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放大镜是怎么把东西放大的

放大镜是一块凸透镜。把它靠近物体时,会形成一个放大、正立的虚像,你的眼睛看到它位于物体后方,于是物体显得更大。

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凸透镜把平行光向内折射汇聚到焦点。它如何成像,取决于物体相对于焦点放在哪里。

当物体比焦点更靠近透镜时,折射光线彼此散开而不相交。你的眼睛把它们往回追溯到光线看似发出的地方,看到一个位于物体同侧、更大且正立的像。这是虚像,因为光并没有真正经过它。这正是把放大镜靠近小字时的工作方式。

把透镜移离书页太远,像就会倒转并缩小,因为物体此时越过了焦点。让它保持靠近,才是获得清晰放大视像的诀窍。

在 SPM 中,你应用光线图解释凸透镜作为放大镜所成的放大虚像。

常见误解

  • 放大镜不论离物体多远都能用 -> 只有当物体在焦距以内时,它才给出放大的正立像。
  • 那个放大的像是实像,可以在屏幕上接到 -> 它是虚像,无法投射到屏幕上。
  • 任何透镜都能放大 -> 凹透镜总是给出更小的像;只有凸透镜以这种方式放大。

光与光学

背后的物理原理

放大镜是一块凸透镜(会聚透镜),它把物体放大了多少,用线性放大率 m 来量度。放大率是像高与物高之比,m = hᵢ/hₒ,因为是两个长度之比,所以没有单位。

它也可以写成像距与物距之比,m = v/u。

假设你读的字高 hₒ = 4 毫米,你看到的像高 hᵢ = 12 毫米,那么 m = 12 毫米 ÷ 4 毫米 = 3,字看起来就有三倍高。要得到正立、放大的像,物体必须位于焦距以内,也就是从透镜量起的物距 u 必须小于焦距 f。

焦距越短的透镜对光的弯折越强,在同一位置能给出更大的放大率,这就是为什么高倍的放大镜是又小又厚的透镜,而不是又大又平的。

日常生活中的例子

其实不必用正规的透镜也能看到这一点。在铺于报纸上的一片透明塑料上滴一滴水,弯曲的水滴就像一块小凸透镜,把下面的字撑大。

水滴圆鼓的表面像玻璃一样把光向内弯折。

珠宝匠检查戒指用的放大镜(loupe)也是同样的物理:一块高倍的小透镜,凑近眼睛也凑近物体,让只有零点几毫米的印记变得能看清。长辈读药盒上细小的有效期时也在靠它,把放大镜贴近药盒,好让物体保持在焦距以内。

每个例子里的规则都一样:让透镜靠近你要看的东西。把它移得太远,放大正立的视像就消失了,因为物体这时越过了焦点,透镜转而形成一个倒立的小像。

SPM 中如何考

在试卷二中,这属于“光与光学”一章,常见的指令词有描述解释说明比较。你可能被要求描述凸透镜如何形成放大镜中所看到的像,说明该像的性质(虚像、正立、放大),或比较物体在焦距以内与以外时所成的像。

通常还要求画出准确的光线图,用经过光心的和平行于主轴的标准光线。

这个概念与同一章的相邻子题相连:凸透镜与凹透镜成像的总体规律、焦距与光心的意义,以及作为 m = hᵢ/hₒ 的线性放大率。它还引向由透镜组成的光学仪器,而放大镜是其中最简单的一例。

要学会把物体的位置与所成像的类型联系起来,这样你就能推理任何透镜的组合,而不是死记单个结果。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

它在 SPM 如何考核?
它可能出现在试卷一与试卷二。我们不预测考题。
为什么把放大镜移离书页时,像会翻转过来?
靠近时,物体在焦距以内,透镜给出正立、放大的虚像。一旦你把透镜移到让物体越过焦点,透镜就会形成实像,它是倒立的、往往还更小,所以视像看起来是颠倒的。
透镜越厚放大得越多吗?
更弯的透镜焦距更短,所以对光的弯折更强,在相同的物体位置能给出更大的放大率。这就是为什么高倍的手持放大镜和珠宝放大镜又小又弯,而不是又大又平。
放大后的像是实像还是虚像?
作为放大镜正确使用时,像是虚像:它出现在与物体同侧,无法在屏幕上接到。你的眼睛能看到它,是因为离开透镜的发散光线看似来自书页后方一个更大的物体。

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