Một người cận thị có khoảng cực cận 14 cm đặt mắt tại tiêu điểm ảnh chính của thị kính và điều tiết tối đa để quan sát vật rất nhỏ AB = 0,02 mm.. Tính khoảng cách từ vật đến vật kính.[r]
Trang 1MỤC LỤC
HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC
(KÍNH LÚP-KÍNH HIỂN VI- KÍNH THIÊN VĂN)
MỤC LỤC Trang 1
I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2
II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 2
III TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP 3
A TÓM TẮT LÍ THUYẾT 3
B HỆ THỐNG BÀI TẬP 7
Chủ đề 1 : Mắt và các tật của mắt 7
Dạng 1: Xác định các đặc trưng cơ bản của mắt 7
Dạng 2: Mắt cận thị 11
Dạng 3: Mắt viễn và mắt lão………… ………… 16
Chủ đề 2 : Các loại kính 25
Dạng 1: Kính lúp 25
Dạng 2: Kính hiển vi 31
Dạng 3: Kính thiên văn……… ………… 38
IV HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 49
V ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG 49
VI TÀI LIỆU THAM KHẢO 49
Trang 2
Tên SKKN: “HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG”
I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
+ Quang học là phần quan trọng trong vật lý, trong chương trình lớp 11 chỉ đề cập đến phần quang hình học, trong đó dùng phương pháp hình học và các định luật cơ bản của quang học để giải các hiện tượng quang học Ở phần này có nhiều hiện tượng liên quan đến đời sống thực tiễn được giải thích dựa vào việc giải các bài tập quang học
+ Ngày nay, các dụng cụ quang dùng trong khoa học và trong đời sống rất đa dạng Các dụng cụ này đều áp dụng các hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng Các bài tập
về mắt và các dụng cụ quang học cho ta thấy rõ được điều đó, từ đó giúp các em học sinh giải thích được nhiều hiện tượng trong cuộc sống đồng thời hiểu rõ hơn về cấu tạo, hoạt động của mắt, các dụng cụ quang học Để phần nào giúp học sinh ứng dụng tốt các
kĩ năng giải bài tập quang hình học mà học sinh đã được giảng dạy trong đề tài : “Hệ
thống bài tập quang hình học” vào thực tế, tôi viết tiếp đề tài :” HỆ THỐNG BÀI TẬP
VỀ MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG” nhằm góp phần giúp các em có thêm mối
liên hệ với thực tế, tăng thêm sự tự tin trong việc giải các bài tập vật lý từ đó ngày càng yêu thích bộ môn vật lí hơn Đồng thời đây cũng là tài liệu giúp đỡ tôi trong việc giảng dạy phần quang hình học một cách có hệ thống hơn
+ Ở đề tài “Hệ thống bài tập quang hình học” tôi đã hệ thống một số bài tập về lăng
kính và thấu kính nên ở đề tài này tôi không trình bày phần dụng cụ: Lăng kính và Thấu kính mà chỉ viết thêm các dụng cụ: Kính lúp, Kính hiển vi và Kính thiên văn
II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1 Cơ sở lý luận:
+ Các bài tập về mắt và các dụng cụ quang học (kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn) thực chất là các bài toán về hệ thấu kính Do đó, cách giải các dạng toán này cũng tương tự như hệ thấu kính Vì vậy, tôi viết tiếp đề tài này nhằm giúp học sinh vận dụng tốt các kiến thức về hệ thấu kính
+ Đồng thời khi giải các bài tập trong đề tài này sẽ giúp học sinh tìm hiểu rõ hơn cấu tạo của mắt, các tật của mắt, cấu tạo của các loại kính Từ đó, học sinh sẽ biết cách bảo
vệ chăm sóc mắt tốt hơn và biết cách sử dụng các loại kính trong đời sống
+ Giúp các em ôn tập, vận dụng tốt các kiến thức toán học (hình học, các công thức
lượng giác…) để giải quyết các bài toán vật lý
2 Thực tiễn:
+ Phần quang học là phần cuối của chương trình vật lí lớp 11, nên phần mắt và các loại kính thường được giảng dạy sau khi thi học kì II Do đó, học sinh thường không hứng thú khi học phần này
Trang 3III TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP
PHẦN A: TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I Mắt :
1 Các bộ phận: Bộ phận chính của mắt là một thấu kính hội tụ, trong suốt, mềm, gọi là
thể thuỷ tinh (5) Độ cong của hai mặt thuỷ tinh thể có thể thay đổi được nhờ sự co giãn
của cở vòng đỡ nó
2 Sự điều tiết của mắt: là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của mắt bằng cách
thay đổi độ cong của thủy tinh thể để ảnh của vật luôn hiện ra rõ nét trên màng lưới
+ Khi mắt không điều tiết (f Max DMin): tiêu cự của mắt lớn nhất, thủy tinh thể dẹt
3 Điểm cực cận và điểm cực viễn:
- Điểm cực viễn của mắt (CV) là điểm xa nhất trên trục chính của thủy tinh thể mà mắt
còn quan sát được rõ nét Khi quan sát ( ngắm chừng) ở cực viễn mắt không phải điều
tiết => fmax
- Điểm cực cận của mắt (Cc) là vị trí gần nhất trên trục chính của thủy tinh thể mà
tại đó mắt còn quan sát được rõ nét Khi ngắm chừng ở cực cận mắt phải điều tiết
cực đại => fmin
4 Khoảng nhìn rõ của mắt: là khoảng cách từ cực cận Cc đến cực viễn Cv
- Khoảng cực viễn : là khoảng cách từ mắt đến điểm cực viễn : OCv
- Khoảng cực cận : là khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận : Đ = OCc
(1) Giác mạc: lớp màng cứng trong suốt
(2) Thủy dịch: chất lỏng trong suốt (3) Lòng đen: màn chắn, ở giữa có lỗ trống, để điều chỉnh chùm sáng đi vào mắt
