Bài 31: Mắt

Lý thuyết

Bài 31.1 trang 84 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

Ghép mỗi nội dung ở cột bên trái với nội dung tương ứng ở cột bên phải để có một phát biểu đầy đủ và đúng.

1. Vì chiết suất của thuỷ dịch và thể thuỷ tinh chênh lệch ít nên 2. Điều tiết là hoạt động thay đổi tiêu cự của mắt thực hiện nhờ 3. Khi mắt quan sát vật ở điểm cực viễn thì 4. Năng suất phân li của mắt là góc trông vật nhỏ nhất mà

a) các cơ vòng của mắt bóp lại làm giảm bán kính cong của thể thuỷ tinh. b) mắt ở trạng thái không điều tiết ứng với tiêu cự lớn nhất của thể thuỷ tinh. c) sự khúc xạ ánh sáng xảy ra phần lớn ở mặt phân cách không khí - giác mạc. d) mắt còn phân biệt hai điểm đầu và cuối của vật. e) mắt ở trạng thái điều tiết tối đa ứng với tiêu cự nhỏ nhất của thể thuỷ tinh

Hướng dẫn giải

1 – c; 2 – a; 3 – b; 4 – d

Bài 31.2 trang 84 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

Tương tự Câu 31.1.

Đặt: O là quang tâm mắt; C_v là điểm cực viễn ;

V là điểm vàng; C_c là điểm cực cận.

1. Đặc trưng cấu tạo của mắt cận là 2. Đặc trưng cấu tạo của mắt viễn là 3. Khi khắc phục tật cận thị bằng cách đeo kính sát mắt thì tiêu cự của kính có giá trị tính bởi biểu thức 4. Mắt không tật lúc điều tiết tối đa thì có độ tụ tăng lên một lượng có giá trị tính bởi biểu thức

a) fmax > OV b) fmax < OV c) 1/OCc d) – OCV e) CCCV

Hướng dẫn giải

1 – b; 2 – a; 3 – d; 4 – c

Bài 31.3; 31.4 trang 84 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

31.3. Khi mắt không điều tiết thì ảnh của điểm cực cận C_c 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.

31.4. Khi mắt điều tiết tối đa thì ảnh của điểm cực viễn C_v được tạo ra tại 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.

Hướng dẫn giải

31.3: Đáp án C

31.4: Đáp án B

Bài 31.5; 31.6; 31.7; 31.8 trang 85 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

31.5. Đặt độ tụ của các loại mắt như sau ở trạng thái không điều tiết :

D₁ : Mắt bình thường (không tật) ; D₂ : Mắt cận ; D₃ : Mắt viễn

Coi khoảng cách từ thể thuỷ tinh đến võng mạc là như nhau. So sánh các độ tụ này ta có kết quả nào ?

A. D₁ >D₂ > D₃.                         B. D₂ > D₁ > D3.

C. D₃ > D₁ > D₂.                         D. Một kết quả khác A, B, C.

31.6. Vật có vị trí nào kể sau thì ảnh tạo bởi mắt hiện ra ở điểm vàng V ?

A. Tại C_v khi mắt điều tiết tối đa.

B. Tại C_c khi mắt không điểu tiết.

C. Tại một điểm trong khoảng C_vC_c khi mắt điều tiết thích hợp.

D. Một vị trí khác với A, B, C.

31.7. Để có thể nhìn rõ các vật ở vô cực mà không điều tiết, thì kính phải đeo sát mắt là kính phân kì có độ lớn của tiêu cự là :

A. |f| = OC_V.                                         B. |f| = OC_c.

C. |f| = C_vC_c.                                         D. |f| = OV

31.8. Khi đeo kính để đạt yêu cầu như ở câu 31.7 thì điểm gần nhất mà mắt nhìn thấy là điểm nào ?

A. Vẫn là điểm C_c.

B. Một điểm ở trong đoạn OC_c.

C. Một điểm ở trong đoạn C_cC_v.

D. Một điểm ở ngoài đoạn OC_V.

Hướng dẫn giải

31.5: Đáp án B

31.6: Đáp án C

31.7: Đáp án A

31.8: Đáp án B

Bài 31.9; 31.10; 31.11 trang 86 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

31.9. Người này mua nhầm kính nên khi đeo kính sát mắt thì hoàn toàn không nhìn thấy gì. Có thể kết luận thế nào về kính này ?

