简单的放大镜：角度放大

1·预测

在放松眼睛下使用的简单放大镜，其物体正好位于透镜焦点处。焦距更短的透镜，其角放大率更高还是更低？

• 焦距越短，放大倍率越低。
• 放大倍率不取决于透镜的焦距。
• 更高——更短的焦距可以让你比眼睛在无辅助的情况下近点所允许的距离更接近物体，从而产生更大的视角度尺寸。

2·设置

1. 打开「简单放大镜（simple-magnifier）」预设并按重置。物体正好位于透镜焦点处（放松眼睛观察，虚像位于无穷远处）。
2. 启用角放大率读数。
3. 设置每次试验的透镜焦距并记录所得的角度放大率。

3·收集数据

针对三次试验，绘制M（y轴）相对1/f（x轴）的关系图。直线是否通过原点？

4·分析

1. 对于其中一次试验，使用标准近点距离N = 25 cm，计算M = N/f。将结果与表格比较。
2. 解释为什么较短的焦距可以提供更高的放大倍率：它让放松的眼睛比其自身的无辅助近点所允许的距离更近地观察物体，从而使物体对向更大的角度。

5·扩展

1. 非常短焦距的放大镜（提供高M）也具有非常短的工作距离（物体几乎接触透镜），超过一定的放大倍率就变得不切实际。解释为什么珠宝商的放大镜和简单的手持放大镜很少超过约 10×–20×。
2. 为了获得远超简单透镜实际可达到的放大率，光学设计者会改用复合系统（如compound-microscope实验）。请解释为什么将两个中等放大率的阶段串联，而不是使用一个焦距极短的透镜，才是实际可行的解决方案。

这个实验背后的物理原理

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