在日常生活中，很多人都想知道自己的近视度数，但又嫌去医院或眼镜店麻烦。其实我们可以利用身边简单的工具，做一个小实验来大致测量自己的近视度数。今天就带大家一起来完成这个有趣又实用的小实验，同时深入探讨一下其背后的科学原理。

实验的方法非常简单。首先准备一张写有较大字体的纸，或者在手机上打出几个大字。接着，摘下你的眼镜，从距离纸张或手机较近且能清晰看到字的位置开始，慢慢地将其远离自己，直到纸上或手机上的字开始出现毛边、变得模糊不清时停下。此时用10000除以这个距离（单位为厘米），所得的结果就是你眼镜的度数。大家可以拿下图试一下。

这种测量方法的原理究竟是什么呢？这就要从透镜的知识讲起。我们都知道，眼睛本身就是一个透镜，常见的透镜有两种，一种是中间厚、两边薄的凸透镜，另一种是中间薄、两边厚的凹透镜。

对于凸透镜来说，如果有近似平行光，比如太阳光，平行于主光轴照射到凸透镜上，光线会汇聚于一个点，这个点被称为焦点，从透镜到焦点的距离就是焦距，用字母 “f” 表示。把放大镜放在太阳光下，太阳光近似平行光，照到凸透镜后汇聚成的特别亮的点就是焦点。

当有一个物体，比如一朵小花，它反射太阳光，光线照到凸透镜上时，在一定范围内，光线经过凸透镜后会成像，只不过成的像是倒立的，就像照相机照出来的照片底片和实际物体是反的一样。在这种情况下，左边的小花被称为物，物到凸透镜的距离叫做物距，用 “u” 表示；右边成的像到凸透镜的距离叫做像距，用 “v” 表示。由于这个像是实际光线汇聚形成的，所以既可以用眼睛观察，也可以用光屏接收，我们把这种像叫做实像。

而凹透镜对光有发散作用，平行光照到凹透镜上不会汇聚于一点，而是向外发散。将这些发散的光线反向延长，它们会交于一点，这个点叫做虚焦点，虚焦点到凹透镜的距离也叫焦距，但凹透镜的焦距规定为负的，因为它是光线反向延长线形成的。当凹透镜前放一个物体时，虽然凹透镜让光线发散，不能像凸透镜那样使光线再次汇聚于一点，但它也能成像。

小花发出的光经过凹透镜后继续发散，把这些发散的光反向延长，会发现反向延长线依然会经过一点。从右边观察时，我们会感觉到花好像在另一个位置，于是形成了一个虚像，这个虚像不能用光屏接收，但可以用眼睛看到。

同样，物体到凹透镜的距离叫物距，像到凹透镜的距离叫像距，这里的像距是负的。凸透镜能成倒立的实像，可以用光屏接收；凹透镜则常成正立的虚像，不能用光屏接收，且虚像是缩小的，虚像的位置更靠近凹透镜。无论是凸透镜还是凹透镜，物距 “u”、像距 “v” 和焦距 “f” 之间都满足公式：1/u + 1/v = 1/f。

了解了透镜的原理，接下来看看眼睛的情况。正常的眼睛就像一台非常精密的照相机，可以调节焦距。眼睛有一个晶状体，晶状体相当于一个凸透镜，晶状体后面是视网膜。我们之所以能看到物体，比如一朵花，是因为花反射的光经过晶状体这个凸透镜后汇聚，成像在视网膜上，这样我们就在视网膜上看到了一个倒立、缩小的小花像。

在观察外界事物时，眼球的前后宽度基本不变，所以像距 “v” 几乎是不变的。但我们有时看近处的东西，有时看远处的东西，物距 “u” 是变化的。根据公式 1/u + 1/v = 1/f，当 “v” 不变而 “u” 变化时，焦距 “f” 就必须改变。眼球晶状体两边有睫状肌，睫状肌紧张时，晶状体变得更加凸起，焦距变小；睫状肌松弛时，晶状体恢复平坦状态，焦距变大。

想看远处的东西时，物距 “u” 较大，像距 “v” 不变，焦距 “f” 也必须变大，所以肌肉要放松，使晶状体变得平坦；想看近处的东西时，物距 “u” 较小，焦距 “f” 就必须变小，肌肉就得紧张，使晶状体更加凸起。理论上，健康正常的人，眼睛能从最近的某个距离（比如10厘米，太近不行，物体要在晶状体二倍焦距以外）一直到无限远的范围内都能看清物体。

然而近视眼的人就不一样了。近视眼是因为睫状肌长时间收缩，总是看近处的物体，无法放松，或者晶状体 “锁死”，不能变平坦，所以只能看清楚近处的物体，看不清楚远处的。近视眼的近点差不多，但远点不能到无穷远，比如远点可能只能到某个距离，超出这个距离的物体就会模糊不清。我们做实验时，把纸张往后挪到某个位置字开始模糊，这个位置实际上就是近视眼的远点。

得了近视眼该怎么办呢？我们的想法是把更远的物体成像在较近的位置，使其处于近视眼的可视范围以内。而凹透镜就能满足这个需求，它可以把远处的物体成像在较近的地方，且成正立的像，方便我们生活。具体过程是，在眼睛前放一个凹透镜，当很远的地方有一个物体，比如一朵小花，它发出的光近似平行光，照到凹透镜上后被发散，发散光的反向延长线会交于一点，我们会感觉小花好像离我们近了一些。如果此时这个像处于近视眼的可视范围以内，再通过眼球的晶状体折射，光线就能成像到视网膜上，我们就能看清楚物体了，这就是近视眼镜的原理。

接下来探讨一下眼镜度数的含义。我们要把无限远的物体成像在近视眼的可视范围以内，也就是成像在近视眼的最远端位置。我们实验中测量的那个距离 “d”，其实就是从无限远处的物体经过凹透镜成像后到凹透镜的距离，这个距离也就是凹透镜的焦距 “f”，且 “f = -d”（因为凹透镜的焦距是负的）。眼镜的屈光度 “D” 等于焦距的倒数，即 “D = -1/d”。通常所说的眼镜度数是屈光度的100倍，当 “d” 的单位是米时，度数等于-100/d；当 “d” 的单位是厘米时，为了保证计算结果正确，就需要用10000除以 “d”，得到的结果加个负号就是近视眼镜的度数，只不过我们平时说度数时把负号省略了。

眼睛是我们非常宝贵的器官，它就像一台精密的照相机，能自动变焦，让我们看到丰富多彩的世界。而且每个人只有一双眼睛，一旦近视，以现有的医学条件，除了做手术，很难修复。大家一定要保护好自己的眼睛，学习或看电脑累了的时候，多眺望远方，放松睫状肌，让眼睛得到充分的休息。

【文本来源@李永乐老师的视频内容】