Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
MỤC LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 18
A. MỞ ĐẦU
Có thể nói vật lý là môn khoa học có nhiều ứng dụng trong thực tế và trong
đời sống cũng như trong khoa học kĩ thuật.
Tuy nhiên có rất nhiều vấn đề mà học sinh cũng như mọi người còn thảo luận
khó hiểu. Một trong những vấn đề đó là bài toán về mắt và các dụng quang
học hổ trợ cho mắt. Đây là một bài toán vừa mang tính trừu tượng, vừa mang
tính ứng dụng thực tế. Đa số học sinh của chúng ta vướng mắc khi giải bài
toán về mắt và các dụng cụ quang học hổ trợ cho mắt.
Với việc giảng dạy trong thực tế tôi thấy học sinh chưa hiểu sâu về các bài
toán này, để khắc phục một phần nào đó tôi có đưa ra một số luận điểm của cá
nhân qua chương trình giảng dạy, với mong muốn học sinh tiếp cận vấn đề
này một cách tốt hơn.
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
- Mắt là một vấn đề rất thưc tế mà học sinh cũng như mọi người quan
tâm. Bởi vì mắt không chỉ đơn thuần là một khái niệm như các nhà thơ, nhà
văn từng miêu tả, về phương diện vật lí mà nói mắt là một bài toán mang tính
trừu tượng đối với học sinh.
- Về phương diện quang học mắt là “một máy ảnh sống” các bài toán
về mắt đặc biệt là cách sửa tật của mắt và các dụng cụ quang học bổ trợ cho
mắt học sinh thấy khó hiểu, trừu tượng.
- Việc nắm vững kiến thức về phương diện quang học của mắt và các
dung cụ quang học bổ trợ cho mắt, và đặc biệt là hoàn thành được các bài
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
1
Trang
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
toán về nó là một điểm phát huy khả năng tư duy,tính tích cực học tập của học
sinh.
- Mắt là một hệ gồm nhiều môi trường trong suất tiếp giáp nhau bằng các mặt
cầu.
- Thấu kính mắt có vai trò như vật kính.
- Màng lưới có vai trò như phim.
- Khoảng cách từ thấu kính mắt đến màng lưới OV có giá trị nhất định
d’(không đổi).
- Vì d’ cố định với mỗi mắt do đó để nhìn được các vật có vị trí khác nhau đặt
trước mắt thì mắt cần điều tiết nghĩa là mắt phải thay đổi độ cong của thấu
kính mắt(thể thuỷ tinh) và do đó thay đổi tiêu cự để sao cho ảnh của các vật
ấy vẫn được tạo ra ở màng lưới.
Trong quá trình điều tiết: Mắt
Sơ đồ tạo ảnh qua mắt: AB A’B’
d d’
Ta luôn có:
f
1
'd
1
d
1
=+
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
3
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
- d’ = 0V (khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến võng mạc không đổi, V là
võng mạc).
- Khi vật lùi ra xa mắt d tăng f tăng thuỷ tinh thể xẹp xuống( độ
tụ thuỷ tinh thể giảm) .
- Khi vật lùi lại gần mắt d giảm f giảm thuỷ tinh thể phồng lên(độ
α
Min
= 1’
Ví dụ : Một người mắt cận đeo sát mắt kính -2dp thì nhìn rõ vật ở vô cực
mà không phải điều tiết. Điểm cực cận khi không đeo kính cách mắt 10 cm.
Khi đeo kính mắt nhìn thấy được điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu ?
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
4
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
A. 12,5 cm. B. 20 cm. C. 25 cm. D. 50 cm.
II. CÁC TẬT CỦA MẮT
1. Tật cận thị
+ Mắt cận thị có độ tụ lớn hơn độ tụ của mắt bình thường (là mắt khi không
điều tiết tiêu điểm của thủy tinh nằm trước võng mạc).
+ f
max
< OV
+ Khoảng cách OC
v
hữu hạn. Điểm C
c
gần mắt hơn bình thường.
+ Mắt cận có thể do bẩm sinh hoặc do đọc sách nhiều ở chỗ không đủ ánh
sáng hoặc đọc sách quá gần.
+ Để khắc phục tật cận thị bằng cách đeo thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp
sao cho có thể nhìn được vật ở vô cực không phải điều tiết.
Sơ đồ tạo ảnh khi đeo kính:
Kính Mắt
AB –––––––––––––> A
1
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Dấu "-" chỉ ảnh A
1
B
1
qua thấu kính là ảnh ảo và l là khoảng cách từ mắt đến
kính.
