放大镜的基本原理

杨诗雨

摘要：随着我国科学技术的快速发展，我国经济也得到了前所未有的发展机会，而放大镜以其与众不同的特点，在人们的日常生活、科研、军事等各个领域得到了普遍应用，同时也给人们提供了很大的便利，可以制作成光学仪器、眼镜、观察镜等，人们越来越离不开放大镜，本文主要论述了放大镜的工作原理和特点，希望对大家研究放大镜有所帮助。

关键词：放大镜、焦距、实像、虚像

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（b）-0000-00

放大镜在人们的生产生活中发挥着重要作用，人们越来越意识到放大镜的作用，正确认识放大镜的基本原理，有利于提高人们的生活质量。依据放大镜使用的环境不同，可以将放大镜分为：带灯放大镜、折叠放大镜、阅读放大镜佩戴式放大镜、弹出式放大镜、圆形放大镜、方形放大镜、台式放大镜、高倍精密放大镜、鉴定放大镜等等。

放大镜可以用来观察物体细微之处的仪器，是一种简单的目视光学仪器，属于一种焦距小于眼的明视距离的会聚透镜。人之所以能够看到物体，是因为物体在人眼视网膜上可以形成一个正比于物对眼所张的角。如果视角变大，那么在眼中形成的像也会越大，就能准确看到物体的每一细微之处。将物体移近眼睛，就能使人的视角加大，但由于人眼的调焦能力有一定的限制。而利用放大镜，把物体放在眼睛前面，同时将物体放在放大镜的外面，可以看到一个正立的放大的虚像，利用放大镜就能够达到放大视角的目的。

先认识几个概念：焦点，放大镜可以集中光线，如果光线与放大镜的主光轴平行，那么在经过放大镜后会集中于一点，这就是放大镜的焦点。焦距，指的是焦点和光心的距离。如果物体的位置不超过放大镜焦距，那么就会形成一个放大的虚像。如果把物体放在放大镜的一倍焦距但不能超过二倍焦距时，就会看到一个倒立放大的实像。如果物体距离放大镜二倍焦距以外时，就会看到一个倒立的缩小的实像。人们平时使用放大镜时，物体离放大镜的距离不会超过一倍焦距，可以利用放大镜看到一个正立的放大的虚像，同时移远放大镜的距离，看到的物体就会越大，但不能超过放大镜的一倍焦距。

将物体放在放大镜的焦点外部，那么在放大镜的另外一侧就会形成一个倒立的实像，同时实像也可以分为缩小、等大、放大三类。如果物距不断减小，像距不断加大，那么得到的实像就会不断增大。如果物体的位置在焦点当中，那么在放大镜的相同一侧就会形成一个放大的正立的虚像。如果物距不断减小、像距不断减小，那么虚像也会不断减小。

在研究光学过程中，实际光线集中形成的像属于实像；光发生反射或折射后的光线集中形成的像属于虚像。在实际教学中，物理老师在讲解实像与虚像的不同时，常常教给学生这样的区分方法："一般情况下，只要看到的是倒立的像都是实像，只要看到的是正立的像都是虚像。"中间提到的"正立"和"倒立"，是和原来的物体在对比情况下判断的。

研究成像规律时，可以发现利用平面镜、放大镜和凹透镜成的三种虚像，都是正立的；但利用放大鏡和凹面镜成的实像，小孔成像中成的实像，都是倒立的。在此值得提出的是，利用放大镜和凹面镜也可以成虚像，但利用这二种镜体所成的虚像也都是正立的。

还有一点就是我们人类的眼睛所成的像，到底是实像还是虚像？人们都知道，我们的眼睛其实是一个放大镜，那么外界物体通过视网膜形成的像，则应该是实像。由于提出的经验规律可以得到，由视网膜得到的像应该是倒立的，但我们看到的物体却都是正立的，这种现象与"经验规律"不相适应，产生这种现象的主要原因就是人的大脑皮层发生了调整作用，其中还有人的生活经验产生了一定的影响。

如果将物体放在放大镜的一倍焦距之外，那么物体就可以形成倒立的像，如果这时将物体移动，使其向着放大镜的方向移动，那么形成的像就会不断加大，像和放大镜的距离也会越来越大；如果把物体放在不超过放大镜一倍焦距时，那么物体就会形成一个放大的像，这个像不是由实际光线作用的结果，应该是这些实际光线的反向延长线的交点形成的，利用光屏接收不到，由此可以证明这时我们看到的应该是一个虚像。这种虚像与平面镜形成的虚像类似（只能看到但却不能使用光屏接收）。

如果将物体放在放大镜的一倍焦距之外，那么物体就可以形成倒立的像，这时形成的像是蜡烛的光经过放大镜后集中于一点产生的，属于实际光线的集中，可以利用光屏接收，应该属于实像。如果将物体放在一倍焦距之内时，这时可以形成正立的虚像。

利用放大镜我们可以看到下面这些种类的像，如放大的、倒立的、等大的、缩小的实像或正立的、放大的虚像。放大镜也具有集中光线的效果，可以将焦点发出的光平行放出。人们利用放大镜主要就是为了观察物体的细节。

人们研究了放大镜的成像原理：如果把物体放在放大镜的二倍焦距以外，则可以看到倒立的缩小的实像；如果把物体放在放大镜的一倍焦距到二倍焦距之间，则可以看到成倒立的放大的实像；如果把物体放在放大镜的一部焦距以内，则可以看到正立的放大的虚像；实像与物体分别处于放大镜的二侧，虚像与物体位于放大镜的同侧；一倍焦距是实像与虚像的分界线；二倍焦距是成像大与小的分界线。

放大镜的特殊光线具有下面这些作用，如作透镜成像光路：分为三种情况，一是将物体放在放大镜的二倍焦距以外；二是将物体放在放大镜的二倍焦距与一倍焦距之间；三是将物体放在放大镜的一倍焦距内。

放大镜成像规律表格

物体到透镜的距离u 像的大小像的正倒像的虚实像到透镜的距离v 应用实例具有下面这些关系：

利用实验对放大镜的成像规律进行了研究发现下面的规律：如果将物体放在放大镜的一倍焦距之内，那么我们可以看到一个正立的放大的虚像；如果将物体放在放大镜的一倍焦距和二倍焦距之间，那么我们可以看到一个倒立的放大的实像；如果将物体放在放大镜的二倍焦距以外，那么我们可以看到一个倒立的缩小的实像。下面这个表格也充分说明了这一点。

实验中，有下面这个表：

上面表格的设计就是为了证明以上规律而进行的。在实际操作过程中，利用放大镜成像与透镜成像公式是一致的：1/u（物距）+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）

在人们的日常工作学习生活中，放大镜得到了普遍应用，人们越来越离不开放大镜。如农业科技人员利用放大镜对土壤的构造进行观察，对植物的花和种子进行细致地观察；技术工作人员利用放大镜修理精密仪器。同时，放大镜还广泛用于纺织业、服装业、摄影业、珠宝鉴定业、集邮爱好者、医生、老年人等各个不同的人群当中。

参考文献

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