Picture of the author
Picture of the author
SGK Vật Lý 11»Mắt. Các Dụng Cụ Quang»Bài 31: Mắt

Bài 31: Mắt

Lý thuyết bài Mắt môn Vật lý 11 bộ sách giáo khoa. Nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu lý thuyết và bài tập minh họa một cách đầy đủ, dễ hiểu.

Xem thêm

I. Cấu tạo

Về phương diện quang hình học mắt có cấu tạo giống như một thấu kính hội tụ. Thấu kính tương đương này gọi là thấu kính mắt.

+ Thấu kính mắt tạo ảnh thật, nhỏ hơn vật trên màng lưới (còn gọi là võng mạc).

+ Trên màng lưới có các tế bào nhạy sáng nằm ở đầu các dây thần kinh thị giác, gồm các tế bào hình que nhạy với độ sáng, tối và các tế bào hình nón nhạy với màu sắc. Trên màng lưới có điểm vàng V rất nhạy sáng và điểm mù M hoàn toàn không cảm nhận được ánh sáng.

+ Độ cong của hai mặt của thuỷ tinh thể thay đổi được nên tiêu cự thấu kính mắt thay đổi được.

bai-31-mat-1
Cấu tạo và cơ chế hoạt động của mắt

II. Sự đIều tiết. Điểm cực cận và điểm cực viễn.

1. Sự điều tiết của mắt.

Khoảng cách từ quang tâm của thấu kính mắt đến màng lưới luôn không đổi, nên muốn nhìn rõ các vật ở những vị trí khác nhau thì tiêu cự f của thấu kính mắt phải thay đổi.

Sự thay đổi độ cong các mặt của thấu kính mắt để làm cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ nét trên màng lưới gọi là sự điều tiết của mắt.

bai-31-mat-2
Hình ảnh của vật hiện lên màng lưới

2. Điểm cực viễn CV

là điểm xa nhất trên trục chính (của mắt) mà mắt nhìn rõ không cần điều tiết. Lúc này tiêu cự của thấu kính mắt dài nhất (fmax, Dmin).

Mắt không có tật, điểm CV ở vô cực. Do đó, mắt không có tật khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trên màng lưới fmax = OV.

bai-31-mat-3

3. Điểm cực cận CC

là điểm gần nhất trên trục chính (của mắt) mà mắt nhìn rõ khi đã điều tiết tối đa (thuỷ tinh thể căng phồng cực đại). Lúc này tiêu cự của thấu kính mắt ngắn nhất (fmin, Dmax).

Khoảng cách từ quang tâm O của thấu kính mắt đến điểm cực cận CCkhoảng cực cận của mắt Đ = OCC (khoảng này thay đổi theo độ tuổi).

Khoảng cách từ CC đến CV gọi là khoảng nhìn rõ (hay giới hạn nhìn rõ) của mắt.

III. Góc trông vật và năng suất phân li của mắt

1. Góc trông vật

Góc trông đoạn AB là góc α = AÔB tạo bởi hai tia sáng xuất phát từ hai điểm A, B tới mắt. Nếu đoạn AB vuông góc với trục chính của mắt thì

bai-31-mat-4

𝓁
𝓁  là khoảng cách từ AB đến mắt.

2. Năng suất phân li của mắt (ε):

là góc trông nhỏ nhất amin khi nhìn đoạn AB mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm A và B.

Đối với mắt bình thường: ε = αmin = 1’ ≈  rad » 3.10-4 rad.

IV. Sự lưu ảnh của mắt

Cảm giác sáng còn tồn tại trên màng lưới khoảng 0,1 s sau khi ánh sáng đã tắt, nên người ta còn thấy hình ảnh vật trong khoảng thời gian này. Đó là sự lưu ảnh trên võng mạc. Sự lưu ảnh này được ứng dụng trong vô tuyến truyền hình, chiếu bóng...

V. Các tật của mắt và cách khắc phục.

1. Mắt cận và cách khắc phục.

a. Đặc điểm của mắt cận

Mắt cận có độ tụ lớn hơn độ tụ của mắt bình thường.

Khi không điều tiết, thấu kính mắt của mắt cận có tiêu điểm nằm trước màng lưới (fmax < OV).

 bai-31-mat-5

+ Điểm cực viễn CV cách mắt một khoảng không lớn.

+ Điểm cực cận CC ở gần hơn so với mắt bình thường.

b. Cách khắc phục tật cận thị

Có hai cách:

+ Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc.

+ Đeo một kính phân kì có độ tụ thích hợp sao cho vật ở xa sẽ cho ảnh ảo ở điểm cực viễn của mắt.

Nếu kính đeo sát mắt:  fK = - OCV

2. Viễn thị

a. Đặc điểm của mắt viễn

 Mắt viễn có độ tụ  nhỏ hơn độ tụ của mắt bình thường.

 Khi không điều tiết, thấu kính mắt của mắt viễn có tiêu điểm nằm sau màng lưới (fmax > OV)

 bai-31-mat-6

+ Khi nhìn vật ở xa vô cực, mắt đã phải điều tiết.

+ Điểm cực cận CC ở xa hơn so với mắt bình thường.

b. Cách khắc phục tật viễn thị

Có hai cách: 

+ Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc.

+ Đeo kính hội tụ có độ tụ thích hợp để mắt nhìn rõ các vật ở gần như mắt bình thường.

3. Lão thị

a. Đặc điểm của mắt lão

Lão thị là tật thông thường của mắt ở những người nhiều tuổi (40 tuổi trở lên). Mắt lão có điểm cực cận CC ở xa hơn so với mắt bình thường.

b. Cách khắc phục tật lão thị

Có hai cách: 

+ Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong bề mặt giác mạc.

