Học tốt Vật lí 11 bài 31: Mắt

A/ Kiến thức cơ bản
1. Cấu tạo quang học của mắt:
- Từ ngoài vào trong, mắt có các bộ phận sau: giác mạc, thủy dịch, lòng đen, thể thủy tinh, dịch thủy tinh và võng mạc (màng lưới).
- Mắt hoạt động như một máy ảnh,
• Thấu kính mắt có vai trò như vật kính.
• Màng lưới có vai trò như phim.

2. Sự điều tiết của mắt - Điểm cực cận - Điểm cực viễn:
a) Sự điều tiết: là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của mắt để cho ảnh của vật tạo ra ở màng lưới.
- Khi mắt ở trạng thái không điều tiết, tiêu cự của mắt lớn nhất.
- Khi mắt ở trạng thái điều tiết tối đa, tiêu cự của mắt nhỏ nhất.
b) Điểm cực cận: (C_c)
Là điểm gần nhất trên trục chính, mà khi điều tiết tối đa mắt còn nhìn rõ.
c) Điểm cực viển: (C_v)
- Là điểm xa nhất trên trục chính, mà khi không điều tiết mắt còn nhìn rõ.
- Đối với mắt không có tật, điểm cực viển ở xa vô cùng.
- Khoảng cách giữa điểm cực cận và điểm cực viễn là khoảng nhìn rõ của mắt.
- Khoảng cách từ mắt đến cực cận D = OC_c gọi là khoảng cực cận
3. Năng suất phân li của mắt:
Là góc trông nhỏ nhất để mắt còn phân biệt được điểm đầu và điểm cuối trên vật.
Giá trị trung bình của năng suất phân li là: α_min= 1^o
4. Các tật của mắt:
a) Mắt cận thị:
- Là mắt có độ tụ lớn hơn bình thường, chùm tia sáng song song truyền đến mắt cận sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm ở trước màng lưới.
f_max< OV
- Tật cận thị thường được khắc phục bằng cách đeo kính phân kì để làm giảm độ tụ của mắt. Tiêu cự của kính f_k< = -OC_v (kính sát mắt)
b) Mắt viễn thị:
- Là mắt có độ tụ nhỏ hơn bình thường. Chùm tia sáng song song truyền đến mắt viễn thị sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm sau màng lưới.
f_max> OV
- Tật viễn thị thường được khắc phục bằng cách đeo thấu kính hội tụ để tăng thêm độ tụ của mắt. Tiêu cự có giá trị sao cho mắt đeo kính nhìn gần như mắt không tật.
c) Mắt lão:
- Là mắt có khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thể thủy tinh trở nên cứng hơn.
- Để khắc phục phải đeo kính hội tụ, tác dụng của kính giống như với mắt viễn.

B/ TRẢ LỜI CÂU HỎI C1, C2 SGK VẬT LÝ 11 BÀI 31
C1. Góc trông một vật là gì và phụ thuộc vào các yếu tố nào? Vẽ hình xác định góc trông Mặt Trăng hoặc Mặt trời. 
Trả lời:
- Góc trông vật là góc α hợp bởi hai tia sáng phát xuất từ điểm đầu và điểm cuối của vật qua quang tâm O của mắt.
- Góc trông vật phụ thuộc vào kích thước vật và khoảng cách từ vật đến mắt.

C2. Hãy chứng tỏ rằng hệ ghép (mắt cận + thấu kính phân kì) có độ tụ giảm bớt .
Trả lời:

Trong hệ ghép (mắt cận + thấu kính phân kì), ta có độ tụ của hệ là
D = D₁ + D₂
D₁ > 0, D₂ < 0 => D < D₁ độ tụ của hệ giảm bớt.

C/ TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP SGK VẬT LÝ 11 BÀI 30 TRANG 203
1. Trình bày cấu tạo của mắt về phương diện quang học.
Trả lời:
Về phương diện quang học, mắt giống như một máy ảnh, cho một ảnh thật nhỏ hơn vật trên võng mạc.
Cấu tạo bao gồm:
- Thủy tinh thể: Bộ phận chính: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự f thay đổi được.
- Võng mạc: Màn ảnh, sát đáy mắt, nơi tập trung các tế bào nháy sang ở đầu các dây thần kinh thị giác; trên võng mạc có điểm vàng V rất nhạy sáng.

2. Trình bày các hoạt động và các đặc điểm sau của mắt:
- Điều tiết;
- Điểm cực viễn;
- Điểm cực cận;
- Khoảng nhìn rõ.
Trả lời:
Điều tiết: Sự thay đổi độ cong của thủy tinh thể ( và do đó thay đổi độ tụ, hay tiêu cự của nó) để làm cho ảnh của các vật quan sát hiện rõ trên võng mạc gọi là sự điều tiết.
Điểm cực viễn: Là điểm xa nhất trên trục chính, mà khi không điều tiết mắt còn nhìn rõ
Điểm cực cận: Là điểm gần nhất trên trục chính, mà khi điều tiết tối đa mắt còn nhìn rõ.
Khoảng nhìn rõ: Khoảng cách giữa điểm cực cận và điểm cực viễn là khoảng nhìn rõ của mắt.

