簡單的放大鏡：角度放大

1·預測

在放鬆眼睛下使用的簡單放大鏡，其物體正好位於透鏡焦點處。焦距更短的透鏡，其角放大率更高還是更低？

• 焦距越短，放大倍率越低。
• 放大倍率不取決於鏡頭的焦距。
• 更高－更短的焦距可以讓你比眼睛在無輔助的情況下近點所允許的距離更接近物體，從而產生更大的視角度尺寸。

2·設定

1. 打開「簡單放大鏡（simple-magnifier）」預設並按重設。物體正好位於透鏡焦點處（放鬆眼睛觀察，虛像位於無窮遠處）。
2. 啟用角放大率讀數。
3. 設定每次試驗的鏡頭焦距並記錄所得的角度放大率。

3·收集數據

針對三次試驗，繪製M（Y軸）相對1/f（x軸）的關係圖。直線是否通過原點？

4·分析

1. 對於其中一次試驗，使用標準近點距離N = 25 cm，計算M = N/f。將結果與表格比較。
2. 解釋為什麼較短的焦距可以提供更高的放大倍率：它讓放鬆的眼睛比其自身的無輔助近點所允許的距離更近地觀察物體，從而使物體對向更大的角度。

5·擴展

1. 非常短焦距的放大鏡（提供高M）也具有非常短的工作距離（物體幾乎接觸鏡頭），超過一定的放大倍率就變得不切實際。解釋為什麼珠寶商的放大鏡和簡單的手持放大鏡很少超過約 10×–20×。
2. 為了獲得遠超簡單透鏡實際可達到的放大率，光學設計者會改用複合系統（如compound-microscope實驗）。請解釋為什麼將兩個中等放大率的階段串聯，而不是使用一個焦距極短的透鏡，才是實際可行的解決方案。

這個實驗背後的物理原理

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