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Linear magnification 公式,SPM 物理

公式:m = v / u = hᵢ / hₒ。考试不提供,需记忆。

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Linear magnification
m = v / u = hᵢ / hₒ

考试不提供,需记忆。

用途

Linear magnification 用于光与光学(SPM 物理中四)。每一行运算都要带 SI 单位。 光与光学

符号与 SI 单位

符号含义SI 单位
m线放大率(无单位,比值),
v像距m
u物距m
hᵢ像高m
hₒ物高m

公式变形

  • v = mu
  • hᵢ = m × hₒ
  • u = v / m

解题示例

物在 u = 15 cm 处,像成于 v = 30 cm。 m = v / u = 30 / 15 = 2.0(像高为物高的两倍)。

常见陷阱

m 是无单位的比值。m > 1 表示放大,m < 1 表示缩小。u 与 v 须用相同单位。

理解线放大率

线放大率 m = v / u = hᵢ / hₒ 比较像与物。m 是纯比值,没有单位。

v 是像距,u 是物距(SI 单位均为米);hᵢ 是像高,hₒ 是物高(同样以米计)。

两个比值相等,是因为相似三角形把距离与高度联系起来:成于两倍远处的像高为两倍。

按需整理:hᵢ = m × hₒ 求像高,v = mu 求像距,u = v / m 求物距。u 与 v 须用相同单位;因为 m 无单位,单位相消,只有比值有意义。

分步解题示例

一高 hₒ = 2 cm 的物体位于距透镜 u = 10 cm 处,其像成于 v = 40 cm 处。求放大率与像高。

放大率:

  • m = v / u = 40 / 10 = 4.0

像高:

  • hᵢ = m × hₒ = 4.0 × 2 = 8 cm

因此放大率为 m = 4.0(无单位),像高 hᵢ = 8 cm(2 位有效数字)。由于 m 大于 1,像被放大,为物高的四倍,这与物体离透镜远比像近相符。

常见错误与考法

核心陷阱:m 是无单位的比值;m > 1 表示放大,m < 1 表示缩小,因此 u 与 v 须用相同单位。

其他常见错误:

  • 给 m 加上单位,如写成 "m = 4 cm"。
  • 把比值颠倒,用 u/v 而非 v/u。
  • 求 hᵢ 或 hₒ 时乘错高度。

题目会要求你计算 m、hᵢ 或 v,定义线放大率,或由 m 的值解释像是放大还是缩小。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (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

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
放大率可以小于 1 吗?
可以。当 m < 1 时像比物小,即缩小。相机镜头拍摄远处建筑时 m 很小,使像能落在传感器上。
m 能说明像是正立还是倒立吗?
采用完整符号规则时,m 为负表示倒立。在基础 SPM 中通常只报 m 的大小,再由光线图说明正立或倒立。
为何 m 既等于 v/u 又等于 hᵢ/hₒ?
由物顶发出的光线在透镜中心处构成相似三角形。高度之比等于距离之比,故两个表达式相同。

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