卷八 學術八測算中

其測透音之法如後第一圖取炭氣盛于極薄之象皮球内懸于架上如乙其旁又懸一表如物則所發之聲浪遇氣球即行透過而折聚一點與光相同又以漏鬥一隻置于球之對面如已相去約數尺許以其管對人耳左右遠近漸移以試之其聲最大之處即為聚聲點漏鬥若不對聚聲點即不聞其聲取去氣球雖有聲而甚小可見甚小之聲其聚聲點之聲亦甚大也以此法[測]他物亦不能爽毫厘其測回音之法如後第二圖用橢圓凹回光鏡二面其一覆懸于屋頂如寅其一仰置于棹上如卯相距二丈五尺許若挂一表于光點如物則他處不聞其聲惟在甲點其聲甚清與執在手者同聽其聲非自上而下實自下而上而其回音之大小不難一而知也以此測他物亦能不爽毫厘若夫測聲浪之行速也亦精其法雖多而最靈極者則莫如用炮嘗有人用巨炮一具置于三千二百七十尺以外而從三千二百七十尺以内聽之則燃放之後即見其光惟曆三秒許始能聞其聲因測知聲之傳行每秒約為一千零九十尺以此類推他皆可知如見電光後停幾秒而聞雷聲即知發雷之處相距幾何遠也若夫測金類之傳聲也亦易有西人用測傳聲器測之知金類之熱度不同傳聲之速率亦異熱度加而速率減惟銀與鐵則不然銀鐵熱二十度速率一萬六千八百二十二尺熱一百度速率加至一萬七千三百八十六尺熱二百度速率減至一萬五千四百八十三尺蓋熱度至其定限速率最大或過或不及速率俱小也不特是也至測音叉聲音之度數則其法尤精如後第三圖将氣吹入此器觀時表之秒針[指](拈)六十秒急按左柄如乙則器面之針即動待針秒轉(秒)一周仍至六十[秒]急按右柄如甲則器面之針即停觀針所指若在一千四百四十而闆之孔四十六則十六乘一千四百四十得二萬三千零四十即一分時音叉動之數以六十約之得三百八十四為一秒時音叉之動數此種測法實屬精微他如纮音管音鐘[磬](罄)之音以記聲器準音器驗之亦無差誤此西人測音之法所以精而微也一論測熱之法也測熱之法約有數端先論傳熱各物性質有傳多傳寡之殊全類中惟金銀銅最易傳熱鉛則次之玉石磁器玻璃木植最難傳熱炭則次之然果何所測而知之也則有一簡法在如後第四圖欲測某物之傳熱大小多寡即用某物制成圓柱以蠟包其上端使之與銅器相切于其所用銅器内盛熱水或熱油其熱氣傳至圓柱必化開上端之蠟凡難傳者其镕化近而少易傳者其镕化遠而多故不難一測而畢悉也次論射熱射熱之理各質相同如以洋鐵匣盛滿熱水其射熱與鐵球之燒紅無殊人身亦然冰則亦然較冰之再冷物質亦然不過射之大小射之多寡各有不同耳然又何以測而知之也則亦有妙法在如後第五圖即測射熱之[器](氣)厥名為測射熱較度表法将兩球盛滿風氣中藏紅色硫磺強水設加熱度于一球風氣漸長即抵硫磺強水至别管内如兩球熱度俱同則兩管内硫磺強水高低一例兩球熱度各異則何管較冷即何管之硫磺強水較高因之可測射熱之大小多寡也且射熱之能力關于物面之滞滑面愈滑則射熱愈寡面愈滞則射熱愈多如後第五圖以金類立方箱置在球體鏡前用一測射熱較度球放于鏡之針心處箱内盛熱水則各面熱度俱同測各面熱度之效在最滞面上其表度最高比滑面之熱度加三倍有奇他面愈滑表度愈低他面愈滞表度愈高也 