方以智的这个实验,是对于小孔成像的条件和影响影像大小的具体因素规律性的探索。
7、透镜暗箱
摄影术的发明和应用离不开暗箱。针孔暗箱虽能成像,但正如赵友钦实验结果那样,它存在着致命的缺点,即不能解决影像亮度和清晰度之间的矛盾。所以,透镜暗箱的出现,使光学应用技术前进了一大步。欧洲在文艺复兴时期,画家已广泛使用透镜暗箱,不过那时只作为一种绘画的辅助工具而已。明末清初,一些西方传教士来到中国,促进了中西文化的交流,随之,一些光学器具也开始传入中国。首先传入的是各种透镜,包括眼镜和放大镜。清代赵翼在《陔馀丛考》中说:“古未有眼镜,至明始有之,本来自西域。”清代以后,广东省出现了用近代方法制造玻璃的工业,为国内磨制光学透镜提供了物质条件。
清初的光学器具制造家孙云球,是中国磨制透镜的高手。孙云球,字文玉,又字泗滨。江苏吴县人。生于崇祯初年,死于康熙年间,仅活了33岁。他的父亲志儒,曾任福建漳州知府。孙云球小时聪明异常,13岁时就读于吴江县县学。不久父亲故去,家道中落,靠卖草药奉养母亲。他喜欢钻研机械,自制钟表,青年时代,就成了著名的透镜制造家。史书记载:“昔虎丘孙云球以西洋镜制昏眼、近光、童光等镜,为七十二种。又有远镜、火镜、端容镜、摄光镜、夕阳镜、显微镜……。”并著有《镜史》一书,可惜已经失传。证明当时国内已经能自制摄影镜头(即所称“摄光镜”),出现了一些用摄影镜头装配的光学器具,影戏灯就是其中之一。
所谓“影戏灯”,就是现在所说的幻灯机,或摄影用的放大机。其实,我国早在公元前三世纪时的古籍《韩非子》中就记载了古人放映幻灯的一段故事。大意是:周君请一个人为他作画,三年后画画好了。看的时候,需要筑一高墙,墙上开小孔,然后插入“筴”(相当于幻灯片),在有阳光的时候才能观看,“尽成龙蛇禽兽车马,万物之状具备。”可惜的是,这种针孔的幻灯机没有得到发展和改进。
清代学者顾禄(铁卿)曾记载了当时流传于民间的影戏灯的情况,他说:“其法皆传自西洋欧逻巴诸国,今虎邱人皆能为之。灯影之戏,则用高方纸木匣,腹贮油灯,燃炷七八茎。其火焰适对正面之孔。其孔与匣突出寸许,作六角式,须用摄光镜重叠为之,乃通灵耳……中嵌玻璃,反绘戏文……将影摄入粉壁,匣愈远而光愈大,惟室中尽灭灯光,其影始得分明也……。”有趣的是,文中提到“须用摄光镜重叠为之”说明使用的是“复式镜头”,而这时恰恰是欧洲风景暗箱流行的时期,当时复式镜头在世界上标志先进的光学技术水平。
中国古代的墨家是怎么回事?
本文2023-10-24 07:11:14发表“古籍资讯”栏目。
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