(4) Con ngươi: có đường kính thay đổi tùy theo cường độ sáng (5) Thể thủy tinh: khối đặc trong suốt có dạng thấu kính hai mặt lồi
(6) Dịch thủy tinh: chất keo loãng
(7) Màng lưới (võng mạc): lớp mỏng tại đó tập trung đầu các sợi thần kinh thị giác
Trang 45 Góc trông vật và năng suất phân li của mắt:
- Góc trông vật α :
tg AB
l : góc trông vật ; AB : kích thước vật ;
l = AO =khoảng cách từ vật tới quang tâm O của mắt
- Năng suất phân li của mắt : góc trông vật nhỏ nhất mà mắt còn phân biệt được 2 điểm trên vật
min
1 1' 3500
6 Hiện tượng lưu ảnh của mắt: là hiện tượng mà trong thời gian 0,1 s ta vẫn còn thấy
vật mặc dù ảnh của vật không còn tạo ra trên màn lưới
7 Các tật của mắt và cách khắc phục:
* So sánh độ tụ của các mắt: D cận > D tốt > D viễn
* Mắt cận :
+ Khi không điều tiết tiêu điểm nằm trước võng mạc ( fmax <OV)
+ Thủy tinh thể quá phồng
+ Điểm cực cận rất gần mắt (gần hơn so với mắt thường)
+ Mắt nhìn xa không rõ (kém hơn mắt thường, có OCV hữu hạn < 2 m)
+ Để khắc phục : đeo kính phân kỳ sao cho ảnh của vật ở qua kính hiện lên
ở điểm cực viễn của mắt
d1 = ; d1’ = -(OCV –a ) = fk; d1’ + d2 = OOk = a : khoảng cách từ kính đến mắt
Nếu đeo kính sát mắt a = 0 thì fk = -OCV
Mắt bình thường (mắt tốt)
V F’
Trang 5*Mắt viễn :
+ Khi không điều tiết tiêu điểm nằm sau võng mạc, điểm cực viễn nằm ở
sau mắt (điểm ảo) (fmax > OV)
+ Thủy tinh thể quá dẹt
+ Điểm cực cận rất xa mắt hơn mắt thường (nhìn gần kém)
+ Nhìn xa vô cùng đã phải điều tiết
+ Để khắc phục : đeo kính hội tụ để nhìn gần được như mắt thường
+ Điểm CC xa hơn bình thường (nhìn gần kém)
+ Điểm CV ở vô cực (fmax = OV)
+ Để khắc phục : đeo kính hội tụ
II Kính lúp – Kính hiển vi – Kính thiên văn
- Ngắm chừng : là quan sát ảnh ở 1 vị trí nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt
- Số bội giác : G = (α : góc trông ảnh qua kính, α0 : góc trông vật lớn nhất
(vật ở CC))
1 Kính lúp:
- Kính lúp là dụng cụ quang hỗ trợ cho mắt để quan sát các vật nhỏ
- Để quan sát ảnh qua kính lúp : vật phải đặt trong tiêu cự của kính lúp + ảnh nằm
trong khoảng nhìn rõ của mắt
- Cấu tạo là một thấu kính hội tụ (hay một hệ ghép tương đương với một thấu kính
hội tụ có tiêu cự nhỏ (vài xentimet)
ảo hiện lên ở CV: d1’ = -(OCV –a)
*Số bội giác qua kính lúp:
a d
Đ k G
G
Trang 6* Độ bội giác của kính lúp kính ngắm chừng CC : GC = K
2 Kính hiển vi (KHV) :
- Kính hiển vi là dụng cụ quang hỗ trợ cho mắt để quan sát các vật rất nhỏ bằng
cách tạo ảnh có góc trông lớn
- Cấu tạo :
*Gồm vật kính : là TKHT có tiêu cự rất nhỏ (vài mm) có tác dụng tạo thành một ảnh
thật lớn hơn vật, thị kính là kính lúp dùng để quan sát ảnh tạo bởi vật kính
* Hệ kính được lắp đồng trục sao cho khoảng cách giữa các kính không đổi
- Độ dài quang học KHV : F ' F1 2
Vật kính tạo ảnh thật nằm trong tiêu cự của thị kính
KHV luôn tạo ảnh ảo lớn hơn vật, ngược chiều với vật
- Số bội giác của kính hiển vi khi ngắm chừng ở ∞:
1 2
2
1
f f
Đ G
k
k1 : số phóng đại bởi vật kính ; G2 : số bội
giác của thị kính ngắm chừng ở vô cực
*Gồm vật kính : là TKHT có tiêu cự vài chục met có tác dụng tạo ra ảnh thật của vật tại
tiêu điểm của vật kính, thị kính là kính lúp dùng để quan sát ảnh tạo bởi vật kính
*Khoảng cách giữa thị kính và vật kính có thể thay đổi được
- Số bội giác của KTV khi ngắm chừng ở vô cực:
f1, f2 : lần lượt là tiêu cự của vật kính và thị kính
Trang 7PHẦN B: HỆ THỐNG BÀI TẬP Chủ đề 1: Mắt và các tật của mắt
- Điểm cực viễn Cv: là điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà mắt nhìn rõ Đối với
mắt không có tật, điểm cực viễn ở
- Điểm cực cận Cc: là điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà mắt nhìn rõ
- Khoảng nhìn rõ của mắt: là khoảng cách từ cực cận Cc đến cực viễn Cv
- Khoảng cực cận: khoảng cách từ điểm cực cận OCC đến mắt Đ = OCc
- Khoảng cách từ quang tâm O của mắt đến võng mạc: OV không đổi đối với mỗi mắt
- Góc trông vật và năng suất phân li của mắt:
+ Góc trông vật: tanα = AB
OA
+ Năng suất phân li của mắt: là góc trông vật nhỏ nhất của mắt mà mắt vẫn
còn phân biệt được 2 điểm trên vật
-4 min
Trang 8- Do đó ta có: hay d’ < OV
Vậy khi mắt điều tiết tối đa thì ảnh của điểm cực viễn CV được tạo ra trước võng mạc
của mắt
Có thể lí giải: khi điều tiết tối đa ảnh của điểm cực cận CC
hiện lên ở võng mạc Trạng thái mắt không đổi, ta tưởng tượng dời vật từ CC đến
CV thì ảnh di chuyển cùng chiều với vật, do đó khi mắt điều tiết tối đa thì ảnh
của điểm cực viễn CV được tạo ra trước võng mạc của mắt
Bài 2: Khi mắt không điều tiết thì ảnh của điểm cực cận CC được tạo ra trước hay sau
Có thể lí giải: khi không điều tiết ảnh của điểm cực viễn CV
hiện lên ở võng mạc Trạng thái mắt không đổi, ta tưởng tượng dời vật từ CV đến
CC thì ảnh di chuyển cùng chiều với vật, do đó khi mắt không điều tiết thì ảnh
của điểm cực cận CC được tạo ra sau võng mạc của mắt
Bài 3: Một người có mắt bình thường (không tật) nhìn thấy được các vật ở rất xa mà
không phải điều tiết Khoảng cực cận của người này là OCC = Đ Độ tụ của mắt người này khi điều tiết tối đa tăng thêm bao nhiêu?