次論吸熱凡物之吸熱皆同而所以吸熱則不同即以太陽而論凡萬物皆為太陽照熱其所照之熱無異所受之熱即有異蓋吸熱之能力亦關各物之性質故或吸受寡或吸受多不容一概而論也如以測射熱較度表測之即知其理設以表之兩球同置太陽之下一球為原色一球為漆黑色複熱以薄物則其熱較度之大小即關于所熱之性質用金銀為蓋則吸熱甚少用黑紙為蓋則吸熱甚多蓋金銀之性有返照之能故吸熱少也知乎此則他可類推矣次論回熱回熱之能力亦視各物之性質與各物之滞滑其測驗之法亦甚多若以測熱表測之即可知其大小多寡又一簡法略可試驗即如以熱物放在彗星曲線鏡之針心處其熱必平行于彗星曲線[鏡](徑)之方向再以别鏡置于相近之地使人能射所受之熱其熱必聚在彼鏡之針心處以火紙[放]于此紙即能燃固可測而知之也蓋回熱與射熱相反物愈光滑回熱愈多物愈阻滞回熱愈少如用鏡兩面一鏡有漆一鏡無漆其有漆者回熱必少其無漆者回熱必多也以上測傳熱射熱吸熱回熱之法可謂精矣然猶不止是也各物之容熱也有容熱大者有容熱小者有容熱多者有容熱小者又何所憑借而測之哉則以有測熱标準也如後第七圖用鐵皮制成三器重複套下以碎冰盛于外盛兩器中第一套镕冰化水可從甲閘流下第二套镕冰化水可從乙閘流下并用精紬鐵絲阻其冰塊不使塞于孔管之處則外面之熱必為第一層冰所隔不能至第二層裡面之熱即從丁器化下不能至第一層丙層丁層之冰亦必為熱镕化其化下之水在甲點乙點可以測知其多寡此器之用甚多不拘何物皆可測試如欲測試鐵容熱之率将鐵球熱度加至一百置于裡面器中即速蓋好則熱度加至三十二度時量測镕開之水若幹又熱度加至二三百層時測量镕開之水若幹傳出熱之多少與冰化水多少之比例恒等可測而知所化之水以愈高愈加長為率準此測知鐵镕熱之率與熱度大小一同改變此僅就鐵之镕熱而言也若欲測各物容熱之率則當升各物熱至相等之度從熱度點時降至三十二度熱點時測其冰化水若幹即得容熱之率也至于測空氣之熱其法最易明曉如第八圖厥名為寒暑表以玻璃管為之下端有圓球内存水銀管連于架其表面則刻度數觀水銀之升度若幹即知熱度若幹也此則西人測熱之法所以靈而捷也一論測光之學也光之濃淡可測光之速率亦可測測濃淡之法平方反比例盡之也而又有一簡法亦可試驗其法立竿于白屏前以一燭火置其前即見一竿影以二燭火至其前即見二竿影設兩燭火離屏之遠近同其成影之暗亦同則其光力之濃淡亦同可知也若一影暗一影更暗則影暗之燭光其光較淡更暗之燭光其光較濃更可知也蓋凡物光之力愈濃所成之影愈暗也用此法以測他物亦可不差測速率之法昔丹國人名六麻者在法巴黎城内測望木星小月之食木星離日四萬七千二百六十九萬三千英裡因而又得一據凡光行過空處之速率每秒約十九萬二千五百英裡然其法頗繁 又有傅珂者測得光行速率為每秒十八萬五千一百七十七英裡光學家多宗其說其法如第九圖仔為暗室之牆辰為方孔以回光鏡置于暗[室]之外以白金條于方孔之内令光條透過方孔而至室中則白金條分光條為二又用無光色差之透光鏡如吜光條透過此鏡之後射至寅平回光鏡回光鏡旋轉之速率甚大且其回射之形像成于空中在空中之行速率為回光鏡速率之加倍此形像射至口寅凹回光鏡其鏡面之中心合于寅鏡旋轉之角線從口寅鏡回射之光複至寅鏡再從此鏡回射而過吜鏡成一白金絲之形像若寅鏡旋轉不速所成之形像即合于白金絲其咳為平行面之玻璃片在白金絲與透光鏡之間所以從寅鏡回射之形至玻璃片而回射則透過己目鏡倘寅鏡不動而或旋轉甚遲口寅寅兩鏡回射之光線射于寅鏡上其形像與原回射之形像相合後從寅鏡回射至咳玻璃片之甲點從此處有幾分回射至目鏡之丁點成一形像甲丁等于甲辰其形像即用己目鏡觀之此即測光行速率所憑借之器也又可用此器測光行于流質内之差數其法用一長管如呷口乙長三碼計每碼二尺共六尺長也置于口寅寅兩回光鏡之間光線二次透過管内之流質從寅回射透過吜鏡至丙自丙回射而成形像于辛相距之差數流質大于空氣質故空氣内光行之速率[大于流質内](八流于質良)光行之速率因而測知空氣内每秒十九萬二千英