目 录
1 引言 1
2 光学 2
2.1 光的直线传播 2
2.2 凹面镜成像 4
2.3 凸面镜成像 5
3 电磁学 6
3.1 对电磁学的认识 6
3.2 人工磁化 7
3.3 磁偏角(地磁场)的发现 7
3.4 地磁场的影响 8
4 声学 9
4.1 共振现象 9
4.2 对共振现象的认识 9
4.3 共振现象的影响 9
5 热学 10
5.1 冷光源与热光源 10
5.2 冷光源与热光源的区别 11
6 力学 12
结论 13
致谢 14
参考文献 15
1 引言
沈括，字存中，是浙江杭州人，是我国古代一位学富五车的科学家，同时也是我国古代著名的政治家。他精通天文、数学、物理、化学、生物、地学、农学、医药及机械、冶金、造纸技术等等各个方面，可以说在中国的科学史上，他是一位最多才多艺的伟大人物。而在他的晚年，其著作《梦溪笔谈》里则详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献以及他自己的研究成果，被后人称之为名著。《梦溪笔谈》总共包括三部分，即《笔谈》、《补笔谈》、《续笔谈》，其内容涉及到生活的很多方面，[9]并且被广泛流传。
图1 沈括 图2 《梦溪笔谈》样式
自从人们开始对《梦溪笔谈》进行研究与应用以来，迄今为止大概已有８０多年的历史，可见其影响深远。由于《梦溪笔谈》中所体现出的多领域的学术价值，从而不断地引发了许多研究者对之研究的兴趣，促成 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
了各个领域的人士从他们各自的专业角度和看法，对这本书进行了深度的探讨与研究，研究领域是十分广泛的，主要内容包括《梦溪笔谈》的作者、校订、注解、译述、条目属性以及在现代科学技术《梦溪笔谈》中可以继续运用的价值等，[6]这些探讨与研究也都获得了社会各领域的肯定，得到了非常丰富的研究成果。
而在沈括的《梦溪笔谈》中也涉及到了我目前所学的物理学知识,在这本书中，他对具体的科学现象和规律，都均有他自己卓越的见解与研究成果，当然也涉及到了物理学中的光学、力学、热学、声学等，特别是他对电磁学的研究最为卓著。可以说他对物理学领域的研究成果是极其丰富而珍贵的，但对于这些知识却很少有人去做一些深入的探讨与研究，本文就是针对此书中的物理学知识进行研究与探讨。
2 光学
光学 既是物理学 中历史最悠久的一个基础学科，又是目前在我国的科学 研究中最为活跃的一部分，它具有非常强大的生命力和不可估量的研究前景。人类在认识客观世界进程中，光学 的发展过程可以说是其中一个重要的组成部分，简单说来，即它是一个使研究人员不断的去揭露矛盾、克服矛盾，从对之不完全和不确切的认识逐渐的走向完善和确切的认识过程。在这个过程中，光学的不少规律和理论都直接从实践中总结出来，当然也有相当多的知识来自于人们长期的系统的科学实验 。在这个漫长的演变中，从而形成了比较完善的一套光学体系。然而在我国古代对光学就早有研究和论述，其中一些方法独特，简单易操作的光学实验的实行，在科学史上也是实属罕见，而沈括对此在《梦溪笔谈》中也有所涉及。
2.1 光的直线传播
当前我们知道，在同种均匀介质 中，光是沿直线传播的，我们通常又把它简称为光的直线传播。在物理学的知识中，这是几何光学 中最为重要的理论基础之一，我们利用这个基本理论可以简单的解决物体的成像问题。然而在我国的历史上，沈括的《梦溪笔谈》中就对此理论有了较为详细的记录与研究，并做出了一些理论性的分析。
《梦溪笔谈》的卷三中记载：“阳燧照物皆倒，中间有碍故也。算家谓之“格术”。如人摇橹，臬为之碍故也。若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，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，与阳燧一也。阳燧面洼，以一指近而照之则正，渐远则无所见，过此遂倒。其无所见处，正如窗隙、橹臬、腰鼓碍之，本末相格，遂成摇橹之势：故举手则影愈下，下手则影愈上，此其可见。岂特物为然，人亦如是，中间不为物碍者鲜矣。小则利害相易，是非相反；大则以已为物，以物为已。不求去碍而欲见不颠倒，难矣哉！”[1] 在这一段话中，沈括将静止的物体通过小孔成像与运动的物体相联系起来，又将阳燧照物和小孔成像之间的联系归为一类，指出光线通过小孔从而形成了倒影，进而说明了光的直线传播理论。
另外为了进一步说明光的直线传播特性，沈括做了一个实验(如图3)，简单的来说，就是他在房子的纸窗上开了一个小孔,使窗户外面的飞鸟和楼塔的影子投射在屋内的纸屏上面，继而成像，以此进行实验。根据所做的实验，他得出：“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，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。”[1]意思是说，当鹰在空中飞行时，它的影子会随着它的移动而移动，但是当鹰和影子之间的光线被窗孔所限制住时，影子和鹰就会向相反的方向飞行。又比如说，从窗户的小孔中透过楼塔的影子，中间的光线经过窗户时会被窗户上的小孔所约束住，当我们看起来是，便都是倒立的影像。根据这个实验结果，他总结了其规律性，发现了其特殊性，生动地指出了物、孔、像三者之间的直线关系，进而说明了光是沿直线传播的这一物理学性质，为人类在物理学研究中创下了一大突破。[9]这一理论的研究与分析我国以后自然科学的发展，尤其是物理学中的光学发展做出了卓越的贡献。
图3 光的直线传播演示实验
《梦溪笔谈》中记载，沈括利用光的直线传播的性质，探究出了日、月蚀的形成的原因以及月亮时圆时缺的变化规律。他做了一个简单的实验，他选了一个弹丸，然后把这个弹丸表面的一半涂上白粉，用来表示这是向着太阳(向阳)的一面，通过观察他得出“侧视之则粉如钩，对视之则正圆”，进而更加清楚的解释了这些现象。在历史上他是第一个通过演示实验去认识月相变化的科学家，可以说这是一个非常博学的创举，推动了后来人们对这些现象更加深刻的认识。
2.1.1 光的直线传播应用
光的直线传播的应用是十分广泛的，它不仅仅常常出现在我们的日常生活中，也常常给我们带来许多启发。举个例子，人们之所以能够看到影子，就是因为光的直线传播；利用光的直线传播这一原理，人们根据建筑物的影子长度就可以来计算建筑物的实际高度了；另外根据光是沿直线传播的原理，我们看到在用刨子削木头时，木匠总是会闭上一只眼睛；为枪械设计准星，也是人们利用了光的直线传播原理；另外在我们排队的时候，教练有时会从前面或者是后面看队伍是不是站齐了，很显然，这也是运用了光是沿直线传播的这一原理。

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