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 toán về nó là một điểm
phát huy khả năng tư duy,tính tích cực học tập của học sinh.
- Thấy rõ được điều đó tôi mạnh dạn đưa nội dung trên làm đề tài tham khảo cho học
sinh, quý thầy cô giảng dạy.
II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
1. Về kiến thức
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
1
Trang
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Trong quá trình điều tiết: Mắt
Sơ đồ tạo ảnh qua mắt: AB A’B’
d d’
Ta luôn có:
§
- 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 tụ thuỷ tinh thể tăng
lên).
- Khi mắt ở trạng thái không điều tiết, tiêu cự của thuỷ tinh thể lớn nhất( độ tụ bé
nhất) fMAX .
Vật càng lại gần mắt, mắt càng phải điều tiết nghĩa là các cơ đỡ làm thuỷ tinh thể phồng
lên để giảm bán kính cong, do đó tiêu cự thuỷ tinh thể giảm. Mắt ở trạng thái điều tiết tối
đa khi đó tiêu cự của mắt nhỏ nhất fMIN .
- Điểm xa nhất nằm trên trục chính của mắt mà mắt còn nhìn thấy nó gọi là điểm cực viễn
CV của mắt. Mắt không có tật điểm cực viễn ở vô cực.
- Điểm gần nhất nằm trên trục chính của mắt mà mắt còn nhìn thấy nó gọi là điểm cực cận
CC của mắt. Mắt không có tật khoảng cách từ thuỷ tinh thể đến điểm cực cận 0CC = Đ
( thường cỡ 25 cm).
- Khoảng cách giữa điểm cực cận và điểm cực viễn của mắt gọi là khoảng nhìn rõ của mắt.
- Để mắt có thể phân biệt được hai điểm A và B (thuộc vật nhỏ AB) thì góc trông vật
không thể nhỏ hơn một giá trị tối thiểu gọi là năng suất phân li § của mắt:
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
f
1
'd
1
d
1
αα
4
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Dấu "-" chỉ ảnh A1B1 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 (OCv = 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' = - (OCc - l) = - 10cm.
Thấu kính phải đeo có độ tụ là:
Thay số: d = 25cm = 0.25m
d' = -10cm = - 0,1m
Ta được: D = §
Vậy học sinh phải đeo thấu kính phân kì có độ tụ D = - 0,6dp
Cách thực hiện ở trên ít được áp dụng ở ngoài thực tế.
Khi ngắm chừng ở điểm cực viễn (mắt không phải điều tiết) thì ảnh A1B1 qua kính nằm ở
điểm cực viễn của mắt hay d' = - (OCv - l)
VD2: 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 nhìn được vật ở vô cùng mà không điều tiết thì thấu kính học sinh phải đeo có độ tụ
bằng bao nhiêu ? Biết kính đeo sát mắt.
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
dp6,0
)1,0.(25,0
1,025,0
+ Điểm cực cận Cc xa mắt hơn mắt bình thường.
+ Người viễn thị điều tiết mắt (giảm tiêu cự) có thể nhìn thấy được các vật ở xa.
+ Để khắc phục tật viễn thị, người viễn thị đeo kính hội tụ để nhìn rõ các vật ở gần như
mắt bình thường.
So đồ tạo ảnh khi đeo kính:
Kính Mắt
AB –––––––––> A1B1 ––––––––––> A2B2 ( A'B'
d d' a OV
d; d'; a và OV như ở trên mục 1.
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
'
111
ddf
D +==
dp
f
D 2
5,0
11
−=
−
==
6
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Do người viễn thị có thể nhìn được các vật ở vô cực, còn các vật ở gần mắt thì 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' = -(OCc - l) hoặc có thể lớn hơn OCc.
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
⇒
axm
f
15.18
18 15−
1
k
f
≈
7
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
lượng đặc trưng cho tác dụng này là độ bội giác G:
§
Trong đó: ( là góc trông ảnh qua kính.
(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:
- 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 điểm vật chính F.
+ Ngoài ra ảnh của vật qua kính phải nằm trong giới hạn nhìn rõ của mắt.
+ Như vậy ta phải điều chỉnh vật trước kính hoặc xê dịch kính trước vật. Nếu ảnh ở một vị
trí xác định gọi là ngắm chừng ở vị trí đó.
+ Để quan sát trong 1 thời gian dài ta thường ngắm chừng ở điểm cực viễn để mắt không bị
mỏi.
G = §
* Khi ngắm chừng ở điểm cực
cận.
Ta có: § + l = OCc
Do đó: Gc = Kc = -§
Với d: là khoảng cách từ vật AB đến kính lúp.
d': là khoảng cách từ ảnh A'B' đến kính lúp.
Và d' = - (OCc - 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
Kính
AB ––––––––––> A'B'
d d' = - (OCc - l)
Khi ngắm chừng ở điểm cực cận: d' = - (OCc - l)
= -5cm
Áp dụng công thức:
§ và k = - §
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
ld
BA
lOA
BA
+
=
+ '
''
B
A
C
c
•
F'
• •
F
O
B
A
B'
A'
Kính
Mắt
Hình 2
Hình 1
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
Suy ra: Gc = Kc = §
Thay số:
Gc = § = 2
* Khi ngắm chừng ở cực viễn( mắt cận)
Ta có: § + l = OCv
Do đó: Gv = KV.§
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:
Kính
v
c
OC
OC
21
26
105
5
.
4
104
=
f
§
==∞
f
OC
G
c
10
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa
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 ?
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
Giỏi Khá Trung bình Yếu
SL % SL % SL % SL %
11B1 38 1 2,6 13 34 15 63,4 0 0
11B2 44 1 2,3 12 27 22 70,7 0 0
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
12
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 chương trình
giảng dạy theo cách trình bày của tôi ở trên sẽ được áp dụng vào trong thực tế bài dạy của
giáo viên.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thiệu Hoá, ngày 25 tháng 3 năm 2013
Người thực hiện
Nguyễn Thị HằngTÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hỏi đáp về những hiện tượng Vật lý, tập IV (phần quang học) - NXB Khoa học
và kỹ thuật. Tác giả : Ngô Quốc Quýnh, Nguyễn Đức Minh.
Sáng kiến kinh nghiệm Năm học 2012-2013
13
Nguyễn Thị Hằng Trung tâm GDTX Thiệu Hóa