Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 trang 203 sgk Vật Lí 11

Nội Dung

Hướng dẫn giải Bài 31. Mắt sgk Vật Lí 11. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 trang 203 sgk Vật Lí 11 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 11, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

I – Cấu tạo quang học của mắt

a) Giác mạc (màng giác): Lớp màng cứng trong suốt có tác dụng bảo vệ cho các phần tử phía trong và làm khúc xạ các tia sáng truyền vào mắt.

b) Thủy dịch: chất lỏng trong suốt có chiết suất xấp xỉ bằng chiết xuất của nước.

c) Lòng đen: Màn chắn, ở giữa có lỗ trống để điều chỉnh chùm sáng đi vào trong mắt. Lỗ trống này gọi là con ngươi. Con ngươi có đường kính thay đổi tự động tùy theo cường độ ánh sáng.

d) Thể thủy tinh: khối chất đặc trong suốt, có hình dạng thấu kính hội tụ hai mặt lồi.

e) Dịch thủy tinh: chất lỏng, lấp đầy nhãn cầu phía sau thể thủy tinh.

f) Màng lưới (võng mạc): lớp mỏng tại đó tập trung đầu các sợi thần kinh thị giác.

Ở màng lưới có một chỗ rất nhỏ màu vàng là nơi cảm nhận ánh sáng nhạy nhất được gọi là điểm vàng V.

– Khi mắt nhìn một vật, ảnh thật của vật được tạo ra ở màng lưới. Năng lượng ánh sáng thu nhận ở đây được chuyển thành tín hiệu thần kinh và truyền tới não, gây ra cảm nhận hình ảnh. Do đó mắt nhình thấy vật.

– Ở màng lưới có một vị trí tại đó, các sợi thần kinh đi vào nhãn cầu. Tại vị trí này, màng lưới không nhạy cảm với ánh sáng. Đó là điểm mù.

II – Sự điều tiết của mắt. Điểm cực viễn. Điểm cực cận.

Khoảng cách từ thấu kính mắt đến màng lưới (điểm vàng) OV có giá trị nhất định d’. Tiêu cự f của thấu kính (thể thủy tinh) có thể thay đổi để mắt có thể nhìn thấy vật ở các vị trí khác nhau.

1. Sự điều tiết

Điều tiết là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của mắt để cho ảnh của các vật ở cách mắt những khoảng khác nhau vẫn được tạo ra ở màng lưới.

Việc này được thực hiện nhờ các cơ vòng của mắt. Khi bóp lại, các cơ này làm thể thủy tinh phồng lên, giảm bán kính cong, do đó tiêu cự của mắt giảm.

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

+ Khi các cơ mắt bóp tối đa, mắt ở trạng thái điều tiết tối đa và tiêu cự của mắt nhỏ nhất.

2. Điểm cực viễn. Điểm cực cận.

Khi mắt không điều tiết, điểm trên trục của mắt mà ảnh được tạo ra ngay tại màng lưới gọi là điểm cực viễn C_v (hay viễn điểm) của mắt. Đó cũng là điểm xa nhất mà mắt có thể nhìn rõ. Đối với mắt không có tật, điểm cực viễn ở xa vô cùng (vô cực).

Khi mắt điều tiết tối đa, điểm trên trục của mắt mà ảnh còn được tạo ra ở ngay tại màng lưới gọi là điểm cực cận C_c (hay cận điểm) của mắt. Đó cũng là điểm gần nhất mà mắt còn nhìn rõ. Càng lớn tuổi điểm cực cận càng lùi ra xa mắt.

Khoảng cách giữa điểm cực viễn và điểm cực cận gọi là khoảng nhìn rõ của mắt. Các khoảng cách OC_v và Đ = OC_c từ mắt tới các điểm cực viễn và cực cận cũng thường được gọi tương ứng là khoảng cực viễn, khoảng cực cận.

