的地面上各挖一个直径四尺余的圆井右井深四尺左井深八尺。根据实验需要左井中可另放一张四尺高的桌子。作两块直径四尺的圆板每块板上密插一千多支点燃的蜡烛放在井底或桌面上作为光源。两个井口分别用中心开孔的板遮盖。以楼板为固定的像屏。实验分五个步骤进行：（1）保持光源、小孔与像屏三者距离不变观察中心开孔甚小但大小稍有不同时两处的成像；（2）改变光源强度即改变点燃蜡烛的支数；（3）改变像距即另用两片大木板水平挂在楼板下作为像屏改变像屏的高度；（4）改变物距即移去左井中的桌子把点燃的蜡烛置于井底；（5）改变孔的大小和形状即更换盖在井口的中心开孔不同的木板。他详细研究了各种情况下成像的规律。关于针孔成像及照度实验（前四个步骤）的结果赵友钦指出：“景之远近在窍外烛之远近在窍内。凡景近窍者狭景远窍者广。烛远窍者景亦狭烛近窍者景亦广。景广则淡景狭则浓。烛虽近而光衰者景亦淡；烛虽远而光盛者景亦浓。由是察之烛也、光也、窍也、景也四者消长胜负皆所当论者也。”也就是说物距、像距、光源强度和孔窍都影响像的大小与浓淡。关于小孔成像和大孔成像（第五个步骤）的实验结果为：在光源为日、月的情况下因小孔“不足容日、月之体”故像“随日、月之形”；因大孔“可容日、月之体”故像随孔之形。在光源为“千烛”情况下因小孔“不睹一井之全”故像随千烛之形；因大孔“总是一井之景”故像随孔之形。赵友钦总结说：“是故小景随光之形大景随空之像断乎无可疑者。”即孔大时所成的像与孔的形状相同；孔小时所成的像与光源的形状相同。赵友钦的实验是中世纪最大型的光学实验其研究方法是科学的见解也是正确的。他通过一系列的实验对小孔（形状和大小）、光源（形状和强度）、像（形状和亮度）、物距、像距等因素之间的关系进行了规律性的探讨。
关于圆球受光及视角的认识赵友钦也曾用实验模拟研究了月亮的盈亏。他指出：“若遇望夜则日月躔度相对一边光处全向于地普照人间；一边暗处全向于天人所不见。”之后月相逐渐变小“（日月）渐相近而侧相映则向地之边光渐少矣。”至晦朔“日月同经为其日与天相近月与天相远。故一边光处全向于天一边暗处却向于地。”之一后月相逐渐变大“（日月）渐相远而侧相映则向地之边光渐多矣。”最后他指出：“月体本无圆缺乃是月体之光暗1参阅王锦光：“赵友钦及其光学研究”载《科技史文集》第12辑页94—991984年；王锦光、洪震寰：《中国光学史》页79—91湖南教育出版社1986版。
半轮转旋人目不能尽察故言其圆缺耳。”（见《革象新书》卷三的“月体半明”一节）他的解释很科学而通俗。
赵友钦在《革象新书》中还指出：“远视物则微近视物则大”（卷二的“天地正中”节）；“近视则虽小犹大远视则虽广犹窄”（卷三的“月体半明”节）。这些都是关于视角方面的问题其论述也是符合实际的。关于透光镜西汉时就已出现透光镜由于其特殊的光学效应很早就引起了人们的兴趣沈括《梦溪笔谈》中已有明确记载宋元之际周密的著作中也有关于透光镜的记述：“透光镜其理有不可明者前辈传记仅有沈存中（沈括）《笔谈》及之然其说亦穿凿凡对日映之背上之花尽在影中纤悉毕具可谓神矣！”1但是周密并未涉及透光镜的制作及原理问题。
吾丘衍在《闲居录》中写下了他的看法：“世有透光镜似有神异对日射影于壁镜背文藻于影中一一皆见磨之愈明。因思而得其说。假如镜背铸作盘龙亦于镜面窾刻作龙如背所状复以稍浊之铜填补铸入削平镜面加铅其上向日射影光随其铜之清浊分明暗也。昔徐生操示余因以告之。后数日家志行取去忽坠地而碎痕迹并见果不出所度云。昔沈存中（沈括）《笔谈》尝载此镜而不得其说因记之。”这段话反映出吾丘衍对于镜面材质不同而反射率有所不同这一透光原理的进一步认识同时他的解释及对其制作方法的猜测因一面透光镜“忽坠地而碎痕迹并见”而得到证实。
近年已通过实验证明铸制透光镜有多种方法如所谓“加热法”即如沈括所推测的在铸镜过程中因镜各部分厚薄不同造成冷却快慢不同使得各处收缩率有差别结果镜面产生细微的曲率差异；“补铸法”即如吾丘衍所记述的铸镜时先将镜面依背面的图案铸成空凹状然后以另一成份的铜填补铸入使得镜面的材质有所不同；以及“磨刮法”即镜铸成之后用磨刮的方法把镜面磨光使镜面亦形成微小的曲率差异。以上三种方法确实都能制成透光镜。
1周密：《癸辛杂识》续集卷下“透光镜”条。
第三节电和磁物体的导电性元代时人们继续观察到不同性质的物体遭雷击后的情况。如杨瑀曾提到：“钱塘韩介石巨室也。延祐夏忽风雨骤至令庖僮往楼上闭窗。雨过不见此僮楼上寻之则已毙矣。因取所带刀而敛之绦鞘皆如故刀刃则销铄过半。事为《笔谈》所载：内侍李舜举家暴雷所震人以为堂屋已焚窗纸皆黔有一宝刀极钢坚就刀室中镕为汁而室俨然。二事皆相同此理殊不可强解也。”1元代人们仍只观察和记载了有关雷电的现象但还不可能从电学知识方面加以理解。
指南针及其应用元代也有类似于沈括在《梦溪笔谈》中关于磨制磁针和安置磁针的记述。如程棨在《三柳轩杂识》中写道：“阴阳家以磁石引针定南北每有子午丙壬之异。按《本草衍义》：磁石磨针锋则能指南然常偏东不全南也。其法新纩中独缕以半芥子蜡缀于针腰无风处垂之则针常指南。以针横贯灯心浮水上亦指南。然常偏丙位盖丙为土火庚辛金受其制所致故知是物类相感耳。”但没有更深的认识。
指南针在元代已成为海上导航最重要的仪器不论昼夜阴晴都要利用指南针来辨别方向。此外为海上航行还特别编制有“罗经针簿”船行某处应采用何针位都一一标识明白作为航行的依据。在《真腊风土记》（周达观著）、《海道经》、《大元海运记》等