+ Đeo kính hội tụ có độ tụ thích hợp để mắt nhìn rõ các vật ở gần như mắt bình thường.

Chú ý: Đối với người mắc tật cận thị, khi về già mắc thêm tật lão thị nên có OCC > 25 cm và CV cách mắt không xa.

VI. Bài tập luyện tập Mắt của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1: Chọn phát biểu đúng.

A. Về phương diện quang hình học, có thể coi mắt tương đương với một thấu kính hội tụ.

B. Về phương diện quang hình học, có thể coi hệ thống bao gồm các bộ phận cho ánh sáng truyền qua của mắt tương đương với một thấu kính hội tụ.

C. Về phương diện quang hình học, có thể coi hệ thống bao gồm giác mạc, thủy dịch, thể thủy tinh, dịch thủy tinh và màng lưới tương đương với một thuấ kính hội tụ.

D. Về phương diện quang hình học có thể coi thệ thống bao gồm giác mạc,thủy dịch, thể thủy tinh, dịch thủy tinh, màng lưới và điểm vàng tương đương với một thấu kính hội tụ.

Câu 2: Chọn câu đúng.

A. Sự điều tiết của mắt là sự thay đổi độ cong các mặt thể thủy tinh để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên màng lưới.

B. Sự điều tiết của mắt là sự thay đổi khoảng cách giữa thể thủy tinh và võng mạc để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên màng lưới.

C. Sự điều tiết của mắt là sự thay đổi khoảng cách giữa thể thủy tinh và vật cần quan sát để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên màng lưới.

D. Sự điều tiết của mắt là sự thay đổi cả độ cong các mặt của thể thủy tinh, khoảng cách giữa thể thủy tinh và màng lưới để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên màng lưới.

Câu 3: Trường hợp nào dưới đây, mắt nhìn thấy vật ở xa vô cực ?

A. Mắt không có tật, không điều tiết.

B. Mắt không có tật và điều tiết tối đa.

C. Mắt cận không điều tiết.

D. Mắt viễn không điều tiết.

Câu 4: Chọn câu đúng.

Mắt lão nhìn thấy vật ở xa vô cùng khi

A. đeo kính hội tụ và mắt không điều tiết.

B. đeo kính phân kì và mắt không điều tiết.

C. mắt không điều tiết.

D. đeo kính lão.

Câu 5: Trong quá trình điều tiết của mắt thì

A. khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận sẽ thay đổi.

B. khoảng cách từ mắt đến điểm cực viễn sẽ thay đổi.

C. khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc sẽ thay đổi.

D. độ tụ của mắt sẽ thay đổi.

Câu 6: Khi mắt không điều tiết thì ảnh của điểm cực cận CC được tạo ra ở đâu ?

A. Tại điểm vàng V.

B. Trước điểm vàng V.

C. Sau điểm vàng V.

D. Không xác định được vì không có ảnh.

Câu 7: Mắt cận có điểm cực viễn cách mắt 50 cm và điểm cực cận cách mắt 12,5 cm.

a) Tính độ tụ của kính phải đeo để mắt thấy rõ vật ở xa vô cực.

b) Khi đeo kính thì mắt sẽ nhìn rõ được vật đặt cách mắt gần nhất bao nhiêu ?

Kính đeo sát mắt, quang tâm của kính coi như trùng với quang tâm của mắt.

Câu 8: Mắt viễn nhìn rõ được vật đặt cách mắt gần nhất 40 cm. Tính độ tụ của kính phải đeo để có thể nhìn rõ vật đặt cách mắt gần nhất 25 cm trong hai trường hợp:

a) Kính đeo sát mắt.

b) Kính đeo cách mắt 1 cm.

Câu 9: Mắt của một người cận thị có điểm cực viễn (CV) cách mắt 20 cm.     

a) Để khắc phục tật này người đó phải đeo kính gì, độ tụ bằng bao nhiêu để nhìn rõ các vật ở xa vô cùng (mà không phải điều tiết) ?

b) Người này muốn đọc một thông báo cách mắt 40 cm nhưng không có kính cận mà lại sử dụng một thấu kính phân kì có tiêu cự 15 cm. Để đọc được thông báo trên mà không phải điều tiết thì phải đặt thấu kính phân kì cách mắt bao nhiêu ?

VII. Hướng dẫn giải bài tập luyện tập Mắt

ĐÁP ÁN

Câu 1: Chọn B

Câu 2: Chọn A

Câu 3: Chọn A

Câu 4: Chọn C

Câu 5: Chọn D

Câu 6: Chọn C

Câu 7: OCC =12,5 cm; OCV = 50 cm

a) Để mắt thấy rõ vật ở xa vô cực qua kính cho ảnh ảo tại CV:

+

+  

+

b) Khi đeo kính vật gần nhất qua kính cho ảnh ảo tại CC

+   

+

Câu 8: OCC = 40 cm

a) Kính đeo sát mắt.

+ khi đeo kính vật gần nhất qua kính cho ảnh ảo tại CC.


+

+

b) Kính đeo cách mắt 1 cm


+

+

Câu 9:

a) fK = ­­­­- OCV = - 20 cm

+


bai-31-mat-7

Giải : x = 10 cm ( hình B9.1)


Giáo viên biên soạn: Ngô Thành

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến

Tác giả: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến - Tổ Vật Lý

Bài 30: Giải Bài Toán Về Hệ Thấu Kính
Bài 32: Kính Lúp