由于油膜干涉而形成的衍射色彩，其后被人们用以判断油漆之优劣。苏轼在《物类相感志·杂著》中写道：
漆中多油，煎朴消为假点上纸上，少时无油渗者佳。或于沸汤中滴之不散而无晕者妙，见风便变色者次之。
油漆之中含太多油质，漆稀而不可用。朴消即硫酸钠结晶体(Na2SO4·10H2O)。煎朴消成液体，并将朴消与漆同时滴在纸上。漆中之油与朴消中之水游离而出并渗入纸面，以此可验油漆中含油量。后一种方法就是以油面衍射为据。漆滴入沸水中不溶开，而油飘浮水面，油膜在水面产生干涉色。风吹油膜，干涉色即变幻之。与此相反，“滴之不散而无晕者”为好漆。这里的“晕”借以形容衍射光环。可见，利用油膜的干涉衍射光环鉴定油漆质地的方法已在900年前为中国人所掌握。
令人惊奇的是，古代人还发现了晶体的衍射现象。陶宗仪在《辍耕录》卷七中记录了一批所谓“回回石头”，即来自阿拉伯或波斯地区的宝石。其中有一种称为“屋朴尔蓝”，或写为“屋朴你蓝”，或写为“乌帕尼勒朗”。陶宗仪对此石写道：“下等，如水样带石，浑青色。”这种石头的名称都是Opal的译名，今称白宝石，矿物学称蛋白石，是一种近乎无定形的矿石，其成分为SiO2·nH2O，“n”表示不定数。蛋白石的一个特征是，其内存有液体，在阳光下这种液体会产生干涉带那样的衍射光环。陶宗仪称其为“如水样带”即指此衍射环。《辍耕录》又称《南村辍耕录》，成书于元至正二十六年(1366年)。其后500余年，即1933年，莱温和奥特才报告了很多蛋白石存在着相当敏锐的干涉条纹。
二、方以智的小孔衍射实验
在理论上，确定某一物体的影子大小，是从光源到物体边缘作直线。但在实际上，由于光的反射、散射等原因，影子边缘总是或明或暗，实际的暗影总比几何作图的结果小些。这个现象被明代方以智称作“光肥影瘦”。他在《物理小识‘历类》中写道：
不知日光常肥、地影自瘦，不可以圭角直线取也。何也？物为形碍，其影易尽。声与光常溢于物之数：声不可见矣；光可见，测而测不准也。屋漏小隙，日影如盘。尝以纸征之，刺一小孔，使日穿照一石，适如其分也。手渐移而高，光渐大于石矣。刺四五穴，就地照之，四五各为光影也。手渐移而高，光合为一，而四五穴之影不可复得矣。光常肥而影瘦也。
这段文字包含了三个内容：其一，不能以几何作图法获得物体影子的大小，实际的物影比几何作图法的影小。由此推知日地关系中，地的影子偏小(“地影自瘦”)，太阳的光照区或光亮区偏大(“日光常肥”)。其二说明“光肥影瘦”的道理，即“声与光常溢于物之数”。“溢”作为动词有两种意思：“满而外流”或“过渡”之意。“物之数”是指物所占的空间界限。关闭于房中的说话声，邻居尚可听闻。这是“声溢于物之数”。在方以智看来，光也会溢流到物体影子所在的空间，因而造成“光肥影瘦”。今天我们知道，方以智的所谓“溢”流，对于声而言，是由于声衍射的结果；对于光而言，是由于光的反射和漫反射产生的。方以智还认为，光可以看见，但听不见，“测不准”。这一方面是基于中国历代以圭影测定时间的经验，一方面也是针对西学中以望远镜测日地之数而言的。其三，进一步提出一个“测不准”实验，即小孔衍射实验，以证其“光肥影瘦”之说。这个实验颇有意义。
方以智的试验叙述中，“屋漏小隙，日影如盘”，属于小孔成像之一。方以智原本要做的是这种小孔光学实验，但他却得到了衍射的结果。他在窗户纸上“刺一小孔”，以阳光作光源，以手举白纸作为像屏，在小孔与像屏相距某处得到一个大小如同石块那样的光斑；然后，像屏往高举，即往小孔方向举起，同时观察光斑大小的变化。接着，在窗户纸上“刺四五穴”，即造成相邻的四五个小孔，同前一实验一样观察像屏即纸往高移动时屏上光斑的大小变化。方以智的观察结果是，对于一个小孔而言，“手渐移而高，光(在像屏上由小孔产生的光源之像)渐大于石”；对于四五个小孔而言，“手渐移而高，光合为一，而四五穴之影不可复得”。