Công thức tính tiêu cự của mắt hay, chi tiết - Vật lý lớp 11

Công thức tính tiêu cự của mắt - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

- Mắt là một hệ gồm nhiều môi trường trong suốt tiếp giáp nhau bằng các mặt cầu.

- Từ ngoài vào trong, mắt có các bộ phận sau:

+ Giác mạc: Màng cứng, trong suốt. Bảo vệ các phần tử bên trong và làm khúc xạ các tia sáng truyền vào mắt.

+ Thủy dịch: Chất lỏng trong suốt có chiết suất xấp xỉ bằng chiết suất của nước.

+ Lòng đen: Màn chắn, ở giữa có lỗ trốnggọi là con ngươi. Con ngươi có đường kính thay đổi tự động tùy theo cường độ sáng.

+ Thể thủy tinh: Khối chất đặc trong suốt có hình dạng thấu kính hai mặt lồi.

+ Dịch thủy tinh: Chất lỏng giống chất keo loãng, lấp đầy nhãn cầu sau thể thủy tinh.

+ Màng lưới (võng mạc): tại đó tập trung đầu các sợi dây thần kinh thị giác. Ở màng lưới có điểm vàng V là nơi cảm nhận ánh sáng nhạy nhất và điểm mù không nhạy cảm với ánh sáng.

- Hệ quang học của mắt được coi tương đương một thấu kính hội tụ gọi là thấu kính mắt.

Khi nhìn các vật ở các khoảng cách khác nhau (d thay đổi) thì mắt sẽ điều tiết để thay đổi f của thấu kính mắt sao cho ảnh hiện đúng trên màng lưới.

+ Khi mắt ở trạng thái không điều tiết, tiêu cự của mắt lớn nhất (f_max, D_min).

+ Khi mắt điều tiết tối đa, tiêu cự của mắt nhỏ nhất (f_min, D_max).

2. Công thức – đơn vị đo

Với mắt người bình thường, vật sáng ở trước mắt luôn cho ảnh hiện trên võng mạc, nên tiêu cự của thể thủy tinh được xác định bằng công thức:

$\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{OV}\Rightarrow \mathrm{f}=\frac{d.OV}{d+OV}$

3. Mở rộng

- Với mắt có tật cận thị

+ Chùm tia sáng song song truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ ở một điểm trước màng lưới.

+ f_max<OV.

- Với mặt có tật viễn thị

+ chùm tia sáng song song truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ ở một điểm sau màng lưới.

+ f_max >OV.

4. Bài tập ví dụ

Bài 1:

Bài giải

Khi mắt nhìn vật ở xa vô cùng thì mắt không cần điều tiết, nên ta có

$\frac{1}{f_{\max }}=\frac{1}{\infty }+\frac{1}{OV}\Rightarrow {\mathrm{f}}_{\max }=OV=2,5_{}\left(cm\right)$

Khi mắt nhìn vật ở điểm cực cận, cách măt 25 cm, mắt cần điều tiết tối đa, ta có

$\frac{1}{f_{\min }}=\frac{1}{d}+\frac{1}{OV}\Rightarrow f_{min}=\frac{d.OV}{d+OV}=\frac{25.2,5}{25+2,5}=2,{27}_{}\left(cm\right)$

Đáp án:f_max = 2,5 cm; f_min = 2,27 cm

Bài 2:

Bài giải

Khi mắt nhìn vật ở điểm cực cận, cách mắt 25 cm, mắt cần điều tiết tối đa, ta có

$\frac{1}{f_{\min }}=\frac{1}{d}+\frac{1}{OV}\Rightarrow f_{min}=\frac{d.OV}{d+OV}=\frac{10.2,5}{10+2,5}=2_{}\left(cm\right)$

Đáp án: f = 2 cm