VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Sửa tật của mắt, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 11.
Nội dung bài viết Sửa tật của mắt:
DẠNG 2: Sửa tật của mắt 1. Phương pháp chung * Mắt cận thị và cách sửa tật cận thị: Mắt cận thị là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trước võng mạc. Do đó có max f OV với OV là khoảng cách từ quang tâm thuỷ tinh thể tới võng mạc. Khoảng cực cận OCC = Đ < 25cm, OCV có giá trị hữu hạn Cách sửa (có 2 cách, cách 1 có lợi nhất thường được sử dụng) Cách 1: Đeo thấu kính phân kỳ để nhìn xa như người bình thường, tức là vật ở vô cực cho ảnh ảo qua kính nằm ở điểm cực viễn. * Sơ đồ tạo ảnh: Cách 2: Đeo thấu kính phân kỳ để nhìn gần như người bình thường, tức là vật đặt cách mắt 25cm cho ảnh ảo qua kính nằm ở điểm cực cận. Với OOk là khoảng cách từ kính tới mắt. Lưu ý C là khoảng thấy rõ ngắn nhất của mắt là khoảng cách từ điểm cực cận (CC) đến mắt. * Mắt viễn thị và sửa tật viễn thị: + Là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm sau võng mạc (fmax > OV) + Điểm cực cận ở xa hơn mắt bình thưòng (OCC = Đ > 25cm) Cách sửa tật viễn thị: + Trường hợp 1: Muốn nhìn vật ở gần nhất như mắt bình thường cần đeo kính hội tụ có tiêu cự sao cho vật này qua kính cho ảnh ảo ở cực cận của mắt. Ta có: dC khoảng cách từ vật đến kính fk là tiêu cự của kính đeo Kết quả Chú ý Ảnh ảo này là vật thật đối với thủy tinh thể, qua thủy tinh thể cho ảnh thật trên võng mạc ⇒ Mắt nhìn rõ vật này khi đã điều tiết tối đa. + Trường hợp 2: Muốn nhìn vật ở xa vô cực mà không cần điều tiết cần đeo kính hội tụ có tiêu cự sao cho vật ở vô cực qua kính cho ảnh thật ở cực viễn của mắt fk là tiêu cự của kính đeo * Có thể dùng hai nguyên tắc sau để giải bài tập mắt + Khi đeo kính: Vật xa nhất mắt nhìn rõ là vật qua kính cho ảnh ở cực viễn của mắt (ảnh này trở thành vật đối với thủy tinh thể, qua thủy tinh thể cho ảnh thật trên võng mạc).
Ta có: dV khoảng cách từ vật đến kính (ảnh ảo) fk là tiêu cự của kính đeo Từ Kết quả + Khi đeo kính: Vật gần nhất mắt nhìn rõ là vật qua kính cho ảnh ảo ở cực cận của mắt (ảnh này trở thành vật thật đối với thủy tinh thể, qua thủy tinh thể cho ảnh thật trên võng mạc). Ta có: dC khoảng cách từ vật đến kính fk là tiêu cự của kính đeo Chú ý: Khi chưa đeo kính: Để cho khoảng nhìn rõ tức là cho OCC và OCV. Ngược lại khi đề yêu cầu tìm khoảng nhìn rõ khi chưa đeo kính thì ta cần tìm OCC và OCV, nghĩa là tìm được d’C và d’V . Khi đeo kính: Đề cho khoảng nhìn rõ tức là cho dC và dV. Ngược lại khi đề yêu cầu tìm khoảng nhìn rõ khi đeo kính thì ta cần tìm được dC và dV. STUDY TIP Khi điểm cực viễn là điểm ảo (ở sau mắt: mắt viễn thị) nên ảnh tại cực viễn là ảnh thật, ta có: 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Mắt có tiêu cự biến thiên từ 14 mm đến 14,8 mm, khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc là 15 mm. a) Tìm giới hạn nhìn rõ của mắt và độ biến thiên độ tụ của mắt. A. Người này nhìn được vật đặt cách mắt từ 21 cm đến 111 cm ∆D = 2 dp. B. Người này nhìn được vật đặt cách mắt từ 14 cm đến 14,8 cm ∆D = 2 dp. C. Người này nhìn được vật đặt cách mắt từ 21 cm đến 111 cm ∆D = 3,86 dp. D. Người này nhìn được vật đặt cách mắt từ 14 cm đến 14,8 cm ∆D = 3,86 dp. b) Người này dùng một gương cầu lõm bán kính R = 50 cm để soi mặt. Hỏi phải đặt gương cách mắt bao nhiêu để người này nhìn thấy ảnh của mình trong gương. A. Đeo kính phân kì kf 110cm. B. Đeo kính phân kì C. Đeo kính hội tụ. D. Đeo kính hội tụ, kf 110cm c) Người này cần đeo kính gì, tiêu cự bao nhiêu để sửa tật? Khi đeo kính người này nhìn rõ khoảng gần nhất cách mắt bao nhiêu? (biết kính đeo cách mắt 1 cm) Lời giải a) Khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc: OV = d = 15 mm + Khi mắt nhìn vật ở cực viễn CV: d = OCV; Tiêu cự của thủy tinh thể lúc này cực đại.