我们知道，在小孔成像实验中，当小孔与像屏距离远时，像屏上的光斑(或像)与物相同；当孔与像屏距离甚近，近到某一距离时就出现了小孔衍射现象。这时，单个小孔的衍射光斑要大于小孔；多个小孔的衍射结果，使在这一距离上的各个小孔的像消失，而形成一个远大于几个小孔面积之和的衍射光斑。方以智在这个实验描述中，仅仅缺少了这样一个过程：“手渐移而高”，先见光斑逐渐小于起始点“石”的大小。然后，在小孔与屏距离达到出现衍射时，也即手高到与小孔某一距离时，出现了“光(即衍射光斑)大于石”的现象。而对于四五个小孔而言，方以智的描述可以看作是完全正确的：手举屏越高，越接近小孔并达到某一距离时，原本是四五个小孔各自独立的光斑“合为一，而四五穴之影不可复得”。因为此时，发生了多孔衍射现象。人们看到的是由明暗相间的光环组成的一个大衍射光斑。可惜的是，方以智虽然看到这光斑的大小甚至大于石块的面积，却没有仔细观察并记下那明暗相间的光环。
现在的物理学或光学教科书，在述及衍射实验时都指出：该现象不容易被观察到；做衍射实验要有单色光源。因此，有人怀疑方以智的衍射现象的描述。我们以为，即使方以智的文字描述中尚有不足之处，但他所观察到的在小孔附近的“像”要“大于石”的结论，只有小孔衍射才有可能。方以智的实验是最早的小孔衍射实验。记载这个实验的《物理小识》初稿成于明崇祯辛未年(崇祯四年，即1631年)。在近代光学初期，发现这同一现象的是波洛尼亚耶稣大学的数学教授格里马耳迪(1618—1663)，他在其1666年出版的著作《光的物理数学》中描述了这个现象。在方以智和格里马耳迪所处的时代，东西方都没有近代教科书中所言及的单色光源。
（七）色散
关于色散现象的观察记载，其丰富的内容达到同一历史时期的欧洲不能与之相比的程度。人们不仅对雨虹，而且对冰珠、雨露、宝石的分光现象及其本质的认识都有所涉及。
一、虹
美丽的彩虹自古以来吸引了人们的注意。古代人称它为蝃蟪、虹霓。甲骨文中已有“虹”字，其象形类似于由双道弧线构成的彩虹，又类似于曲身爬行的虫。殷人以为它是能饮水于河的雨龙，故霓字又作蚬，从虫旁，霓字部首又从雨。在汉代画像石刻中可见虹的绘画。汉代人将它画成两头的龙(右龙头残)，独角，瞪目张口，正在吸饮雨水。
然而，列虹的科学观察从西周时起就开始了。《诗经·国风·郦·蝃蟪》写道：
蝃蛛在东，莫之敢指……
朝防侪于西，崇朝其雨……
这意思是说，太阳东升时，光照于西，乃在西方见虹，此时，西边窄中雨滴满布，故谓“崇朝其雨”。大概唐代之前，人们埘虹的描述多集中于其产生的物理条件。蔡邕《月令章句》说：
虹见有青赤之色。常依阴云，而昼见于日冲，无云4、见，太阴也不见。见辄与日相互率，以日西、见于东方。
这里所谓“云”，是雨云。萧梁朝江淹(444—505)作《赤虹赋序》写道：“正逢岩崖相照，雨云烂色，俄而雄虹赫然，晕光曜水，偃蹇山顶……迫而察之，实日阴阳之气。”他也着重描写了雨云和日照二者相对并存的必要条件。
唐宋时期，对虹的色散认识有了极大提高。孔颖达在《礼记·月令·季春之月》“虹始见”下疏解说：
若云薄漏日，日照雨滴则虹生。
与从前的“雨云”记述相比，“雨滴”之说不仅观察细致得多，而且已接近虹产生的科学见解。从现在科学眼光看，阳光被成片的点点水滴折射而产生彩虹。孔颖达的观点影响了其后的历史时代。在他之后，人们便以喷水实验实现了人造虹，并以此证明孔颖达观点的正确性。张志和在其著《玄真子·涛之灵》中写道：
雨色映日而成虹。背日喷水成霓虹之状。
这是关于日光散射实验的最早记载，它证实了自然界虹的成因之说，也破除了有关虹的种种误解。
类似的人造虹实验有许多记载。苏鹗在《杜阳杂编》卷下写道：
大中(唐宣宗年号，847—860)末，京城小儿叠布蘸水，自日张之，谓捩晕。
《唐语林》有类似记载，称其为“晕出入”。可见，长安儿童兴趣于造虹实验。宋代陆佃(1042—1102)也写道：