III – Năng suất phân li của mắt

Năng suất phân li của mắt là góc nhìn nhỏ nhất (góc trông vật AB) mà mắt còn phân biệt rõ hai điểm A và B.

Để mắt có thể nhìn thấy một vật thì góc trông vật không thể nhỏ hơn một giá trị tối thiểu gọi là năng suất phân li ε của mắt.

Mắt bình thường: ε = α_min ≈ 1′

IV – Các tật của mắt và cách khắc phục

1. Mắt cận và cách khắc phục

a) Mắt cận có độ tụ lớn hơn bình thường. Một chùm tia sáng song song truyền đến mắt cận sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm ở trước màng lưới.

f_max < OV

+ Khoảng cách OC_v hữu hạn.

+ Điểm C_c gần mắt hơn bình thường.

b) Tật cận thị thường được khắc phục bằng cách đeo kính phân kỳ để làm giảm bớt độ tụ của mắt

2. Mắt viễn và cách khắc phục

a) Mắt viễn có độ tụ nhỏ hơn bình thường. Một chùm tia sáng song song truyền đến mắt viễn sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm sau màng lưới (Hình 31.4)

f_max < OV

+ Mắt viễn nhìn vật ở vô cực đã phải điều tiết.

+ Điểm C_c xa mắt hơn bình thường.

b) Người viễn thị thường được khắc phục bằng cách đeo kính hội tụ để tăng thêm độ tụ của mắt. Tiêu cự của thấu kính phải có giá trị thích hợp để ảnh ảo của điểm gần nhất mà người viễn thị muốn quan sát được tạo ra tại điểm cực cận của mắt.

3. Mắt lão và cách khắc phục

a) Với hầu hết mọi người, kể từ tuổi trung niên, khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thể thủy tinh trở nên cứng hơn. Hậu quả là điểm cực cận C_c dời xa mắt. Đó là tật lão thị (mắt lão). Không nên coi mắt lão là mắt viễn. Mắt không tật, mắt cận hay mắt viễn khi lớn tuổi đều có thêm tật lão thị.

b) Để khắc phục tật lão thị, phải đeo kính hội tụ tương tự như người viễn thị.

Đặc biệt, người có mắt cận khi lớn tuổi thường phải:

+ Đeo kính phân kỳ để nhìn xa.

+ Đeo kính hội tụ để nhìn gần.

Người ta thường thực hiện loại “kính hai tròng” có phần trên phân kỳ và phần dưới hội tụ.

V – Hiện tượng lưu ảnh của mắt

Năm 1892, Platô (Plateau) – nhà vật lý người Bỉ phát hiện ra là cảm nhận do tác động của ánh sáng lên các tế bào màng lưới tiếp tục tồn tại khoảng 1/10 giây đồng hồ sau khi chùm sáng tắt. Trong thời gian 1/10 giây này ta vẫn còn “thấy” vật, mặc dù ảnh vủa vật không còn được tạo ra ở màng lưới nữa. Đó là hiện tượng lưu ảnh của mắt.

Hiện tượng này được ứng dụng trong điện ảnh. Khi chiếu phim, cứ sau 0,033 s hay 0,04 s ta lại chiếu một cảnh. Do hiện tượng lưu ảnh trên màng lưới, nên người xem có cảm giác quá trình diễn ra là liên tục.

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 199 Vật Lý 11

Góc trông một vật là gì và phụ thuộc vào các yếu tố nào? Vẽ hình góc trông Mặt Trăng hoặc Mặt Trời.

Trả lời:

Từ hình:

Góc trông vật: $tg\alpha = \dfrac{{AB}}{1}$

Α = góc trông vật; AB: kích thước vật;

l = AO = khoảng cách từ vật tới quang tâm của mắt.

Góc trông vật phụ thuộc vào các yếu tố:

+ Kích thước vật

+ Khoảng cách từ vật tới mắt.

