学文网摘 要： 在初中物理关于放大镜和显微镜部分，师生往往会产生一些模糊的认识，本文通过介绍放大镜成像的特点，视角对看清物体的影响，人眼的明视距离，显微镜的特点来分析放大镜和显微镜的关系。
关键词： 放大镜 显微镜 特点
在人民教育出版社出版的八年级物理上册第三单元第五节《显微镜和望远镜》的教学中，学生提出了一个问题：显微镜的物镜相当于投影仪，成一个放大的实像，目镜相当于放大镜，把像再放大一次，放大的倍数等于两次放大倍数的乘积。如果有一个放大倍数足够大的放大镜，可否直接代替显微镜呢？下面通过介绍放大镜成像的特点，视角对看清物体的影响，显微镜的特点来分析放大镜和显微镜的关系，供大家参考。
一、放大镜的特点
凸透镜成像规律表格如下：
当凸透镜应用于放大镜时，原理***如***所示。物体在焦距以内（u＜f），成正立放大的虚像，并且物像同侧。例如，把邮票放在凸透镜的焦距以内，可以看到邮票放大的像。
放大镜的成像原理：
根据凸透镜成像的公式：+=?圯=-?圯=?圯v=，可以得出：uf，u-f0,v∞，即当物距接近像距时，像距无限大，像也无限大。因此，从理论上来说，通过一个凸透镜（放大镜）可以得到无限大的像，但是像距无限远。
二、视角越大，眼睛看物体就越清楚
像足够大，人眼未必可以看清楚。遥远的星球本身就很大，人眼却还是看不清楚。能否看清物体，还与视角的大小有关。
视角表示物体的两端反射的光线进入人眼光心后，两条光线所夹角度。如***所示，物体对眼睛所成的视角决定了物体在视网膜上所成像的大小，视角越大，所成的像越大，眼睛看物体就越清楚。
同一个物体，如果它与人眼靠近了，就觉得它变大了，其实它的大小没变，变化的是距离，从而导致视角增大；如果它与人眼远离了，就觉得它变小了，其实它的大小没变，变化的是距离，从而导致视角减小。例如，看平面镜中自己的像，距平面镜越近，看到的像就越大，实际上像大小不变，只是视角变大了，人眼就能看清楚；看太空的星球，虽然星球本身很大，由于它离人眼太远了，视角变得很小，人眼就看不清楚。
如果距离不变但物体是自己增大的，我们同样会看见它变大（视角增大）。例如，看正在膨胀的气球，随着气球本身变大，视角渐渐变大，人眼就看得更清楚。
由此可见，视角大小不仅跟物体到眼睛的距离有关，还跟物体的大小有关。
三、极限分辨角与明视距离
人眼观察物体时，要能看清物体的细节，则该细节对眼睛的视角必须大于眼睛的极限分辨角1分。人眼来看动植物的细胞等非常小的物体，由于视角不够1分而看不清细节。减少物体到眼睛距离可以增大视角，但人眼的调节范围有限，不可能无限拉近，它必须位于人眼近点之外，此时可以借助放大镜或显微镜将其放大，使像的视角大于人眼的极限分辨角。
在合适的光照度下，一般人的眼睛看前面25厘米处的物体是不费力的，很舒适，这个距离称为明视距离。如***所示，放大镜的放大率为像与物的长度之比（），若放大镜到物体之间的距离a近似等于透镜的焦距（a≈f），而放大镜到像间的距离b近似相当于人眼明视距离（25cm），则放大镜的放大倍数为N===，理论上如果f越小，所成的像就越大，可是受通光孔径、像差等因素的影响，不能把放大镜的焦距做得太小，一般采用的放大镜焦距在1―10cm范围内，因而放大倍数在2.5―25倍之间。进一步提高放大倍数，将会由于透镜焦距缩短和表面曲率过分增大而使形成的像变得模糊不清。
要想看清微小的物体，就要想办法增大其视角，使物体的像尽可能大，同时像又不能离人眼太远，最好是人眼的明视距离。
四、显微镜的特点
利用放大镜可把微小物体放大，但放大镜的放大率不大，在观察微小结构的生物组织时，还需要借助放大率更高的仪器――显微镜。
如***所示，显微镜的物镜相当于投影仪，一般焦距比较小，由凸透镜成像规律表格可知：微小的物体放在一倍焦距和两倍焦距之间（即2f＞u＞f），在凸透镜的另一侧可以成放大倒立的实像，像成在两倍焦距以外（v＞2f）。显微镜既能使物体成放大的像，又能使像成在明视距离附近。它的放大率为物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积。普通光学显微镜通过提高和改善透镜的性能，使放大率达到1000―1500倍左右，但一直未超过2000倍。这是由于普通光学显微镜的放大能力受光的波长的限制。而扫描隧道显微镜的放大倍数可达3亿倍。
可见，为了观察微小的物体，放大镜不能代替显微镜。
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