3. Nêu các đặc điểm và cách khắc phục đối với:
- Mắt cận;
- Mắt viễn;
- Mắt lão.
Có phải người lớn tuổi thì bị viễn thị không? Giải thích.
Trả lời:
Đặc điểm và cách khắc phục đối với:
Mắt cận:
- Là mắt có độ tụ nhỏ hơn bình thường. Chùm tia sáng song song truyền đến mắt viễn thị sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm sau màng lưới.
f_max> OV
- Tật viễn thị thường được khắc phục bằng cách đeo thấu kính hội tụ để tăng thêm độ tụ của mắt. Tiêu cự có giá trị sao cho mắt đeo kính nhìn gần như mắt không tật.
Mắt viễn:
- Là mắt có độ tụ nhỏ hơn bình thường. Chùm tia sáng song song truyền đến mắt viễn thị sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm sau màng lưới.
f_max> OV
- Tật viễn thị thường được khắc phục bằng cách đeo thấu kính hội tụ để tăng thêm độ tụ của mắt. Tiêu cự có giá trị sao cho mắt đeo kính nhìn gần như mắt không tật.
Mắt lão:
- Là mắt có khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thể thủy tinh trở nên cứng hơn.
- Để khắc phục phải đeo kính hội tụ, tác dụng của kính giống như với mắt viễn.
* Không phải người lớn tuổi thì bị viễn thị, bởi vì với những người lớn tuổi, kể từ tuổi trung niên, khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thể thủy tinh trở nên cứng hơn. Điều đó khác với bản chất của tật viễn thị : người viễn thị điều tiết mắt (giảm tiêu cự) có thể nhìn thấy được các vật ở xa

4. Năng suất phân ly của mắt là gì?
Trả lời:
Là góc trông nhỏ nhất (α_min) mà mắt còn phân biệt được hai điểm đầu và cuối trên vật.

5. Trình bày sự lưu ánh của mắt và các ứng dụng.
Xét cấu tạo thu gọn của mắt về phương diện quang học được biểu diễn như sau:

O: quang tâm của mắt;
V: điểm vàng trên màng lưới;
F: tiêu cự của mắt.
Trả lời:
Là hiện tượng: mặc dù ảnh của vật không còn được tạo ra ở màng lưới nửa, nhưng trong khoảng giây ta vẫn còn thấy vật.
Ứng dụng trong chiếu phim, trên màn hình ti vi.

Quy ước đặt:
(1): Mắt bình thường về già;
(2): Mắt cận;
(3): Mắt viễn.
Hãy chọn đáp án đúng ở các bài tập từ số 6 đến số 8.

6. Mắt loại nào có điểm cực viễn C_v ở vô cực?
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. (1) và (3)
Trả lời:
Đáp án: A
Mắt cận thị có điểm cực viễn gần hơn bình thường
Mắt viễn thị có điểm cực viễn ảo.

7. Mắt loại nào có f_max > O_V?
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. Không loại nào.
Trả lời:
Đáp án: C

8. Mắt loại nào phải đeo kính hội tụ?
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. (1) và (3).
Trả lời:
Đáp án: D.
Mắt viễn thị và mắt bình thường về già (bị lão) thì phải đeo kính hội tụ.

9. Mắt của một người có điểm cực viễn C_v cách mắt 50cm.
a) Mắt người này bị tật gì?
b) Muốn nhìn thấy vật ở vô cực không điều tiết người đó phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? (kính đeo sát mắt).
c) Điểm C_c cách mắt 10 cm. Khi đeo kính, mắt nhìn thấy điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu? (kính sát mắt).
Trả lời:
OC_v = 50cm < ∞
Nên người này bị cận thị
b) Tiêu cự kính đeo: f_K= -OC_v= -50cm = -0,5m
Độ tụ kính đeo:
D_k = =  = -2 (dp)
c) OC_c = 10cm
 
' = -(OC_c) = -10cm.
d_c = = = 12,5 cm =
Khi đeo kính, mắt nhìn thấy điểm gần nhất cách mắt 12,5cm.

10. Một mắt bình thường về già, khi điều tiết tối đa thì tăng độ tụ của mắt thêm 1dp.
a) Xác định điểm cực cận và cực viễn.
b) Tính độ tụ của thấu kính phải mang (cách mắt 2cm) để mắt nhìn thấy một vật cách mắt 25cm không điều tiết.
Giải:
OC_v = ∞
a. = - =  -  =
=> OC_c= f = 100 cm
b)
 
' = -OC_v= -∞
d_v= = 25 – 2 = 23 cm
+ =
=> f = d_v= 23 cm = 0,23m
Độ tụ D =  = 4,35 (dp)