VD1: Một học sinh có điểm cực viễn và cực cận cách mắt lần lượt là 50cm và
12 cm.
a. Mắt học sinh bị tật gì ? Vì sao ?
b. Để học sinh này đọc sách đặt cách mắt 27cm ở trạng thái mắt điều tiết tối
đa thì học sinh đeo thấu kinh có độ tụ bằng bao nhiêu ? Biết kính đeo cách
mắt 2cm.
Giải
a. Mắt học sinh bị tật cận thị vì điểm cực viễn có giới hạn (OC
v
= 50cm) và
điểm cực cận gần mắt hơn bình thường.
b. Học sinh đọc sách đặt cách mắt 27cm (d = 25cm vì cách kính 25cm) ở
trạng thái mắt điều tiết tối đa. Do đó ảnh hưởng của cuốn sách qua kính phải
nằm ở điểm cực cận của mắt hay d' = - (OC
c
- l) = - 10cm.
Thấu kính phải đeo có độ tụ là:
Thay số: d = 25cm = 0.25m
d' = -10cm = - 0,1m
Ta được: D =
dp6,0
)1,0.(25,0
1,025,0
sinh phải đeo có độ tụ bằng bao nhiêu ? Biết kính đeo sát mắt.
Giải
a. Mắt học sinh bị tật cận thị vì điểm cực viễn có giới hạn (OC
v
= 50cm) và
điểm cực cận gần mắt hơn bình thường.
b. Học sinh nhìn vật ở vô cùng mắt không phải điều tiết thì ảnh của vật phải
nằm ở cực viễn của mắt hay d' = - (OC
v
- l).
Áp dụng công thức:
'
111
ddf
D +==
Vì d = ∞ > d' = f hay f = - (OC
v
- l) = -50cm = -0,5 m
Vậy
dp
f
D 2
5,0
11
−=
−
==
Học sinh phải đeo thấu kính phân kì có độ tụ
D = - 2dp
Cách thực hiện này thường được áp dụng ngoài thực tế.
không nhìn thấy do đó để nhìn được AB ở gần mắt thì ảnh của vật qua kính
phải nằm ở điểm cực cận tức d' = -(OC
c
- l) hoặc có thể lớn hơn OC
c
.
Ví dụ: Mắt của một người có tiêu cự của thể thủy tinh là 18 mm. Khi không
điều tiết.
a, Khoảng cách từ quang tâm đến vừng 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
mà không phải điều tiết( kính ghép sát mắt).
Giải
a, f
axm
> 0V : mắt viễn.
b,
1
k
f
=
1
0V
-
ax
1
m
f
⇒
III. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC HỖ TRỢ CHO MẮT
1. Nhìn chung các dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt
+ Các dụng cụ điều có tác dụng tạo ảnh với góc trông lớn hơn góc trông vật
nhiều lần. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng này là độ bội giác G:
00
tan
tan
α
α
α
α
≈=G
Trong đó: α là góc trông ảnh qua kính.
α
0
là góc trông vật có giá trị lớn nhất được xác định trong
từng trường hợp (phụ thuộc vào mắt từng người).
+ Dụng cụ gồm 2 nhóm chính:
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
9
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
- Các dụng cụ quan sát các vật nhỏ gồm kính lúp, kính hiển vi
- Các dụng cụ quan sát các vật ở xa gồm kính thiên văn, ống nhòm,
2. Kính lúp
a. Cấu tạo: Kính lúp được cấu tạo bởi một thấu kính hội tụ (hay 1 hệ ghép
tương đương với một thấu kính hội tụ) có tiêu cự nhỏ (vài centimet).
b. Cách ngắm chừng qua kính lúp
+ Khi quan sát một vật nhỏ qua kính lúp mắt nhìn ảnh ảo của vật đó qua kính.
Muốn thế, vật phải đặt trong khoảng cách từ quang tâm O của kính đến tiêu
A
C
c
•
F'
• •
F
O
B
A
B'
A'
Kính
Mắt
Hình 2
Hình 1
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Tanα =
ld
BA
lOA
BA
+
=
+ '
''
'
''
l: khoảng cách từ mắt đến kính lúp.
Do đó:
d': là khoảng cách từ ảnh A'B' đến kính lúp.