Trang 9Bài 4: Một mắt không có tật, có điểm cực cận cách mắt 20 cm Khoảng cách võng mạc
đến quang tâm của thủy tinh thể của mắt là 1,5 cm
a Điểm cực viễn của mắt nằm ở đâu?
b Trong quá trình điều tiết, độ tụ của mắt có thể thay đổi trong giới hạn nào?
c Khả năng điều tiết của mắt giảm theo độ tuổi So với lúc mắt không điều tiết thì khi
mắt điều tiết tối đa, độ tụ của mắt tăng thêm một lượng: D = (16 -0,3n) dp (với n là số tuổi tính theo đơn vị năm) Tính độ tụ tối đa của mắt bình thường ở tuổi 17 và khoảng
Bài 5: Trên một tờ giấy vẽ hai vạch cách nhau 1 mm như hình vẽ Đưa tờ giấy ra
xa mắt dần cho đến khi thấy hai vạch đó như nằm trên một đường thẳng Xác
định khoảng cách từ mắt đến tờ giấy, biết năng suất phân li của mắt αmin = 3.10-4 rad
Hướng dẫn giải:
- Khi mắt thấy hai vạch đó như nằm trên một đường thẳng thì góc trông hai điểm đó là
nhỏ nhất Khi đó mắt bắt đầu không phân biệt được hai điểm A và B ở hai vạch nữa
II Bài tập tự luyện
Bài 1 : Một em học sinh nhìn rõ, đọc tốt từ khoảng cách d1 = 1/4 m đến khoảng cách d2
=1 m Độ tụ thuỷ tinh thể của em đó thay đổi bao nhiêu điốp?
ĐS: D = 3dp
Bài 2 : Khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc của mắt bằng 14 mm Tiêu cự của
thuỷ tinh thể biến thiên trong khoảng từ 12,28 mm đến 13,8 mm Tìm điểm cực cận và
cực viễn của mắt
ĐS: OCC = 107 mm; OCV = 966 mm
Trang 10Bài 3 : Một mắt không có tật có khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc là 22 mm
Điểm cực cận cách mắt 25 cm Trong quá trình điều tiết, độ tụ của mắt có thể thay đổi
trong giới hạn nào?
ĐS: 45,45 dp D 49,46 dp
Bài 4: Một mắt có võng mạc cách thủy tinh thể 15 mm Hãy tìm tiêu cự và độ tụ của
thủy tinh thể khi quan sát vật AB trong 2 trường hợp
a Vật AB ở vô cực ?
b Vật AB cách mắt 80 cm ?
ĐS: a f = 15 mm, D = 66,67 dp; b f = 14,7 mm, D = 67,9 dp
Bài 5: Thủy tinh thể của mắt có tiêu cự khi không điều tiết là 14,8 mm Quang tâm của
thấu kính mắt cách võng mạc là 15 mm Người này chỉ có thể đọc sách gần nhất là 40
cm
a Xác định khoảng nhìn rõ của mắt
b Tính độ tụ của thủy tinh thể khi nhìn vật ở vị trí gần nhất
ĐS: a Từ 40 cm đến 111 cm; b 69,17 dp
Trang 11Dạng 2: Mắt cận thị
I Phương pháp
- Để khắc phục tật cận thị: đeo kính phân kỳ sao cho ảnh của vật ở qua kính hiện lên
ở điểm cực viễn CV của mắt
Suy ra: d1’ = -OCV + a
Tổng quát: tiêu cự của kính cần đeo: fk = -OCV +a
Nếu đeo kính sát mắt a = 0 thì fk = -OCV
- Tìm khoảng nhìn rõ của mắt cận khi đeo kính có tiêu cự f:
+ Mắt cận nhìn vật gần nhất cho ảnh hiện ở điểm cực cận CC của mắt
Suy ra khoảng nhìn rõ khi đeo kính của mắt cận là: d 1C +a < d < d 1V + a
- Tìm khoảng nhìn rõ của mắt cận khi không đeo kính biết khoảng nhìn rõ khi đeo kính
của mắt cận là: d1C + a < d < d1V + a
Thực chất đây là bài toán tìm khoảng cực cận OCC và khoảng cực viễn OCV Do đó ta
làm ngược lại bài toán trên
a Điểm cực viễn cách mắt một đoạn xác định OCV = 50 cm nên mắt có tật cận thị
b Do đeo kính sát mắt nên ta có: d1’ = -OCV
- Khi nhìn vật ở vô cực: d1 = => d1’ = fk
=> fk = -OCV = -50 cm = -0,5 m
Trang 12Vậy độ tụ của kính cần đeo là: D =
c Vật gần nhất có vị trí d2 sao cho ảnh của vật tạo bởi kính có vị trí ở ngay điểm cực
cận (ảnh ảo) => d2’ = -OCC = -10 cm
=>
Vậy vật gần nhất cách mắt 12,5 cm
Bài 2: Một người cận thị có khoảng nhìn rõ từ 12,5 cm đến 50 cm
a Người này đeo kính sát mắt có độ tụ -1 dp Miền nhìn rõ khi đeo kính của người này
- Vật gần nhất có vị trí d3 = 25 cm sao cho ảnh của vật tạo bởi kính có vị trí ở ngay
điểm cực cận (ảnh ảo) => d3’ = -OCC = -12,5 cm
=> fk = = -25 cm
Bài 3: Một người cận thị không đeo kính, nhìn rõ vật từ khoảng cách d1 = m, khi đeo
kính sát mắt thì nhìn rõ vật từ khoảng cách d2 = m Kính của người đó có độ tụ là bao
nhiêu?