A. Kính hội tụ có f >  OC_v.

B. Kính hội tụ có f < OC_C

C. Kính phân kì có |f| > OC_v.

D. Kính phân kì có |f| < OC_c.

31.10. Một người mắt cận đeo sát mắt kính -2 dp thì nhìn thấy rõ vật ở vô cực mà không điều tiết. Điểm C_c khi không đeo kính cách mắt 10 cm. Khi đeo kính, mắt nhìn thấy được điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu ?

A. 12,5 cm.              B. 20 cm.               C. 25 cm.             D. 50 cm.

31.11. Một người lớn tuổi có mắt không bị tật. Điểm cực cận cách mắt 50 cm. Khi người này điều tiết tối đa thì độ tụ của mắt tăng thêm bao nhiêu ?

A. 5 dp.                 B. 2,5 dp.                  C. 2 dp.               D. Một giá trị khác A, B, C.

Hướng dẫn giải

31.9: Đáp án D

31.10: Đáp án A

31.11: Đáp án C

Bài 31.12 trang 86 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

Mắt của một người có tiêu cự của thể thuỷ tinh là 18 mm khi không điều tiết.

a) Khoảng cách từ quang tâm mắt đến võng mạc là 15 mm. Mắt bị tật gì ?

b) Xác định tiêu cự và độ tụ của thấu kính phải mang để mắt thấy vật ở vô cực không điều tiết (kính ghép sát mắt).

Hướng dẫn giải

a) Vì f_max > OV nên mắt viễn

b) Theo công thức về độ tụ:

\(\begin{array}{l}
\frac{1}{{{k_k}}} = \frac{1}{{OV}} - \frac{1}{{f_{{\rm{max}}}^{}}} \Rightarrow {f_k} = \frac{{15.18}}{{18 - 15}} = 90mm = 9cm\\
{D_k} = \frac{1}{{{f_k}}} \approx 11dp
\end{array}\)

Bài 31.13 trang 86 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

Mắt của một người có quang tâm cách võng mạc khoảng d’ = 1,52 cm. Tiêu cự thể thuỷ tinh thay đổi giữa hai giá trị f₁ = 1,500 cm và f₂ = 1,415 cm.

a) Xác định khoảng nhìn rõ của mắt.

b) Tính tiêu cự và độ tụ của thấu kính phải ghép sát vào mắt để mắt nhìn thấy vật ở vô cực không điều tiết.

c) Khi đeo kính, mắt nhìn thấy điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

a) 

\(\begin{array}{l}
\frac{1}{{O{C_V}}} = \frac{1}{{{f_{{\rm{max}}}}}} - \frac{1}{{OV}} = \frac{1}{{1,5}} - \frac{1}{{1,52}} \Rightarrow O{C_V} = \frac{{1,5.1,52}}{{1,52 - 1,5}} = 114cm\\
\frac{1}{{O{C_C}}} = \frac{1}{{{f_{\min }}}} - \frac{1}{{OV}} = \frac{1}{{1,415}} - \frac{1}{{1,52}} \Rightarrow O{C_C} = \frac{{1,415.1,52}}{{1,52 - 1,415}} \approx 20,5cm
\end{array}\)

 Khoảng nhìn rõ: C_VC_C = 114 – 20,5 = 93,5cm

b) f_k = - OC_V = -114cm --> D_k = 1/f_k = -1/1,14 ≈ -0,88dp

c) Điểm gần nhất N được xác định bởi:

\(\frac{1}{{ON}} = \frac{1}{{20,5}} - \frac{1}{{114}} \Rightarrow ON = \frac{{114.20,5}}{{114 - 20,5}} \approx 25cm\)

Bài 31.14 trang 86 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

Mắt của một người có điểm cực viễn và cực cận cách mắt lần lượt là 0,5 m và 0,15 m.

a) Người này bị tật gì vể mắt ?

b) Phải ghép sát vào mắt thấu kính có độ tụ bao nhiêu để nhìn thấy vật đặt cách mắt 20 m không điều tiết ?