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 200 Vật Lý 11

Hãy chứng tỏ rằng hệ ghép (mắt cận + thấu kính phân kì) có độ tụ nhỏ hơn độ tụ của mắt cận.

Trả lời:

Hệ ghép (mắt cận + thâu kính phân kì) tương đương với thấu kính có độ tụ D:

D = D_{Mắt cận}+D_TKPK

Trong đó:

D_{Mắt cận} > 0; D_TKPK < 0 ⇒ D < D_{Mắt cận}

⇒ Hệ ghép (mắt cận + thâu kính phân kì) có độ tụ nhỏ hơn độ tụ mắt cận.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 trang 203 sgk Vật Lí 11 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:

❓

1. Giải bài 1 trang 203 Vật Lý 11

Trình bày cấu tạo của mắt về phương diện quang học.

Trả lời:

– Về phương diện quang học, mắt giống như một máy ảnh, cho một ảnh thật nhỏ hơn vật trên võng mạc.

– Cấu tạo bao gồm:

+ Thủy tinh thể: Bộ phận chính: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự f thay đổi được.

+ Võng mạc: Màn ảnh, sát đáy mắt, nơi tập trung các tế bào nháy sang ở đầu các dây thần kinh thị giác; trên võng mạc có điểm vàng V rất nhạy sáng.

2. Giải bài 2 trang 203 Vật Lý 11

Trình bày các hoạt động và các đặc điểm sau của mắt:

– Điều tiết;

– Điểm cực cận;

– Điểm cực viễn;

– Khoảng nhìn rõ.

Trả lời:

– Sự điều tiết: Điều tiết là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của mắt để cho ảnh của các vật ở cách mắt những khoảng khác nhau vẫn được tạo ra ở màng lưới. Việc này được thực hiện nhờ các cơ vòng của mắt. Khi bóp lại, các cơ này làm thể thủy tinh phồng lên, giảm bán kính cong, do đó tiêu cự của mắt giảm. Khi mắt ở trạng thái không điều tiết, tiêu cự của mắt lớn nhất. Khi các cơ mắt bóp tối đa, mắt ở trạng thái điều tiết tối đa và tiêu cự của mắt nhỏ nhất.

– Khi mắt không điều tiết, điểm trên trục của mắt mà ảnh được tạo ra ngay tại màng lưới gọi là điểm cực viễn C_v (hay viễn điểm) của mắt. Đó cũng là điểm xa nhất mà mắt có thể nhìn rõ. Đối với mắt không có tật, điểm cực viễn ở xa vô cùng (vô cực).

– Khi mắt điều tiết tối đa, điểm trên trục của mắt mà ảnh còn được tạo ra ở ngay tại màng lưới gọi là điểm cực cận C_c (hay cận điểm) của mắt. Đó cũng là điểm gần nhất mà mắt còn nhìn rõ. Càng lớn tuổi điểm cực cận càng lùi ra xa mắt.

– Khoảng cách giữa điểm cực viễn và điểm cực cận gọi là khoảng nhìn rõ của mắt. Các khoảng cách OC_v và Đ = OC_c từ mắt tới các điểm cực viễn và cực cận cũng thường được gọi tương ứng là khoảng cực viễn, khoảng cực cận.

3. Giải bài 3 trang 203 Vật Lý 11

Nêu đặc điểm và cách khắc phục đối với:

– Mắt cận;

– Mắt viễn;

– Mắt lão.

Có phải người lớn tuổi bị viễn thị không? Giải thích.

Trả lời:

– Mắt cận và cách khắc phục:

+ Mắt cận có độ tụ lớn hơn bình thường. Một chùm tia sáng song song truyền đến mắt cận sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm ở trước màng lưới.

f_max < OV

Khoảng cách OC_v hữu hạn.

Điểm C_c gần mắt hơn bình thường.