Hướng dẫn giải:
- Khi người này không đeo kính, nhìn rõ vật từ khoảng cách m, suy ra: OCC = m
- Khi người này đeo kính, nhìn rõ vật từ khoảng cách m, vậy vật gần nhất cách mắt
một khoảng d = m Và khi đó ảnh ảo của vật qua kính có vị trí ngay điểm cực cận của
mắt nên d’ = -OCC = - m
- Ta tìm được độ tụ của kính: D =
Trang 13Bài 4: Một người mắt cận thị có cực cận cách mắt 11 cm và cực viễn cách mắt 51 cm
a Độ tụ của kính phải đeo cách mắt 1 cm để có thể nhìn vật ở vô cùng không phải điều
tiết là bao nhiêu?
b Khi đeo kính nói trên cách mắt 1 cm thì mắt nhìn thấy rõ vật gần nhất cách mắt bao
xa? Khoảng nhìn rõ của mắt khi đó
c Để đọc sách đặt cách mắt 21 cm, mắt không điều tiết thì đeo kính có tiêu cự là bao
nhiêu? Biết kính cách mắt 1 cm
d Để đọc sách trên mắt không phải điều tiết mà chỉ có kính hội tụ f = 28,8 cm thì kính
phải đặt cách mắt bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
a Do đeo kính cách mắt 1 cm nên ta có: d1’ = -OCV +1 = -50 cm
- Khi nhìn vật ở vô cực: d1 = => d1’ = fk
=> fk = -50 cm = -0,5 m
b Vật gần nhất có vị trí d2 sao cho ảnh của vật tạo bởi kính có vị trí ở ngay điểm cực
cận (ảnh ảo) => d2’ = -OCC + 1 = -10 cm
Vậy vật gần nhất cách mắt: d = d2 + 1 = 13,5 cm
Vậy khoảng nhìn rõ của mắt khi đeo kính: từ 13,5 cm đến vô cực
c Để đọc sách đặt cách mắt 21 cm mà mắt không phải điều tiết, khi đó ảnh qua kính sẽ
hiện ở điểm cực viễn của mắt
Giải phương trình tìm được a = 69 cm (loại), a = 3 cm (nhận)
Vậy kính phải đặt cách mắt một đoạn 3 cm
Bài 5: Một người cận thị khi đeo kính có độ tụ - 2,5 dp thì nhìn rõ các vật cách mắt từ
22 cm đến vô cực Kính cách mắt 2 cm Khi không mang kính, tìm độ biến thiên độ tụ của mắt khi điều tiết
Do đeo kính cách mắt 2 cm nên ta có: d1’ = -OCV +2
Khi nhìn vật ở vô cực: d1 = => d1’ = fk = -OCV +2
Trang 14=> OCV = 2 –fk = 42 cm = 0,42 m
- Khi đeo kính người này nhìn được các vật ở gần cách mắt 22 cm, khi đó ảnh qua kính
sẽ hiện ở điểm cực cận của mắt
III Bài tập tự luyện
Bài 1 : Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 15 cm Người này muốn đọc sách
cách mắt 25 cm thì phải đeo kính có độ tụ là bao nhiêu ?
ĐS: -2,66 dp
Bài 2: Một người bị cận thị phải đeo kính cận sát mắt có độ tụ là - 0,5 dp để nhìn vật ở
vô cực mà không phải điều tiết Nếu muốn xem ti vi mà người đó không muốn đeo kính thì người đó có thể ngồi cách màn hình xa nhất 1 khoảng bằng bao nhiêu ?
ĐS: 2 m
Bài 3: Mắt một người cận thị có khoảng nhìn thấy rõ ngắn nhất là 12,5 cm và giới hạn
nhìn rõ là 37,5 cm Hãy xác định tiêu cự của thấu kính cần phải đeo để người này có thể nhìn vật ở vô cực mà không phải điều tiết ? (Coi kính đeo sát mắt)
ĐS: f = -50 cm
Bài 4: Một người cận thị dùng 1 thấu kính có độ tụ D1 = -2 dp đeo sát mắt mới có thể
thấy những vật ở rất xa mà mắt không phải điều tiết
a Hỏi khi không đeo kính thì người đó sẽ thấy vật nằm cách xa mắt mình nhất là bao
nhiêu ?
b Nếu người ấy chỉ đeo kính có độ tụ D = -1,5 dp sát mắt thì người ấy sẽ quan sát được vật xa nhất cách mắt 1 khoảng bao nhiêu ?
