Bài tập về mắt cận và cách giải
Bài tập về mắt cận và cách giải
Với Bài tập về mắt cận và cách giải Vật Lí lớp 9 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí 9.
I. Lý thuyết chung về mắt
1. Cấu tạo của mắt
- Mắt là một cơ quan của cơ thể giúp chúng ta nhìn thấy mọi vật.
- Hai bộ phận quan trọng nhất của mắt là thể thủy tinh và màng lưới (còn gọi là võng mạc).
+ Thể thủy tinh có tác dụng như một thấu kính hội tụ, nó là một khối chất trong suốt và mềm, dễ dàng phồng lên hay dẹt xuống khi cơ vòng đỡ nó bóp lại hay dãn ra làm cho tiêu cự của nó thay đổi.
+ Màng lưới là một màng ở đáy mắt, tại đó ảnh của vật mà ta nhìn thấy sẽ hiện lên rõ nét. Khi có ánh sáng tác dụng lên màng lưới thì sẽ xuất hiện “luồng thần kinh” đưa thông tin về ảnh lên não.
2. So sánh mắt và máy ảnh
- Về phương diện quang học, mắt giống như một máy ảnh, tạo ra ảnh thật, nhỏ hơn vật trên màng lưới:
+ Thể thủy tinh đóng vai trò như vật kính trong máy ảnh.
+ Màng lưới có tác dụng như màn hứng ảnh.
- Tuy nhiên, ở mắt thì thể thủy tinh có thể thay đổi được tiêu cự. Còn vật kính ở máy ảnh thì không thay đổi được tiêu cự.
3. Sự điều tiết của mắt
- Khi nhìn rõ một vật thì ảnh của vật đó sẽ hiện rõ nét trên màng lưới.
- Khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới là cố định, vì vậy mắt phải điều tiết để làm thay đổi tiêu cự của thể thủy tinh. Để điều tiết, cơ vòng đỡ thể thủy tinh sẽ phải co dãn khiến thể thủy tinh phồng lên hoặc dẹt lại, làm thay đổi tiêu cự của nó. Sự điều tiết xảy ra hoàn toàn tự nhiên.
4. Điểm cực cận và điểm cực viễn của mắt
- Điểm cực cận (kí hiệu là Cc ): là điểm gần mắt nhất mà khi có vật ở đó, mắt còn có thể nhìn rõ vật (khi điều tiết tối đa). Khoảng cách từ mắt đến điểm cực cận được gọi là khoảng cực cận.
- Điểm cực viễn (kí hiệu là Cv ): là điểm xa mắt nhất mà khi có vật ở đó, mắt không phải điều tiết mà vẫn có thể nhìn rõ vật. Khoảng cách từ mắt đến điểm cực viễn được gọi là khoảng cực viễn.
- Mắt chỉ có thể nhìn rõ các vật trong khoảng từ điểm cực cận đến điểm cực viễn của mắt. Khoảng cách từ điểm cực cận đến điểm cực viễn gọi là giới hạn nhìn rõ của mắt.
- Mắt bình thường của con người có khả năng nhìn rõ từ khoảng cách 20 cm cho đến vô cùng.
II. Các dạng bài tập
Dạng 1. Bài tập về mắt cận
1. Lý thuyết liên quan tới mắt cận và cách khắc phục
1.1. Những biểu hiện của tật cận thị
- Điểm cực viễn Cv của mắt cận ở gần hơn so với mắt bình thường.
- Khi không điều tiết thì mắt cận có thể nhìn rõ những vật ở gần nhưng không nhìn rõ được những vật ở xa.
Ví dụ: Khi đọc sách phải đặt sách gần mắt hơn bình thường; ngồi dưới lớp nhìn chữ viết trên bảng thấy mờ;…
1.2. Cách khắc phục tật cận thị
Cách 1: Phẫu thuật giác mạc làm thay đổi độ cong của giác mạc.
Cách 2: Đeo kính cận để có thể nhìn rõ những vật ở xa. Kính cận là thấu kính phân kì. Kính cận thích hợp có tiêu điểm F trùng với điểm cực viễn (Cv) của mắt:
2. Phương pháp giải
- Vẽ hình minh họa sự tạo ảnh và xác định các đại lượng đề bài đã cho và cần tính.
- Sử dụng các kiến thức hình học để tính các đại lượng đề bài yêu cầu.
- Đối với những bài tập chỉ đề cập đến các dữ kiện liên quan đến kính cận thì ta giải bài tập đó giống với những bài tập về thấu kính phân kì.
Áp dụng công thức thấu kính phân kì:
- Đối với những bài tập liên quan đến cả các dữ kiện về mắt, thì ta có thể chia bài toán thành hai giai đoạn:
+ Giai đoạn tạo ảnh ảo của vật bằng kính cận (TKPK)
Áp dụng công thức thấu kính phân kì: 
+ Giai đoạn mắt “nhìn” ảnh ảo tạo bởi kính cận (Tạo ảnh thật trên màng lưới bằng TKHT)
Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh thật: 
3. Ví dụ
Ví dụ 1: Một người cận thị phải đeo kính với tiêu cự 100 cm. Hỏi khi bỏ kính ra thì người đó có thể nhìn được rõ ở khoảng cách tối đa là bao nhiêu?
Lời giải: Kính cận thích hợp có tiêu cự bằng với điểm cực viễn Cv của mắt
=> Khi bỏ kính thì người đó nhìn được rõ ở khoảng cách tối đa 100 cm.
Ví dụ 2: Khoảng nhìn thấy của một mắt là từ 18 cm đến 50 cm. Biết khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới là 2 cm. Tìm khoảng tiêu cự của mắt đó.
Lời giải:
Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh thật: 
Theo giả thiết,d' = 2 cm
+ Tại cực viễn của mắt: 
=> 
+ Tại cực cận của mắt: 
=> fc = 1,8cm
Vậy khoảng tiêu cự của mắt đó là fc ≤ f ≤ fv hay 1,8(cm) ≤ f ≤ 1,923(cm)