+ Tật cận thị thường được khắc phục bằng cách đeo kính phân kỳ để làm giảm bớt độ tụ của mắt

– Mắt viễn và cách khắc phục:

+ Mắt viễn có độ tụ nhỏ hơn bình thường. Một chùm tia sáng song song truyền đến mắt viễn sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm sau màng lưới.

f_max < OV

Mắt viễn nhìn vật ở vô cực đã phải điều tiết.

Điểm C_c xa mắt hơn bình thường.

+ Người viễn thị thường được khắc phục bằng cách đeo kính hội tụ để tăng thêm độ tụ của mắt. Tiêu cự của thấu kính phải có giá trị thích hợp để ảnh ảo của điểm gần nhất mà người viễn thị muốn quan sát được tạo ra tại điểm cực cận của mắt.

– Mắt lão và cách khắc phục:

+ Với hầu hết mọi người, kể từ tuổi trung niên, khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thể thủy tinh trở nên cứng hơn. Hậu quả là điểm cực cận C_c dời xa mắt. Đó là tật lão thị (mắt lão). Không nên coi mắt lão là mắt viễn. Mắt không tật, mắt cận hay mắt viễn khi lớn tuổi đều có thêm tật lão thị.

+ Để khắc phục tật lão thị, phải đeo kính hội tụ tương tự như người viễn thị.

Đặc biệt, người có mắt cận khi lớn tuổi thường phải: Đeo kính phân kỳ để nhìn xa; Đeo kính hội tụ để nhìn gần.

Người ta thường thực hiện loại “kính hai tròng” có phần trên phân kỳ và phần dưới hội tụ.

– Không phải người lớn tuổi thì bị viễn thị vì viễn thị là một tật khúc xạ mắc phải (sự sai lệch về khúc xạ ánh sáng do mất cân bằng về tỉ lệ giữa chiều dài nhãn cầu và thuỷ tinh thể) có thể mắc từ khi còn nhỏ tuổi. Còn lão thị là một hiện tượng gây ra bởi quá trình lão hoá tự nhiên của cơ thể (thường xảy ra ở người trên 40 tuổi), không phải là một tật khúc xạ mà là sự thay đổi sinh lý của mắt khi về già.

4. Giải bài 4 trang 203 Vật Lý 11

Năng suất phân li của mắt là gì?

Trả lời:

Năng suất phân li của mắt là góc trông nhỏ nhất $\alpha_{min}$ khi nhìn đoạn A,B mà mắt còn có thể phân biệt dược hai điểm A, B.

Năng suất phân li thay đổi tuy theo từng người nhưng giá trị trung bình là:

$$\varepsilon =\alpha_{min}\approx 1’$$

5. Giải bài 5 trang 203 Vật Lý 11

Trình bày sự lưu ảnh của mắt và các ứng dụng.

Trả lời:

Hiện tượng lưu ảnh của mắt: Tác động của ánh sáng lên màng lưới còn tồn tại khoảng $\dfrac{1}{10}$ giây sau khi ánh sáng tắt. Hay nói cách khác, trong thời gian $\dfrac{1}{10}$ giây này ta vẫn còn “thấy” vật, mặc dù ảnh của vật không còn được tạo ra ở màng lưới nữa.

?

Cấu tạo thu gọn của mắt về phương diện quang học được biểu diễn như sơ đồ Hình 31.11:

O: Quang tâm của mắt;

V: điểm vàng trên màng lưới.

Quy ước đặt:

(1): Mắt bình thường về già;

(2): Mắt cận; (3): Mắt viễn.

Hãy chọn đáp án đúng cho các bài tập từ số 6. đến số 8.

1. Giải bài 6 trang 203 Vật Lý 11

Mắt loại nào có điểm cực viễn C_v ở vô cực ?

A. (1) ; B. (2)

C. (3) ; D. (1) và (3).

Bài giải:

Mắt bình thường về già có điểm cực viễn C_v ở vô cực.

⇒ Đáp án: A.

2. Giải bài 7 trang 203 Vật Lý 11

Mắt loại nào có f_max > OV ?