ĐS: a 50 cm; b 200 cm
Bài 5 : Một người cận thị có khoảng nhìn rõ từ 12,5 cm đến 50 cm Khi đeo kính sát mắt
chữa tật của mắt (nhìn vật ở vô cực không phải điều tiết), người này nhìn rõ được các
vật gần mắt nhất là bao nhiêu?
ĐS: 16,7 cm
Bài 6 : Một người cận thị có khoảng nhìn rõ từ 15,5 cm đến 50 cm Người này đeo kính
có độ tụ -1 dp Miền nhìn rõ khi đeo kính của người này là bao nhiêu?
ĐS: 18,3 cm đến 100 cm
Bài 7: Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 101 cm, điểm cực cận cách mắt 16
cm Khi đeo kính sửa tật cận thị cách mắt 1 cm (nhìn vật ở vô cực không phải điều tiết), người ấy nhìn vật gần nhất cách mắt bao nhiêu?
ĐS: 18,65 cm
Bài 8 : Một học sinh do thường xuyên đặt sách cách gần mắt 11 cm khi đọc nên sau một
thời gian học sinh ấy không còn thấy rõ những vật ở cách mắt mình lớn hơn 101 cm
a Mắt học sinh đó mắc tật gì?
Trang 15b Xác định khoảng nhìn rõ của mắt, nếu học sinh đó đeo kính để cho mắt lại có thể nhìn thấy vật ở xa vô cực Kính đeo cách mắt 1 cm
ĐS: a Mắc tật cận thị; b Từ 12,11 cm đến vô cực
Bài 9 : Một người cận thị khi đeo kính sát mắt có độ tụ - 1 dp thì nhìn rõ các vật cách
mắt từ 25 cm đến vô cực
a Tìm khoảng cực cận và khoảng cực viễn của mắt
b Nếu thay kính trên bằng một TKPK có độ tụ -0,5 dp, thì mắt có thể thấy rõ vật trong khoảng nào ?
c Độ tụ của mắt có thể thay đổi trong khoảng nào ? Cho biết khoảng cách từ quang tâm mắt đến màng lưới là 16 mm
ĐS: a 20 cm, 100 cm; b Từ 22 cm đến 200 cm; c Từ 63,5 dp đến 67,5 dp
Bài 10: Mắt của một người cận thị có điểm cực viễn CV cách mắt 20 cm Người này
muốn đọc một thông báo cách mắt 40 cm nhưng không có kính cận mà lại sử dụng một
thấu kính phân kỳ có tiêu cự -15 cm Để đọc được thông báo trên mà không phải điều
tiết thì phải đặt thấu kính cách mắt bao nhiêu?
ĐS: a = 10 cm
Bài 11: Mắt của một người cận thị có điểm cực viễn CV cách mắt 50 cm
a Xác định độ tụ của thấu kính mà người này phải đeo sát mắt để nhìn rõ không điều
Trang 16d2’ = OV Suy ra d 1 ’ = -OC C + a; nếu đeo kính sát mắt : d1 ’ = -OC C
Để tìm tiêu cự của kính ta áp dụng công thức: '
1 1
K
f d d
- Đối với mắt lão:
+ Điểm CC xa hơn bình thường
+ Điểm CV ở vô cực
+ Để khắc phục : đeo kính hội tụ như mắt viễn thị
II Bài tập ví dụ
Bài 1: Coi khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc của các mắt là như nhau Đặt DC,
DV, Dbt lần lượt là độ tụ của mắt cận, mắt viễn, mắt bình thường So sánh độ tụ của các mắt:
a Khi không điều tiết
b Khi điều tiết tối đa
Bài 2: Một mắt viễn thị có điểm cực cận cách mắt 100 cm Để đọc được trang sách cách
mắt 20 cm, mắt phải đeo kính gì và có độ tụ bao nhiêu?
a Do đeo kính sát mắt nên ta có: d’ = -OCC = -100 cm
- Khi người này đọc sách cách mắt 20 cm: d = 20 cm
Trang 17- Khi người này đọc sách cách mắt 20 cm thì sách cách kính: d = 20 -2 = 18 cm
a Khi không điều tiết thì tiêu cự mắt cực đại: fmax = 18 mm
Do fmax > OV: nên mắt mắc tật viễn thị
b Để nhìn thấy vật ở vô cực mà mắt không phải điều tiết thì mắt phải đeo kính có độ tụ sao cho ảnh của vật hiện lên ở điểm cực viễn của mắt
- Khi mắt chưa đeo kính mà không điều tiết: d’ = OV = 15 cm, f = 18 cm
Suy ra OCV = d =
Điểm cực viễn ở sau mắt (điểm ảo) (do đó đề bài ít cho điểm cực viễn của mắt viễn)
- Khi mắt đeo kính sát mắt: d1’ = -OCV = 90 mm, d1 =
Suy ra: fk = d1’ = 90 mm = 9 cm
Vậy người này phải đeo thấu kính hội tụ có tiêu cự 9 cm
Bài 4: Một mắt bình thường khi về già khả năng điều tiết kém, nên khi điều tiết tối đa
độ tụ chỉ tăng thêm 1 điôp Lúc chưa điều tiết độ tụ là D0 = 67 dp
a Xác định khoảng cách OV từ thấu kính mắt đên võng mạc, điểm cực viễn và điểm cực cận của mắt
b Để đọc một quyển sách đặt cách xa mắt 25 cm mà mắt không điều tiết, người già đó đeo kính lão xa mắt 2 cm Tính độ tụ của kính này
c Để đọc một quyển sách đặt cách xa mắt 25 cm mà mắt điều tiết tối đa, người già đó đeo kính xa mắt 2 cm Tính độ tụ của kính này
Hướng dẫn giải:
a Xác định điểm cực viễn và điểm cực cận của mắt
- Điểm cực viễn của mắt thường khi về già (mắt lão) luôn ở vô cực Điều này không lien hệ đến khả năng điều tiết của mắt
- Điểm cực cận:
+ Khi không điều tiết: D0 = (CV ở vô cực) => OV = 1,49 cm
+ Khi điều tiết tối đa: D = D0 + D =
Mà D =
Suy ra:
Hay : OCC =
Vậy điểm cực cận cách mắt 1 m
Trang 18Tổng quát: để tìm khoảng cực cận ta có thể áp dụng công thức:
b Để đọc một quyển sách đặt cách xa mắt 25 cm mà mắt không điều tiết, người già đó đeo kính lão sao cho ảnh của nó hiện lên ở vô cực
b Để có thể đọc sách cách mắt 20 cm khi mắt điều tiết tối đa, người ấy phải đeo kính
L cách mắt 1 cm sao cho ảnh của vật nằm ở điểm cực cận của mắt
- Do đeo kính cách mắt 1 cm nên ta có: d’ = -OCC + 1 = -39 cm
- Khi người này đọc sách cách mắt 20 cm thì sách cách kính : d = 20 -1 = 19 cm
=> f =
Vậy mắt phải đeo thấu kính hội tụ L có tiêu cự 37,05 cm
- Ta coi L là hệ hai thấu kính ghép sát từ L1 và L2, đã biết f và f1 ta tính được f2
Ta có: Thay số ta suy ra f2 = 26,96 cm
Vậy: Người ta phải gắn thêm một thấu kính hội tụ L2 có độ tụ D2 = 3,71 dp
Kết luận: người này có thể đeo kính hai tròng là 2 thấu kính L1 và L2 như trên để có thể vừa đọc được sách vừa nhìn xa được
III Bài tập tự luyện
Bài 1: Một người viễn thị có điểm cực cận cách mắt 50 cm Khi đeo kính sát mắt có độ
tụ 1 dp, người này nhìn rõ được những vật gần nhất cách mắt là bao nhiêu?
ĐS: 33,3 cm
Trang 19Bài 2: Một người mắt viễn thị có điểm cực cận cách mắt 40 cm Để đọc được trang sách
cách mắt 25 cm, mắt phải đeo kính gì và có độ tụ bao nhiêu?
b Để có thể đọc sách cách mắt 20 cm khi mắt điều tiết tối đa, người ấy phải đeo
sát mắt một kính có tiêu cự là bao nhiêu?
ĐS: a -2 dp; b 40 cm
Bài 4: Một người khi về già nhìn thấy rõ các vật ở xa vô cực mà mắt không phải điều
tiết, người này muốn nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 27 cm thì phải đeo kính có độ tụ 2,5
dp và cách mắt 2 cm
a Tìm khoảng cực cận và khoảng cực viễn của mắt
b Khi đeo kính này sát mắt thì người này nhìn rõ các vật trong khoảng nào?
Bài 6: Một người mắt viễn thị có điểm cực cận cách mắt 1 m, điểm cực viễn sau mắt
cách quang tâm của mắt 20 cm Khoảng cách từ quang tâm của thấu kính mắt đến võng mạc là 14 mm Tiêu cự của mắt thay đổi trong khoảng nào?
ĐS: từ 1,38 cm đến 1,51 cm
Trang 20B CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
1 Chọn phát biểu đúng Về phương diện quang hình học có thể coi
A mắt tương đương với một thấu kính hội tụ
B hệ thống bao gồm các bộ phận cho ánh sáng truyền qua của mắt tương đương với một thấu kính hội tụ
C hệ thống bao gồm giác mạc, thủy dịch, thể thủy tinh, dịch thủy tinh và màng lưới tương đương với một thấu kính hội tụ
D hệ 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
2 Chọn câu đúng Sự điều tiết của mắt là sự thay đổi
A độ cong các mặt của thể thủy tinh để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên màng lưới
B khoảng cách giữa thể thủy tinh và võng mạc để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện
rõ trên màng lưới
C 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 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
3 Trong trường hợp nào của các trường hợp sau, 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
4 Chon 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
5 Khi quan sát một vật ở điểm cực viễn CV, mắt có đặc điểm và ở trạng thái nào?
A Có tiêu cự mắt nhỏ nhất và điều tiết tối đa
B Có tiêu cự mắt lớn nhất và không điều tiết
C Có tiêu cự mắt nhỏ nhất và không điều tiết
D Có tiêu cự mắt lớn nhất và điều tiết tối đa
6 Khi quan sát một vật ở điểm cực viễn CC, mắt có đặc điểm và ở trạng thái nào?
A Có tiêu cự mắt nhỏ nhất và điều tiết tối đa
B Có tiêu cự mắt lớn nhất và không điều tiết
C Có tiêu cự mắt nhỏ nhất và không điều tiết
D Có tiêu cự mắt lớn nhất và điều tiết tối đa
7 Mắt không có tật là mắt:
A Khi không điều tiết, có tiêu điểm nằm trên võng mạc
B Khi điều tiết, có tiêu điểm nằm trên võng mạc
C Khi không điều tiết, có tiêu điểm nằm trước võng mạc
D Khi điều tiết, có tiêu điểm nằm trước võng mạc
8 Muốn cho mắt nhìn thấy một vật, điều kiện nào sau đây luôn đúng?
A vật ở gần mắt hơn điểm cực viễn B vật ở xa mắt hơn điểm cực cận
C.vật có góc trông lớn hơn năng suất phân li D ảnh của vật hiện ra ở võng mạc
9 Loại mắt nào sau đây có điểm cực cận gần mắt hơn mắt thường?
Trang 21A Mắt cận B Mắt viễn
C Mắt cận khi lớn tuổi D Mắt viễn khi lớn tuổi
10 Đại lượng nào của mắt thay đổi khi mắt điều tiết?