先儒以为云薄漏日，日照雨滴则虹生。今以水噗日，自侧视之则晕为虹霓。然则，虹虽天地淫气，不晕于曰不成矣。故今雨气成虹，朝阳射之则在西，夕阳射之则在东。
在这里，陆佃记录了“以水噀日”的造虹实验，而且明确地指出了观察虹的方向，虹与太阳二者之间的位置所在。
朱熹关于虹的看法是值得一提的。他一方面相信虹“有形，能吸水吸酒，人家有此，或为妖，或为祥”；另方面又指出：
虹非能止雨也，而雨气至是已薄，亦是日色射散雨气了。
蝃，本只是薄雨为日所照成影。
朱熹的“日色射散雨气”之说颇有物理意味，这句话与今日所谓虹是雨滴对太阳光的散射和折射所成，在语法上，恰成倒装句。
沈括在《梦溪笔谈·异事》中对虹的解释是引述其同时代人孙思恭(字彦先)的说法。孙思恭认为，“虹乃雨中日影也，日照雨滴则有之”。
二、冰珠和雨露分光
太阳光是白光，将太阳光分成色光的现象称为分光。前述虹，无论是天然的还是人造的，都是雨滴分光。当太阳光通过冰珠或雨露时，也会产生分光现象。北周庾信(513—581)曾对此有所描述，他在其诗《郊行值雪》中写道：
风云俱惨惨，原野共茫茫。雪花开六出，冰珠映九光。
太阳光透过“冰珠”后，被折射而成色光。庾信虽不知其理，但最早记下了冰珠分光的现象。
宋代程大昌在《演繁露》中记述的露珠分光是格外仔细的。他写道：
凡雨初霁或露之未唏，其余点缀于草木树叶之末，欲坠不坠，则皆聚为圆点，光莹可喜。日光入之，五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于水，而非雨露有此五色也。
程大昌记述圆形露珠的形成，含有表面张力的思想。当日光射入露珠，见各种色光闪烁不定，这正是雨露的分光作用。程大昌在此还指出，非雨露本身有各种色光，而是日光的“品性”所致。换句话说，日光本身应有各种色光。程大昌的分光观察及其结论几近500多年之后牛顿通过三棱镜所作的分光实验及其太阳光是由七色光组成的结论。
三、晶体分光及其变彩、变色现象
当透明晶体举以向日，也能分光并产生色散现象。葛洪在《抱朴子》中写道：
又云母有五种，人多不能分别也。法当举以向日，看其色，详占视之，乃可知耳。正尔于阴地，视之不见其杂色也。五色并具而多青者，名云英……五色并具而多赤者，名云珠……五色并具而多白者，名云液……五色并具而多黑者，名云母……但有青黄二色者，名云沙……
云母是由Si-O四面体组成的一系列层状结构，白云母属单斜晶系，可解理成云母片。葛洪在此指出，人多不能辨云母之种类，实则缺少方法。将云母放置于阴暗无阳光处，“不见其杂色”，仅当将它“举以向日”，透过它的白色光就因它的折射而发生色散现象。葛洪就是通过云母的分光现象并根据其色散情形将其分类的。这是晶体分光现象的较早记载。在《梁书·中天竺国传》中也有类似记载，不过此处记为“火齐”，实则是云母。该书写道：
火齐状如云母，色如紫金，有光耀。
古代称之为水晶、水玉、菩萨石者，实则就是天然石英。天然白石英具有极好的透光性能，由于它天然具有棱，因此，它像三棱镜一样对日光有分光作用。
天然石英的分光现象，也即太阳光透过它后发生色散的现象，在历史上早被中国人所发现。寇宗夷《本草衍义》写道：
嘉州、峨眉山出菩萨石，形六棱而锐首，色莹白明澈．蹙若泰山狼牙、上饶水晶之类。日隙照之，有五色，如佛顶圆光。俗谓菩萨光明所感，今亦称放光石。
其后不久，杜绾《云林石谱》也写道：
嘉州、峨眉石正与五台山石相似，出岩窦中，名菩萨石，其色莹洁，状如太山狼牙、信州水晶之类。映日射之，有五色圆光。其质六棱。或大如枣栗，则光彩微芒。间有小如樱珠，则五色灿然可喜。
《本草衍义》成书于政和六年(1116年)，《云林石谱》成书于绍兴三年(1133年)。这两条有关菩萨石分光现象为大家所熟悉。然而，早于他们100余年的《杨文公谈苑》已述及这种现象：
嘉州峨眉山有菩萨石，人多呆得之，色莹白，若太山狼牙石，上饶州水晶之类。日光射之，有五色，如佛顶圆光。
