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我國古代對密度的認識和運用介紹
物理學上,為了表示不同物質的性質上的差別,引入了密度(開始叫比重,即與水的密度之比)的概念。
我國對密度(比重)概念的提出和應用是非常早的。在《孟子》一書中就有這樣的記載:“金重于羽者,豈謂一鉤金與一輿羽之謂哉?”意思是平時所說金子比羽重,是指相同體積時的金子和羽毛之比,而絕不是將一只金鉤子的重量與一車羽毛的重量去作比較的。
在測定物質密度上,我國古代的制鹽工人創制了世界上最早的液體比重計。宋代姚寬的《西溪叢話》中有這樣一段話:“予監臺州,杜瀆鹽湯,日以蓮子試鹵。擇蓮子重者用之,鹵浮三蓮四蓮味重,五蓮尤重。蓮子取其浮則直。若二蓮直,或一直一橫,即味差薄;若鹵更薄,即蓮沉于底,而煎鹽不成。閩中之法,以雞子桃仁試之,鹵味重則正浮在上,咸淡相半,則二物俱沉,與此相類!边@里記載了我國古代制鹽工人測定鹽鹵密度的兩種方法:一種是用浮蓮法,即選重的蓮子數顆,放入鹽鹵中,鹽鹵浮蓮的數目越多,鹽味越重。另一種是用雞蛋或桃仁的沉浮情況來測定鹽鹵的密度。當鹽鹵的密度大,而雞蛋或桃仁的平均密度相對小時,則雞蛋或桃仁就浮出液面;如鹽鹵淡,其密度小于雞蛋或桃仁的平均密度時,則雞蛋或桃仁就下沉。這兩種方法與現代所用的浮子式比重(密度)計的原理是一致的。
明代陸容在《菽園雜記》中也有一段記載:“(鹵水)以重三分蓮子試之,先將小竹筒裝鹵放蓮子于中,若浮而橫倒者,則鹵極咸,乃可煎燒;若立浮于面者,稍淡;若沉而不起者,俱棄不用!边@種與蓮子配合使用的小竹筒,已成了一只攜帶方便的液體比重(密度)計,其原理與現代所用的浮筆式比重(密度)計相同。
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