A Vị trí điểm cực viễn B Khoảng cách từ quang tâm mắt đến võng mạc
C Khoảng nhìn rõ D Độ tụ của mắt
11 Loại mắt nào nhìn thấy được vật ở vô cực nếu điều tiết?
C Mắt bình thường khi lớn tuổi D Mắt cận khi lớn tuổi
12 Loại mắt nào không thể nhìn thấy được vật ở vô cực dù điều tiết hay không?
C Mắt bình thường khi lớn tuổi D Mắt viễn khi lớn tuổi
13 Một mắt bị lão thị Có thể kết luận như thế nào khi mắt này nhìn một vật ở vô cực?
A Mắt này nhìn thấy vật ở vô cực mà không phải điều tiết
B Mắt này phải điều tiết thì mới nhìn thấy vật ở vô cực
C Mắt này không thể nhìn thấy vật ở vô cực dù có điều tiết hay không
D Cả 3 kết luận trên đều đúng
14 Đặt D là độ tụ của mắt khi không điều tiết; D là độ tăng độ tụ của mắt khi điều tiết tối đa Mắt bình thường về già có đặc điểm gì khác so với hồi trẻ?
15 Một mắt có tật trong không khí nhưng khi lặn xuống nước và nhìn trong nước thì trở
thành mắt bình thường, không tật Trong không khí mắt này bị tật gì?
C Mắt bình thường bị lão thị D Viễn thị và lão thị
16 Mắt không có tật có điểm cực viễn ở vô cực, điểm cực cận ở vị trí xác định cách
mắt một đoạn OCC Khi mắt điều tiết tối đa, độ tụ của mắt tăng thêm một lượng có biểu thức là:
17 Mắt điều tiết mạnh nhất khi quan sát vật đặt ở:
A Điểm cực viễn B Điểm cực cận
C Trong giới hạn nhìn rõ của mắt D Cách mắt 25 cm
18 Chọn phát biểu đúng Khi nhìn vật đặt ở vị trí cực cận thì
A thuỷ tinh thể dẹt nhất B góc trông vật đạt giá trị cực tiểu
C khoảng cách từ quang tâm của thuỷ tinh thể tới võng mạc là ngắn nhất
D thuỷ tinh thể có độ tụ lớn nhất
19 Khi mắt điều tiết tối đa thì ảnh của điểm cực viễn CV được tạo ra:
A Tại điểm vàng V B Trước điểm vàng V
C Sau điểm vàng V D Không xác định được vì không có ảnh
20 Khi mắt không điều tiết thì ảnh của điểm cực cận CC được tạo ra:
A Tại điểm vàng V B Trước điểm vàng V
C Sau điểm vàng V D Không xác định được vì không có ảnh
21 Sự điều tiết của mắt không tạo ra tác dụng nào sau đây?
A tăng độ tụ của mắt B tạo ảnh của vật ở ngay trên võng mạc
C giảm tiêu cự của mắt D thay đổi khoảng cách từ quang tâm mắt đến võng mạc
Trang 2222 Coi khoảng cách từ thể thủy tinh đến võng mạc của các mắt là như nhau Gọi độ tụ
của các loại mắt khi không điều tiết là Dt (mắt không tật), DC (mắt cận), DV (mắt viễn)
So sánh độ tụ giữa chúng
A Dt > DC >DV B DC >Dt > DV
C DV > Dt > DC D DV > DC > Dt
23 Coi khoảng cách từ thể thủy tinh đến võng mạc của các mắt là như nhau Gọi độ
tăng độ tụ của các loại mắt khi điều tiết tối đa là Dt (mắt không tật), DC (mắt cận),
DV (mắt viễn) So sánh độ tăng độ tụ của các loại mắt
A Dt = DC = DV B DC >Dt > DV
C DV > Dt > DC D không đủ yếu tố để so sánh
24 Một mắt bị cận thị đeo kính để nhìn thấy vật ở xa vô cực mà mắt không phải điều
tiết Khi đeo kính trên thì điểm gần nhất mà mắt nhìn thấy có vị trí:
A tại điểm CC B tại một điểm bên trong đoạn OCC
C tại một điểm bên trong đoạn CCCv D tại một điểm bên ngoài đoạn OCV
25 Một người khi không đeo kính nhìn rõ các vật cách mắt từ 40 cm đến 1 m Người
này mắc tật là:
A Viễn thị lúc già B Cận thị lúc già
C Cận thị lúc trẻ D Viễn thị lúc trẻ
26 Năng suất phân li của mắt là :
A.Độ dài của vật nhỏ nhất mà mắt quan sát được
B.Góc trông của vật nhỏ nhất mà mắt quan sát được
C Khoảng cách góc nhỏ nhất giữa hai điểm mà mắt còn phân biệt được
D Số đo thị lực của mắt
27 Khi vật ở xa tiến lại gần mắt thì
A tiêu cự của thủy tinh thể tăng lên
B tiêu cự của thủy tinh thể giảm xuống
C khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc tăng
D khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc giảm
28 Phát biểu nào sau đây là sai ?
A Giới hạn nhìn rõ của mắt không có tật là từ điểm cực cận đến vô cực
B Giới hạn nhìn rõ của mắt viễn thị không đeo kính là từ điểm cực cận đến vô cực
C Điểm cực viễn của mắt viễn thị xa hơn điểm cực viễn của mắt cận thị
D Điểm cực cận của mắt viễn thị xa hơn điểm cực cận của mắt cận thị
29 Mắt viễn thị là mắt khi không điều tiết , tiêu điểm của mắt
A nằm trên võng mạc B nằm trước võng mạc
C nằm sau võng mạc D ở trước mắt
30 Một mắt không có tật, có điểm cực cận cách mắt 20 cm Khoảng cách từ võng mạc
đến quang tâm của thuỷ tinh thể của mắt là 1,5 cm Trong quá trình điều tiết, độ tụ của
mắt có thể thay đổi trong giới hạn nào?
