奇妙之光

    照相机给我们短暂的人生带来了许多美好的回忆，为我们的日常生活增添了不少色彩。可大家知道照相机的工作原理是什么吗？是谁最先发现，又是如何发明的？

    照相机的工作原理其实很简单，就是小孔成像。什么是小孔成像？小孔成像就是我们用一个带有小孔的底板挡在光源与屏幕之间，在后面的屏幕上就会呈现出光源的倒影，我们把这种现象叫小孔成像。

    在人类历史上第一个做出真正意义上的小孔成像实验的人，是我国著名的学者墨崔（即墨子），大约在两千多年前，墨子和他的学生，做了世界上第一个小孔成像的实验，那么墨子和他的弟子是如何做实验的呢？

    据记载，墨子和他的学生是在一个光线较暗的屋子里做的小孔成像实验。当时，墨子在一间黑暗的小屋朝南的墙上钻了一个孔，而他自己则对着小孔站在屋外，这时，在房屋朝北的墙上就出现了一个他的倒影。

    通过这个小孔成像实验，墨子科学性地揭示了光是沿着直线传播的。在他所著的著作《墨经》中“光学八条”中，墨子写道：景光之人熙若射，下者之人也高，高者之人也下。把它译成现代文就是：光线像射箭一样，是直线行进的，人体下部挡住直射过来的光线，射过小孔，成影在上边。人体上部挡住直射过来的光线，穿过小孔，成影在下边，成一个倒立的影子。

    墨子所做的小孔成像实验与今天的照相光学所讲的完全吻合，它为照相机、录像机等现代高科技仪器的发明创造，奠定了光学理论基础。那么发明照相机的人是谁？他又是如何发明的呢？

    照相机有三大核心技术：显影技术，定影技术和感光材料。掌握了这三大技术，照相机就可以正常工作了。

    据考究，发明照相机的人叫达盖尔，他是一名法国人。他发明出照相机纯属偶然。有一天，达盖尔到自己家中的药品柜中去找药品，突然发现在曾曝过光的底片上，影子变得非常清晰了。这是怎么回事？偶然的一次机会，他在药品箱里，发现有一些小小的水银珠。凭着职业的敏感，他马上意识到，影子为什么变清晰了一定是水银搞的鬼。为了证实自己的判断，达盖尔就把一张曝过光的底片放在暗室里，同时用水银蒸气来进行实验。果不其然，底片上的影子变清晰了，就这样达盖尔解决了照相的关键技术之一——显影技术。

    又有一次，达盖尔无意中打碎了一支温度计，从温度计里流了一些水银，这些水银流到胶片上，起了定影的作用。通过这个事件，达盖尔得到启发，从而发明了照相的关键技术之二——定影技术。

    还有一次，达盖尔无意中将一把用银做成的汤匙放在一块用碘处理过的金属面板上，结果他发现这把银匙的影子居然印到了金属面板上。他大吃一惊。为了寻找到答案，他特意磨制了一块金属板，并在金属板的上面涂上碘，然后用自制的照相机进行拍摄，结果出人意料地拍下了一个银匙的影子。从这一事件中，达盖尔得到启发，从而发明了照相的关键技术之三——感光材料。

    就这样，达盖尔发明了照相机的显影，定影和感光材料，掌握了这三个照相的关键技术，照相机的出现就顺理成章，水到渠成了。

    （作者系合肥工业大学仪器科学与光电工程学院副教授，中国光学学会光电技术专业委员会委员）