Khi mắt nhìn vật ở cực cận CC : d = OCC; Tiêu cự của thủy tinh thể lúc này cực tiểu: min f 14mm Vậy mắt người này nhìn được những vật đặt cách mắt từ 21 cm đến 111 cm. Khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc d = OV không đổi Khoảng cách từ vật đến mắt là d (f là tiêu cự của thủy tinh thể) Khi mắt nhìn vật ở cực viễn CV: d = OCV Khi mắt nhìn vật ở cực cận CC Gọi d là khoảng cách từ người đến gương; d’ là khoảng cách từ ảnh đến gương. + Khi ảnh ảo ở cực viễn CV của mắt Giải (*) ta được dV = 15,65 cm (loại dV = 145,3 cm vì dV < f) + Khi ảnh ảo ở cực cận CC của mắt: Giải (*) ta được dC = 8,38 cm (loại dC = 62,6 cm vì dC < f) Vậy người này phải đặt gương cách mắt từ 8,38 cm đến 15,65 cm để người này thấy ảnh cùng chiều trong gương. Đáp án D. c) Muốn sửa tật cận thị (hay muốn nhìn vật ở xa vô cực mà không cần điều tiết) cần đeo kính phân kỳ có tiêu cự sao cho vật ở xa qua kính cho ảnh ảo ở cực viên của mắt ⇒ Mắt nhìn rõ vật mà không cần điều tiết. Kính đeo sát cách mắt 1 cm: f OC Khi đeo kính này, vật gần nhất mắt nhìn rõ qua kính cho ảnh ảo ở cực cận CC của mắt. Vậy khi đeo kính trên vật gần nhất mắt nhìn rõ cách kính 24,4 cm và cách mắt 25,4 cm. Đáp án A.
Ví dụ 2: Một mắt có khoảng nhìn rõ nhất cách mắt 50 cm. a) Người này đeo sát mắt một kính có độ tụ D = 1,5 điôp thì đọc được sách gần nhất cách mắt bao nhiêu? A. 25 cm. B. 28,57 cm. C. 33,33 cm. D. 50 cm. b) Nếu đeo kính có tiêu cự 28,8 cm thì để đọc sách gần nhất cách mắt 20 cm, cần đeo kính cách mắt bao nhiêu? A. 68 cm. B. 2 cm. C. 20 cm. D. 28,8 cm. Lời giải Vật gần nhất mắt nhìn rõ qua kính cho ảnh ảo ở cực cận CC của mắt: Vậy khi đeo kính người này đọc được sách gần nhất cách mắt 28,57 cm. Đáp án B. Gọi l là khoảng cách từ kính đến mắt, ta có: dC = 20 - l Vật gần nhất mắt nhìn rõ qua kính cho ảnh ảo ở cực cận CC của mắt: Giải ra ta được l = 2cm (loại l = 68 cm). Đáp án B Ví dụ 3: Một người đeo một kính có D1 = 1 điôp thì có thể nhìn rõ những vật ở cách mắt từ 100 7 cm đến 25 cm. a) Mắt bị tật gì? Để sửa tật cần đeo kính có độ tụ D2 bằng bao nhiêu? Biết kính đeo sát mắt. A. Mắt bị tật cận thị, D2 = -3 điôp. B. Mắt bị tật viễn thị, D2 = 3 điôp. C. Mắt bị tật cận thị, D2 = -2 điôp. D Mắt bị tật viễn thị, D2 = 2 điôp. b) Khi người đó đeo kính có D2 thì có thể nhìn rõ vật gần nhất cách mắt bao nhiêu? Biết kính đeo sát mắt. A. 25 cm. B. 28,57 cm. C. 33,33 cm. D. 50 cm. Lời giải a) Kính đeo sát mắt: l = 0 Tiêu cự kính đeo: k 1 f 1m 100cm D Khi đeo kính: Vật xa nhất mắt nhìn rõ là vật qua kính cho ảnh ở cực viễn của mắt. - Vật gần nhất qua kính cho ảnh ảo ở cực cận của mắt. Vậy khi chưa đeo kính người này nhìn được vật cách mắt từ 16,67 cm đến 33,33 cm ⇒ người này bị cận thị (do chỉ nhìn xa tối đa 33,33 cm). + Muốn sửa tật cận thị (hay muốn nhìn vật ở xa vô cực mà không cần điều tiết) cần đeo kính phân kỳ có tiêu cự sao cho vật ở xa qua kính cho ảnh ảo ở cực viễn của mắt. Do kính đeo sát mắt: f2 = - OCv = -33,33 cm ⇒ Độ tụ của kính: 2 điôp. Đáp án A. b) Khi đeo kính D2: Vật gần nhất qua kính cho ảnh ảo ở cực cận của mắt.