A. (1) ; B. (2) ; C. (3);

D. Không loại nào.

Bài giải:

Mắt viễn có f_max > OV.

⇒ Đáp án: C.

3. Giải bài 8 trang 203 Vật Lý 11

Mắt loại nào phải đeo kính hội tụ ?

A. (1); B. (2); C. (3);

D. (1) và (3).

Bài giải:

Mắt bình thường về già và mắt viễn phải đeo kính hội tụ.

⇒ Đáp án: D.

4. Giải bài 9 trang 203 Vật Lý 11

Mắt của một người có điểm cực viễn Cv cách mắt 50cm.

a) Mắt người này bị tật gì?

b) Muốn nhìn thấy vật ở vô cực không điều tiết người đó phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu ? (Kính đeo sát mắt).

c) Điểm Cc cách mắt 10 cm. Khi đeo kính mắt nhìn thấy điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu ? (Kính sát mắt).

Bài giải:

a) Ta có OC_v = 50cm

⇒ mắt người này không thể nhìn rõ những vật ở xa quá 50cm ⇒ mắt cận.

b) Muốn nhìn thấy vật ở vô cực không điều tiết, người đó phải đeo kính hội tụ có tiêu cự:

f_k= – OC_v = – 50cm = – 0,5m

⇒ Kính có độ tụ:

$D = \displaystyle{1 \over {{f_k}}} = {1 \over {0,5}} = – 2\left( {dp} \right)$

(hay tiêu cự cho ảnh một vật ở xa vô cùng qua kính là ảnh ảo hiện ở điểm cực viễn).

c) Khi đeo kính, mắt nhìn thấy điểm gần nhất cho ảnh ảo nằm ở Cc.

Ta có : d’ = -10cm; f_k = – 50cm

Sử dụng công thức thấu kính ⇒ mắt nhìn thấy điểm gần nhất cách mắt:

$d = \displaystyle{{d'{f_k}} \over {d’ – {f_k}}} = {{\left( { – 10} \right).\left( { – 50} \right)} \over { – 10 – \left( { – 50} \right)}} = 12,5cm$.

5. Giải bài 10 trang 203 Vật Lý 11

Một mắt bình thường về già khi điều tiết tối đa thì tăng độ tụ của mắt thêm 1 dp.

a) Xác định điếm cực cận và cực viễn.

b) Tính độ tụ của thấu kính phải mang (cách mắt 2cm) để mắt nhìn thấy một vật cách mắt 25cm không điều tiết.

Bài giải:

a) Mắt bình thường về già vẫn có điểm cực viễn ở vô cùng (C_v = ∞).

Tiêu cự của thấu kính mắt khi điều tiết tối đa là $f = {1 \over {D}} = 1m$.

Vậy khoảng cách từ điểm cực cận đến mắt là OC_c = 1m = 100cm.

b) Ta có OC_v = ∞ và OC_c = 100cm.

Khi đeo kính đế nhìn rõ vật cách mắt 25cm mà không điều tiết thì ảnh của vật qua kính phải ở vô cực.

Sơ đồ tạo ảnh:

$S\buildrel {{O_k}} \over
\longrightarrow S’\left( \infty \right)$

Trong đó S là vật sáng cần nhìn, O_klà quang tâm của kính.

Gọi d và d’ lần lượt là khoảng cách từ S và S’ đến kính O_k.

Với: d = O_kS = OS – OO_k= 25 – 2 = 23cm = 0,23m và d’ = -O_kS’ = ∞

Suy ra tiêu cự của kính: f = d = 23cm

Đô tụ của kính:

$D = {1 \over f} = {1 \over {0,23}} = 4,35dp$

Bài trước:

Giải bài 1 2 3 4 5 trang 195 sgk Vật Lí 11

Bài tiếp theo:

Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 208 sgk Vật Lí 11

Xem thêm:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 trang 203 sgk Vật Lí 11 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 11 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“