BÀI 48. MẮT
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Cấu tạo của mắt
+ Mắt là một giác quan giúp ta nhìn thấy được các vật trước mắt.
+ 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 võng mạc.
- Thể thủy tinh đóng vai trò như vật kính trong máy ảnh
- Màng lưới có tác dụng như màn hứng ảnh, ảnh của vật mà ta nhìn hiện trên màng lưới.
3. Sự điều tiết của mắt
+ Khi nhìn rõ một vật thì ảnh của vật đó sẽ hiện rõ nét trên màng lưới. Cơ vòng đỡ thể thủy tinh đã phải co dãn một chút khiến thể thủy tinh phồng lên hoặc dẹt lại và làm thay đổi tiêu cự của thể thủy tinh, quá trình này được gọi là sự điều tiết của mắt. Sự điều tiết xảy ra hoàn toàn tự nhiên.
4. Điểm cực cận và điểm cực viễn
+ Điểm cực viễn (kí hiệu là Cv): là điểm xa mắt nhất mà khi có vật ở đó, mắt không điều tiết có thể nhìn rõ vật.Khoảng cách từ mắt đến điểm cực viễn được gọi là khoảng cực viễn.
+ 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.
+ 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.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Cấu tạo và sự tạo ảnh của mắt
+ Với những câu hỏi lí thuyết, các em cần nắm vững được cấu tạo và đặc điểm sự tạo ảnh của mắt để trả lời câu hỏi.
+ Với những bài tập tính toán liên quan đến sự tạo ảnh, các bước làm của chúng ta tương tự như bài toán quang hình học (bản chất là bài toán tạo ảnh bởi thấu kính hội tụ). Chú ý rằng tiêu cự của thể thủy tinh có thể thay đổi, nhưng khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới (khoảng cách từ thấu kính đến ảnh) là không thay đổi.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 128 SGK Vật Lí 9):
Nêu những điểm giống nhau về cấu tạo giữa con mắt và máy ảnh. Thủy tinh thể đóng vai trò như bộ phận nào trong máy ảnh? Phim trong máy ảnh đóng vai trò như bộ phận nào trong con mắt?
Trả lời:
Về phương diện quang học, mắt giống như một máy ảnh, tạo ra ảnh thật, nhỏ hơn vật trên võng mạc.
- Thể thủy tinh đóng vai trò như vật kính trong máy ảnh
- Màng lưới có tác dụng như màn hứng ảnh, ảnh của vật mà ta nhìn hiện trên màng lưới.
Câu C2 (trang 129 SGK Vật Lí 9):
Ta đã biết, khi vật nằm càng xa thấu kính hội tụ thì ảnh thật của vật nằm càng gần tiêu điểm của thấu kính. Vậy em hãy cho biết tiêu cự của thể thủy tinh khi mắt nhìn các vật ở xa và các vật ở gần dài, ngắn khác nhau như thế nào? Biết rằng khoảng cách từ thể thủy tinh của mắt đến màng lưới là không thay đổi và ảnh của vật luôn hiện rõ nét trên màng lưới (hình 48.2).
Trả lời:
Quá trình tạo ảnh của thể thủy tinh được mô phỏng bằng hình vẽ sau:
+ Hai tam giác ABO và A1B1O đồng dạng với nhau, ta có:
\(\frac{{{A}_{1}}{{B}_{1}}}{AB}=\frac{O{{A}_{1}}}{OA}\Rightarrow {{A}_{1}}{{B}_{1}}=AB.\frac{O{{A}_{1}}}{OA}\)
Vì AB và OA1 không đổi nên nếu OA lớn thì ảnh A1B1 nhỏ và ngược lại.
+ Hai tam giác OIF1 và A1B1F1 đồng dạng với nhau nên ta có:
\(\frac{{{A}_{1}}{{B}_{1}}}{OI}=\frac{{{A}_{1}}{{B}_{1}}}{AB}=\frac{{{F}_{1}}{{A}_{1}}}{O{{F}_{1}}}=\frac{O{{A}_{1}}-O{{F}_{1}}}{O{{F}_{1}}}=\frac{O{{A}_{1}}}{O{{F}_{1}}}-1\Rightarrow \frac{O{{A}_{1}}}{O{{F}_{1}}}=\frac{{{A}_{1}}{{B}_{1}}}{AB}+1\)
Vì OA1 và AB không đổi, nên nếu A1B1 nhỏ thì OF1 lớn và ngược lại. Kết quả là OA càng lớn thì A1B1 càng nhỏ, OF1 càng lớn và ngược lại. Nghĩa là khi nhìn các vật ở càng xa thì tiêu cự của mắt càng lớn, khi nhìn các vật càng gần thì tiêu cự của mắt càng nhỏ.
Câu C5 (trang 130 SGK Vật Lí 9):
Một người đứng cách một cột điện 20 m. Cột điện cao 8 m. Nếu coi khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới của mắt người ấy là 2 cm thì ảnh của cột điện trên màng lưới sẽ cao bao nhiêu xentimet?
Trả lời:
Quá trình tạo ảnh của thể thủy tinh được mô phỏng bằng hình vẽ sau: (coi màn PQ như màng lưới trên võng mạc của mắt).
Kí hiệu cột điện là AB, ảnh của cột điện trên màng lưới là A’B’, thể thủy tinh của mắt đặt tại O.
Ta có: AO = 20 m = 2000 cm; A’O = 2 cm; AB = 8 m = 800 cm.
Xét hai tam giác đồng dạng là: ΔA’B’O và ΔABO ta có:
\(\frac{{A}'{B}'}{AB}=\frac{{A}'O}{AO}\Rightarrow {A}'{B}'=AB.\frac{{A}'O}{AO}=800.\frac{2}{2000}=0,8\,cm.\)
Vậy chiều cao của cột điện trên màng lưới là 0,8 cm.
Câu C6 (trang 130 SGK Vật Lí 9):
Khi nhìn một vật ở điểm cực viễn thì tiêu cự của thể thủy tinh sẽ dài hay ngắn nhất? Khi nhìn một vật ở điểm cực cận thì tiêu cự của thể thủy tinh sẽ dài hay ngắn nhất ?
Trả lời:
Áp dụng kết quả thu được ở câu C2. Ta được:
- Khi nhìn một vật ở điểm cực viễn thì tiêu cự của thể thủy tinh dài nhất.
- Khi nhìn một vật ở điểm cực cận thì tiêu cự của thể thủy tinh ngắn nhất.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 9 bài mắt do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.