Ta có Vậy khi đeo kính mới người này nhìn được vật gần nhất cách mắt 33,33 cm. Đáp án C. Ví dụ 4: Mắt người cận thị có khoảng thấy rõ ngắn nhất là 12,5 cm và giới hạn nhìn rõ là 37,5 cm. a) Hỏi người này phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu để nhìn rõ các vật ở vô cực mà không phải điều tiết? b) Người đó đeo kính có độ tụ như thế nào thì sẽ không thể nhìn thấy rõ được bất kì vật nào trước mắt? Coi kính đeo sát mắt. c) Người này không đeo kính, cầm một gương phẳng đặt sát mắt rồi dịch gương lùi dần ra xa mắt và quan sát ảnh mắt trong gương. Hỏi tiêu cự thủy tinh thể thay đổi như thế nào trong khi mắt nhìn thấy rõ ảnh? Độ lớn của ảnh và góc trong ảnh có thay đổi không? Nếu có thì tăng hay giảm? Lời giải a) Khoảng cách từ mắt đến cực viễn: OCv Kính đặt sát mắt nên tiêu cự của kính: f = - OCv ⇒ Độ tụ của kính Đáp án A. b) Nếu là thấu kính hội tụ thì ảnh ảo sẽ nằm trước kính từ sát kính đến xa vô cùng, nghĩa là luôn có những vị trí của vật có ảnh ảo nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt và mắt có thể nhìn rõ những vật đó. Với thấu kính phân kỳ thì ảnh của mọi vật là ảo nằm trong khoảng từ kính đến tiêu điểm ảnh F ⇒ nếu F nằm trong Cc thì mắt không nhìn rõ bất cứ vật nào: Đáp án C. c) Khi gương lùi đến vị trí mà ảnh của mắt trong gương phẳng hiện lên ở cực cận thì mắt phải điều tiết tối đa, tiêu cự thủy tinh thể nhỏ nhất. Khi đưa ra xa, khoảng cách giữa mắt và ảnh tăng lên do đó tiêu cự thủy tinh thể tăng dần để ảnh hiện rõ nét trên võng mạc. Khi ảnh hiện lên ở cực viễn Cv thì mắt không phải điều tiết, thủy tinh thể có tiêu cự lớn nhất. Ảnh qua gương phẳng có độ cao luôn bằng vật, đối xứng với vật qua gương không phụ thuộc khoảng cách từ vật đến gương. Tuy nhiên góc trông ảnh giảm vì khoảng cách từ ảnh đến mắt tăng lên. Ví dụ 5: Một mắt khi về già chỉ nhìn rõ vật cách mắt từ 50 cm đến 100 cm (Kính đeo sát mắt). a) Để nhìn rõ vật ở xa cần đeo kính có độ tụ D1 bằng bao nhiêu? b) Để đọc sách gần nhất cách mắt 25 cm cần đeo kính có độ tụ D2 bằng bao nhiêu? c) Để đọc sách mà không cần lấy kính cận ra thì phải dán thêm một tròng nữa. Hỏi kính dán thêm có độ tụ bao nhiêu? Lời giải Ta có: OCc = 50 cm; OCv = 100 cm; l = 0 a) Muốn nhìn vật ở xa vô cực mà không cần điều tiết cần đeo kính phân kỳ có tiêu cự sao cho vật ở vô cực qua kính cho ảnh ảo ở cực viễn của mắt (ảnh ảo này là vật thật đối với thủy tinh thể, qua thủy tinh thể cho ảnh thật trên võng mạc ⇒ mắt nhìn rõ vật này không cần điều tiết). Đáp án B. b) Khi đeo kính có độ tụ D2: Vật gần nhất mắt nhìn rõ là vật qua kính cho ảnh ảo ở cực cận của mắt (ảnh này trở thành vật thật đối với thủy tinh thể, qua thủy tinh thể cho ảnh thật trên võng mạc). Đáp án A.