放大镜

放大镜的定义

或者,一个简单的放大镜,或者说放大镜是 凸透镜 放大镜用于帮助眼睛看清肉眼难以直接看到的物体,例如非常小的字迹。放大镜被称为简易放大镜,因为它放大物体图像的能力有限。在下一课中,你将学习非简易放大镜,例如…… 显微镜, 地面望远镜望远镜.

放大镜的工作原理

近距离观察时,物体显得很大;远距离观察时,物体显得很小。近处物体显得大,是因为在视网膜上成像较大。相反,远距离观察时,同一个物体显得很小,是因为在视网膜上成像较小。因此,眼睛看到的物体大小取决于在视网膜上成像的大小。而视网膜上成像的大小又取决于眼睛与物体之间的角度,如下图所示。

放大镜 - 1远离眼睛的物体看起来更小,因为它们的视差角 (θ) 较小(图 1.1)。相反,靠近眼睛的物体看起来更大,因为它们的视差角 (θ) 较大(图 1.2)。由此可见,通过增大或减小视差角 (θ),可以放大或缩小眼睛所看到的物体的大小。眼睛靠近物体时,视差角增大;眼睛远离物体时,视差角减小。

以上讨论同样适用于其他问题。如果您遇到字太小难以辨认的情况,您会如何解决?根据以上讨论,您可以尝试将文本靠近眼睛,增大文本与眼睛之间的角度,从而使文本更大更清晰。重要的是要意识到这一点。 正常眼近点 或者说,人眼能聚焦的最近距离是25厘米,因此,如果文字与眼睛之间的距离小于25厘米,文字就会显得模糊。在25厘米的距离上可以辨认的文字,靠近一些就会变得模糊,直到距离小于25厘米为止,更不用说在25厘米的距离上完全无法辨认的文字了。那么,如何才能让字号很小的文字清晰可辨呢?当然,你需要借助放大文字的光学工具。

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光学仪器,例如 平面镜, 凹面镜凸面镜 镜子不能用来阅读文字,因为它不透明。而透镜是透明的,所以可以用来阅读文字。在课程中 凹透镜图像文中解释说,凹透镜只能缩小物体的图像。相比之下,在主题中…… 凸透镜成像 文中解释说,凸透镜可以放大物体的图像。因为它能放大图像, 凸透镜 可以设计成放大镜。
 
观察以下两幅图。在图 1.3 中,物体是直接用眼睛观察的,由于眼睛与物体两端之间的角度较小,因此物体看起来很小。在图 1.4 中,眼睛通过放大镜观察物体。放大镜的作用是成像并放大图像,因此眼睛看到的是图像。通过放大镜观察到的物体图像看起来更大,因为眼睛与图像两端之间的角度更大。

为了使观察者的眼睛能​​够通过放大镜看到图像,该图像必须是虚像(图像位于放大镜前方,或者图像与物体位于同一侧,如图 1.4 所示)。关于这个主题 凸透镜成像 已经解释过,要使图像为虚像,物距 (s) 必须小于或等于焦距 (f)。

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放大镜 - 2标题 :
s = 物体距离
s' = 图像距离
h = 物体的高度
h' = 阴影高度
F = 放大镜的焦点
θ = 透镜与物体两端之间的夹角。在图 1.3 中,所讨论的透镜是目镜;而在图 1.4 中,所讨论的透镜是用作放大镜的凸透镜。

在图 1.3(侧视图)中,物体位于左侧,观察者的眼睛位于右侧。在图 1.4(侧视图)中,物体及其经凸透镜成像的位置在左侧,观察者的眼睛位于右侧。

如何使用放大镜
 
当物距 (s) 等于焦距 (f) 时,像为虚像,像距 (s') 为无穷大。无穷大是最大虚像距,因为 远点 正常人眼的视距为无穷远。另一方面,最小虚像距离为25厘米,因为 近点 正常眼睛直径为25厘米。

当眼睛观察无穷远处(远点)的虚像时,眼睛处于最小调节状态,或者说睫状肌处于最放松状态。为了达到这种状态,物体与放大镜之间的距离必须等于放大镜的焦距。如果放大镜的焦距为25厘米,那么物体与放大镜之间的距离也应为25厘米。

另一方面,当眼睛在25厘米(近点)处看到虚像时,眼睛会进行最大程度的调节。 眼睫状肌 在最紧张的情况下,如果放大镜的焦距为 25 厘米,那么当物距与以下计算结果相同时,眼睛会在 25 厘米处看到一个虚像。
曲面透镜和反射镜公式:
1/s = 1/f – 1/s'
说明:s = 物距,f = 焦距,s' = 像距 = 近点 = 25 厘米
放大镜是凸透镜,所以焦距为正值。像为虚像,所以s'为负值。
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 厘米
如果放大镜的焦距为25厘米,当物距为12,5厘米时,人眼会在25厘米处看到一个虚像。物体与放大镜之间的距离不应小于12,5厘米,否则人眼将无法清晰地看到放大镜所成的像。

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如果放大镜的焦距为 50 厘米呢?如果放大镜的焦距为 50 厘米,那么当物距与以下计算结果相同时,眼睛会在 25 厘米处看到一个虚像。
1/s = 1/f – (-1/s') = 1/f + 1/s'
1/s = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
s = 50/3 = 16,67 厘米
如果放大镜的焦距为50厘米,当物距为16,7厘米时,人眼会在25厘米处看到一个虚像。物体与放大镜之间的距离不应小于16,7厘米,否则人眼将无法清晰地看到放大镜所成的像。

放大镜角度的放大倍数

用放大镜观察物体时,调节能力最小的眼睛看到的物体图像会更大,而调节能力最大的眼睛看到的物体图像会更大?哪种透镜更适合用作放大镜,焦距大的凸透镜还是焦距小的凸透镜?这些问题可以在学习之后找到答案。 放大镜公式.

 

 

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