Hướng dẫn giải

a) Vì C_V là thật (trước mắt); OC_V ≠ ∞ --> Mắt cận.

b)  

\(\begin{array}{l}
\frac{1}{{{f_k}}} = \frac{1}{d} + \frac{1}{{d'}} = \frac{1}{{2000}} - \frac{1}{{50}} \Rightarrow {f_k} = \frac{{50.2000}}{{ - 1950}} = - 51,3cm\\
{D_k} = \frac{1}{{{f_k}}} = - \frac{1}{{0,513}} \approx 1,95dp
\end{array}\)

Bài 31.15 trang 87 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

Một người đứng tuổi nhìn rõ được các vật ở xa. Muốn nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 27 cm thì phải đeo kính + 2,5 dp cách mắt 2 cm.

a) Xác định các điểm C_c và C_v của mắt.

b) Nếu đeo kính sát mắt thì có thể nhìn rõ các vật ở trong khoảng nào ?

Hướng dẫn giải

a) Vì C_V--> ∞  \( \Rightarrow {f_k} = \frac{1}{{{D_k}}} = \frac{1}{{2,5}} = 0,4m = 40cm\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}
\frac{1}{{O'N}} - \frac{1}{{O'{C_C}}} = \frac{1}{{{f_k}}} \Rightarrow \frac{1}{{O'{C_C}}} = \frac{1}{{25}} - \frac{1}{{40}}\\
\Rightarrow O'{C_C} = \frac{{25.40}}{{40 - 25}} = \frac{{200}}{3}cm
\end{array}\)

Vậy  

\(O{C_C} = \frac{{200}}{3} + 2 = \frac{{206}}{3} \approx 68,6cm\)

b) Tiêu cự của thấu kính tương đương với hệ (mắt + kính):

\(\frac{1}{f} = \frac{1}{{{f_{mat}}}} + \frac{1}{{{f_k}}}\)

Khoảng phải tìm giới hạn bởi M và N xác định như sau:

\(M\xrightarrow{{(mat + kinh)}}M' \equiv V\) * Có kính:   \(\frac{1}{{OM}} + \frac{1}{{OV}} = \frac{1}{{{f_{max}}}} + \frac{1}{{{f_k}}}\) * Không kính: \(\begin{gathered} \frac{1}{{O{C_V}}} + \frac{1}{{OV}} = \frac{1}{{{f_{max}}}} \hfill \\ \Rightarrow \frac{1}{{OM}} - \frac{1}{{O{C_V}}} = \frac{1}{{{f_k}}};(O{C_V} \to \infty ) \hfill \\ \Rightarrow OM = {f_k} = 40cm \hfill \\ \end{gathered} \)

\(N\xrightarrow{{(mat + kinh)}}N' \equiv V\) * Có kính:   \(\frac{1}{{ON}} + \frac{1}{{OV}} = \frac{1}{{{f_{\min }}}} + \frac{1}{{{f_k}}}\) * Không kính: \(\begin{gathered} \frac{1}{{O{C_C}}} + \frac{1}{{OV}} = \frac{1}{{{f_{\min }}}} \hfill \\ \Rightarrow \frac{1}{{ON}} - \frac{1}{{O{C_C}}} = \frac{1}{{{f_k}}} \hfill \\ \Rightarrow ON = \frac{{{f_k}.O{C_C}}}{{{f_k} + O{C_C}}} \approx 25,3cm \hfill \\ \end{gathered} \)

Bài 31.16 trang 87 Sách bài tập (SBT) Vật lý 11

Mắt của một người cận thị có điểm C_v cách mắt 20 cm.

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

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 ?

Hướng dẫn giải

a) f_k = -OC_V = -20cm

D­_k = 1/f_k = -1/0,2 = -5 dp.

b) 

\(\begin{gathered}
\frac{1}{{O'A}} - \frac{1}{{O'{C_V}}} = \frac{1}{{f{'_k}}} \hfill \\
\Rightarrow \frac{1}{{40 - x}} - \frac{1}{{20 - x}} = - \frac{1}{{15}} \hfill \\
\end{gathered} \)

Giải: x = 10cm (Hình 31.2G)