第九章,放大镜(1/2)
那场文会之后没几天,一日上午,范靖照例在四峰书院讲算学。
堂下稀稀拉拉坐了七八个学生,比往日又少了几个。范靖也不在意,反正来的人本就不是为了学算帐,多半是想从他嘴里再掏点新鲜的说法出去显摆。如今文会过后,他那一套“格物新说”已经传遍了半个广州府,该来听的都听过了,新鲜劲儿一过,自然只剩下这些真正有几分兴趣的。
今日讲的是勾股测量之法,范靖正说到“立表测影”这一节,忽听得堂外一阵脚步声,门帘一掀,进来两个人。
当先一个是陈恪,就是文会上第一个发问的那个南海秀才,身后还跟著个十五六岁的少年,穿著件八成新的青布直裰,一脸压不住的兴奋。
“先生恕罪,学生来迟了。”陈恪拱手告了个罪,倒不急著落座,反把身后那少年往前一引,“这是学生的表弟,姓沈名璟,字玉鸣。这孩子昨日在码头上得了个稀罕物件,却不明白这东西的道理,学生想著先生或许能弄得明白,便带他把这东西拿来给先生看看。”
那少年上前一步,恭恭敬敬地行了个礼,然后从袖中摸出一个小布包,打开来,里头是一枚黄铜镶边的圆玻璃片,约莫酒杯大小,中间鼓鼓的,边上薄,底下还安著个象牙柄,倒像是一把小巧的扇子没了扇面,只剩个框子镶了片玻璃。
“这是泰西来的『读书镜』,”沈璟把东西递过来,“那海商说,有些老先生眼神不好,小字看不清,拿这个隔在书上一照,字就变大了。学生拿回去试了一回,果然如此。先生,就这么一片玻璃,怎么就能把字变大?这是什么道理?”
范靖看了一眼就知道,这就是个放大镜,或者说得更学术一点,就是个凸透镜。凸透镜成正立的虚像的道理只是初中的內容,范靖当然是很清楚的。但他还是先把这“读书镜”接过来,按照沈璟在一边的解说,试了试,然后点了点头。
“玉鸣,”他把那读书镜轻轻放回桌上,“你这一问,问到了要紧处。这东西我也是第一次见。你要问我它为什么能把字变大,眼下我只能说有点想法,却还说不明白。你若信得过我,把这读书镜借我两日,我仔细琢磨琢磨,两日后若是有所得,再来讲给你听,如何?”
沈璟立刻点头:“先生拿去便是!我拿这东西过来,本就是给先生格物的。”
范靖谢过他,將读书镜小心收好,继续讲完了那半截勾股课。底下的学生们都有些心不在焉,显然心思还在那枚亮晶晶的玻璃片上。范靖只当没看见,先把课讲完,然后便招呼他们都上来看看,算是满足了一下他们的好奇心,然后便散了学。
实际上要讲清楚放大镜的道理,根本不需要准备两天,即使是范靖打算加上两个格物实验,也不用两天。只是如果他拿到手,立刻就能说出道理来,那就太不符合格物认知的规律,倒是有些生而知之的味道了。
两天后的早晨,书院那间偏院里破天荒地挤满了人。陈恪和沈璟自不必说,连刘秀才也带了两个朋友来,再加上平日里听课的几个童生,足足坐了二三十人。原来沈璟这孩子回去之后到处跟人说“范先生要格那片泰西玻璃了”,一传十十传百,倒招来了这许多人。
范靖走进来时看见这场面,微微一愣,隨即笑道:“今日怎么这样热闹?我可没备这么多茶水。”
底下都笑了。陈恪起身道:“先生別怪,都是学生嘴快,跟几个朋友提了一句,他们就都来了。若是先生觉得不便……”
“没什么不便的。”范靖摆了摆手,“学问这东西,多一个人听便多一份明白。都坐下吧。”
他在桌上铺开一块白布,上头摆著三样东西:那枚象牙柄的读书镜,一枝蜡烛,一张白纸。今日是个大晴天,窗外日光正烈,倒省了他不少事。他又让人把朝南的窗子推开半扇,日头斜斜地照进来,正好落在讲桌上。
“诸位今日来,是为了这个。”范靖拿起那读书镜,在指间转了转,“沈玉鸣问过我,这片玻璃为什么能把字变大。我当时说,需要仔细琢磨琢磨。这两天,我把琢磨的结果,与诸位说一说。”
“要说明白这片玻璃的道理,得先从一件最平常的事情说起。”范靖环顾四周,“光走的是直线——这个诸位有疑议吗?”
学生们互相看了看。陈恪道:“先生,这个容易明白。日光从窗欞里照进来,是一条直直的光柱。灯下照出的影子,也是直的。”
“不错。”范靖点头,“光走直线,这是第一桩要紧的道理。既然是直线,它往前走的时候,如果遇上了什么东西,就会怎么样?”
“被挡住。”沈璟抢著答。
“对。但如果遇上的是一片透光的玻璃呢?而且是平平整整的玻璃,光从一面进去,又从另一面出来,大致还是沿著原来的方向走,没怎么偏。”
他拿起旁边一个盛水的粗瓷碗,把一根竹筷插进去,斜放在水中。学生们探过头来看,竹筷在水面处像是断成了两截。
“但光不是永远这样老实的。你们看,竹筷在水里,水面上下是直的吗?”
“不是——像是折了!”沈璟叫道。
“为什么折了?因为光从水里进到空气里,走的方向会变。光在不同的东西之间穿过时,方向会偏折。水是一种,玻璃也是一种。”
他放下碗,拿起那读书镜:“这片玻璃,中间厚,边上薄,表面是鼓起来的。光从鼓面进去,又从另一面出来,两面的方向都偏折,偏偏这两面又不是平行的——它厚薄不一,中间厚,边上薄。光从中间走过,偏折得少些;从边上走过,偏折得多些。四面八方来的光,经过这片鼓玻璃之后,全都被拢到了一处。”
他走到窗边,把那读书镜举在日光中,让光线透过镜片落在地面上。地面上先是显出一个白亮的大光斑,他慢慢调整镜片和地面的距离,光斑越来越小,越来越亮。忽然间,光斑缩成了一个刺眼的白点,亮得让人不敢直视。
“诸位请看,光被收拢到了一个极小的点上。”
他把镜片高高举起,回头看向学生们:“这个点,我叫它焦点。四面八方的光,经过这片鼓面镜,全被收到了这个焦点上。这就是读书镜第一桩要紧的本事——聚光。”
他从袖中摸出一小片乾枯的树叶,放在那个光点上。不消片刻,枯叶冒起一缕青烟,嗤的一声烧出一个小洞。
堂下顿时一片惊呼。
“著了!真的著了!”沈璟几乎是跳起来的。
范靖把镜片移开,拍了拍手上的灰:“看到没有?光被收到了焦点,焦点的热比別处大得多,能烧著叶子。这不是什么法术,就是聚光的道理。我国三代的时候其实也有类似的东西,就是阳燧。按《周礼》记载西周设有司烜氏专职掌管阳燧取火。只不过阳燧是一面凹面铜镜,而这个是一个凸面的透镜。”
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