Và d' = - (OC
c
- l)
Ví dụ 3:
Một người cận thị có điểm cực cận cách mắt 10cm. Người này dùng kính lúp
để quan sát một vật nhỏ đặ trước kính. Mắt đặt cách kính 5cm, tiêu cự của
kính f = 5cm. Tính độ bội giác của kính khi người ấy ngắm chừng ở điểm cực
cận.
Giải:
Sơ đồ tạo ảnh
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
11
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Kính
AB ––––––––––> A'B'
d d' = - (OC
c
- l)
Khi ngắm chừng ở điểm cực cận: d' = - (OC
c
- l)
= -5cm
Áp dụng công thức:
'
111
ddf
+=
và k = -
Ví dụ 4: Một kính lúp có tiêu cự 4cm. Một người cận thi quan sát vật nhỏ qua
kính lúp (mắt đặt cách kính 5cm) trên. Tính độ bội giác của ảnh khi người đó
ngắm chừng ở điểm cực viễn. Biết điểm cực viễn và cực cận của người ấy
cách mắt lần lượt là 105cm và 15cm.
Giải:
Sơ đồ tạo ảnh:
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
12
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Kính
AB ––––––––––––> A'B'
d d' = - (OC
v
- l)
Khi ngắm chừng ở điểm cực viễn:
d' = - (OC
v
- l) = -100cm
=> K
v
=
f
df '−
=
4
104
4
1004
=
+
như kính lúp. Với lưu ý: Kính thiên văn và kính hiển vi trái ngược nhau, tuy
nhiên việc tính toán về số bội giác và phạm vi ngắm chừng cần giải tốt bài
toán về hệ số kính, mắt.
4. Các bài tập luyện tập
Bài 1: Một người cận thị về già có điểm cực cận cách mắt 0,4m. Để có
thể đọc sách cách mắt 20cm khi mắt điều tiết tối đa, người ấy đeo sát mắt một
kính có độ tụ bằng bao nhiêu ?
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
13
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Đáp số: 2,5dp.
Bài 2: Một người bình thường có điểm cực cận cách mắt 25cm quan sát
một vật nhỏ qua kính lúp có tụ số 10dp. Kính sát mắt. Tính độ bội giác của
kính khi người ấy ngắm chừng ở cực cận.
Đáp số: 3,5.
Bài 3: Một người viễn thị có điểm cực cận cách mắt 40cm. Nếu người
này đeo kính có độ tụ +5/3 điốp thì nhìn được vật ở gần nhất là bao nhiêu ?
Đáp số: 24cm.
Bài 4: Một người có mắt không tật dùng một kính lúp có tiêu cự 2,5cm,
không điều tiết. Khoảng nhìn rõ ngắn nhất của mắt là 25cm. Tính khoảng
cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật mà mắt còn phân biệt được. Năng suất
phân li của mắt là
ε
= 1' = 3.10
-4
rad.
Đáp số: 7,5 . 10
-4
cm
Bài 5: Một kính thiên văn có tiêu cự của vật kính, thị kính lần lượt là f
Đáp số: Trước vật kính 1,06cm
VI. KẾT QUẢ
Lớp
HS được kiểm tra
(em)
Xếp loại chất lượng
Giỏi Khá
Trung
bình
Yếu
SL % SL % SL % SL %
11B
1
38 1 2,6 13 34 15 63,4 0 0
11B
2
44 1 2,3 12 27 22 70,7 0 0
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
15
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
C. Ý KIẾN ĐỀ XUẤT
Với việc giảng dạy trong thực tế tôi thấy học sinh chưa hiểu sâu về các bài
toán này, để khắc phục một phần nào đó tôi có đưa ra một số luận điểm của cá
nhân qua chương trình giảng dậy, với mong muốn học sinh tiếp cận vấn đề
này một cách tốt hơn.
Với thực tế giảng dạy và kết quả đã thử nghiệm tôi thấy kết quả thật khả
quan. Do vậy, cá nhân tôi mong rằng việc giảng dạy với những kinh nghiệm
trên sẽ đem đến một phần nào đó sự bổ ích cho đồng nghiệp, cũng như đối
với học sinh thân yêu.
Rất mong sự quan tâm góp ý của đồng nghiệp . Cuối cùng tôi mong muốn
QUANG HỌC BỔ TRỢ CHO MẮT
Người thực hiện: Nguyễn Thị Hằng
Đơn vị trung tâm GDTX Thiệu Hoá
Thiệu Hoá, tháng 5 năm 2013