A Không thay đổi B.0 D 5 dp
C 5 dp D 66,7 dp D 66,7 dp D 71,7 dp
31 Một em học sinh nhìn rõ đọc tốt từ khoảng cách d1 = 0,2 m đến khoảng cách d2 = 1
m Độ tụ thuỷ tinh thể của em đó thay đổi bao nhiêu điốp?
32 Khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc của mắt bằng 14 mm Tiêu cự của thuỷ
tinh thể biến thiên trong khoảng từ 12,28 mm đến 13,8 mm Mắt này có:
Trang 23A Tật viễn thị, điểm cực viễn cách mắt 12,28 cm
B Tật viễn thị, điểm cực viễn nằm sau mắt, cách thuỷ tinh thể 12,28 cm
C Tật cận thị, điểm cực viễn cách mắt 96,6 cm
D Tật cận thị, điểm cực viễn cách mắt 100 m
33 Tiêu cự của thuỷ tinh thể biến thiên trong khoảng từ 14,8 mm đến 150 mm Khoảng
cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc của mắt bằng 15 mm Người này có thể nhìn được những vật cách mắt khoảng:
34 Một mắt không có tật có khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc là 22mm
Điểm cực cận cách mắt 25cm Tiêu cự của thủy tinh thể khi mắt điều tiết mạnh nhất là
A f = 20,22mm B f = 21 mm C f = 22 mm D f = 22,22 mm
35 Một người cận thị có khoảng nhìn rõ ngắn nhất là 15 cm và giới hạn nhìn rõ là 35
cm Tính độ tụ của kính phải đeo để người này nhìn thấy vật ở xa vô cực mà mắt không phải điều tiết
A D = 2 dp B D = - 2 dp C D = 1,5 dp D D = -0,5 dp
36 Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 51,5 cm Để nhìn rõ vật ở vô cực
không phải điều tiết, người này đeo kính cách mắt 1,5 cm Độ tụ của kính là
37 Một người cận thị khi không dùng kính nhìn rõ vật bắt đầu từ khoảng cách là 11
cm, khi dùng kính cách mắt 1 cm thì nhìn rõ vật gần nhất cách mắt là cm Độ tụ của kính người đó phải đeo là:
38 Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 55 cm và điểm cực cận cách mắt 15
cm Người đó muốn nhìn rõ một vật ở xa vô cực mà không phải điều tiết thì phải đeo sát mắt một thấu kính Hỏi khi đeo kính người đó nhìn thấy vật gần nhất là bao nhiêu?
A 11,786 cm B 15 cm C 20,625 cm D 35 cm
39 Một người cận thị có điểm cực viễn cách mắt 101 cm, điểm cực cận cách mắt 16
cm Khi đeo kính sửa cách mắt 1 cm (nhìn vật ở vô cực không phải điều tiết), người ấy nhìn vật gần nhất cách mắt bao nhiêu?
40 Một người có tật cận thị có khoảng cách từ điểm cực cận đến điểm cực viễn là 10
cm đến 50 cm , quan sát một vật nhỏ qua thấu kính có tiêu cự f = 10 cm Mắt đặt sát sau kính Khoảng đặt vật trước kính là:
A 4cm d 5cm B 4cm d 6,8cm
C 5cm d 8,3cm D 6cm d 8,3cm
41 Một người cận thị phải đeo sát mắt một thấu kính phân kỳ có độ tụ D = -2 dp mới
có thể nhìn rõ các vật ở xa mà không cần phải điều tiết Nếu người ấy chỉ đeo kính có
độ tụ D = -1,5 dp sát mắt thì sẽ chỉ nhìn rõ vật xa nhất cách mắt bao nhiêu ?
A 0,5m B 2 m C 1m D 1,5m
42 Một người cận thị phải đeo kính sát mắt có độ tụ bằng -2,5 điốp thì nhìn rõ như
người mắt thường (25cm đến vô cực) Xác định giới hạn nhìn rõ của người ấy khi
Trang 2430 cm thì phải đeo sát mắt kính có độ tụ :
A D = 2,86 dp B D = 1,33 dp C D = 4,86 dp D D = -1,33 dp
44 Một mắt viễn thị có điểm cực cận cách mắt 100 cm Để đọc được trang sách cách
mắt 20 cm, mắt phải đeo kính gì và có độ tụ bao nhiêu (coi kính đeo sát mắt)
46 Một người cận thị về già có điểm cực cận cách mắt 0,4 m Để có thể đọc sách
cách mắt 20 cm khi mắt điều tiết tối đa, người ấy phải đeo sát mắt một kính có độ
tụ:
47 Một người đứng tuổi khi nhìn vật ở xa thì không cần đeo kính, nhưng khi đeo kính
có độ tụ 1dp thì nhìn rõ vật cách mắt gần nhất 25 cm (kính đeo sát mắt) Độ biến thiên
độ tụ của mắt người đó bằng
A 5điốp B 8 điốp C 3 điốp D 9 điốp
48 Một cụ già khi đọc sách cách mắt 25 cm đeo kính có độ tụ 2 dp thì mắt điều tiết tối
đa , khoảng cực cận của cụ là :
50 Một người khi đeo kính sát mắt có độ tụ 4 dp nhìn thấy các vật cách mắt từ 12,5
cm đến 20 cm Hỏi khi không đeo kính người ấy nhìn thấy vật nằm trong khoảng nào?