23 Công thức mắt và các dụng cụ quang học I Lý thuyết 1 Lăng kính là một khối chất trong suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa, ) thường có dạng lăng trụ tam giác Một lăng kính được đặc trưng bởi góc chiết[.]
23 Công thức mắt dụng cụ quang học I Lý thuyết Lăng kính khối chất suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa,…) thường có dạng lăng trụ tam giác Một lăng kính đặc trưng góc chiết quang A chiết suất n Tia sáng đơn sắc truyền qua lăng kính đặt mơi trường chiết quang tia ló lệch phía đáy lăng kính so với tia tới Góc tạo tia ló tia tới gọi góc lệch D tia sáng truyền qua lăng kính Lăng kính phân tích chùm sáng phức tạp thành thành phần đơn sắc Lăng kính thành phần quan trọng máy quang phổ Thấu kính khối chất suốt giới hạn hai mặt cong mặt cong mặt phẵng - Thấu kính lồi (rìa mỏng) có tác dụng hội tụ chùm tia sáng song song qua nó, gọi thấu kính hội tụ: - Thấu kính lõm (có rìa dày) có tác dụng làm phân kì chùm sáng song song qua nó, gọi thấu kính phân kỳ - Mỗi thấu kính có hai tiêu điểm F (tiêu điểm vật) F’ (tiêu điểm ảnh) đối xứng với qua quang tâm - Khi đặt vật sáng trước thấu kính thu ảnh vật, ảnh thật ảnh ảo Mắt Mắt hệ gồm nhiều môi trường suốt tiếp giáp mặt cầu Sự điều tiết mắt thay đổi tiêu cự thấu kính mắt (bằng cách thay đổi độ cong thể thủy tinh ) cho ảnh vật cần quan sát rõ nét màng lưới - Điểm cực cận điểm gần mắt mà mắt cịn nhìn rõ Càng lớn tuổi, điểm cực cận xa mắt - Điểm cực viễn điểm xa mắt mà mắt cịn nhìn rõ Đối với người có mắt khơng có tật điểm cực viễn xa vô - Các tật mắt cách khắc phục: Tật mắt Mắt cận Đặc điểm Cách khắc phục + fmax < OV + Cần đeo thấu kính phân kì + OCv hữu hạn + fk = - OCv (kính sát mắt) + Khơng nhìn rỏ vật xa + Cc gần mắt bình Chùm tia sáng song song thường truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ điểm trước màng lưới Mắt viễn + fmax > OV + Cần đeo thấu kính hội + Nhìn vật vô cực phải điều tiết + Tiêu cự có giá trị cho mắt đeo kính nhìn gần + Cc xa mắt bình mắt không tật Chùm tia sáng song song thường truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ điểm sau màng lưới Mắt lão Khi tuổi cao khả điều tiết giảm mắt yếu thể thủy tinh cứng nên điểm cực cận CC dời xa mắt Phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật gần mắt bình thường Kính lúp Kính lúp dụng cụ quang bổ trợ cho mắt dùng để quan sát vật nhỏ Có cấu tạo thấu kính hội tụ (hoặc hệ thấu kính ghép tương đương thấu kính hội tụ) có tiêu cự ngắn Kính hiển vi Kính hiển vi dụng cụ quang bổ trợ cho mắt dùng để quan sát vật nhỏ cách tạo ảnh có góc trơng lớn Kính hiển vi gồm: + Vật kính thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ mm) có tác dụng tạo ảnh lớn vật + Thị kính kính lúp dùng để quan sát ảnh thật tạo vật kính Hệ kính ghép đồng trục cho khoảng cách hai kính giữ khơng đổi Ngồi cịn có phận tụ sáng để chiếu sáng cho vật cần quan sát (thường gương cầu lõm) Kính thiên văn Kính thiên văn dụng cụ quang bổ trợ cho mắt dùng để quan sát vật xa cách tăng góc trơng Kính thiên văn gồm: + Vật kính L1 thấu kính hội tụ có tiêu cự dài (và dm đến vài m) có tác dụng tạo ảnh thật tiêu diện vật kính + Thị kính L2 thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (vài cm), có vai trị quan sát ảnh tạo vật kính kính lúp Vật kính thị kính đặt đồng trục, khoảng cách chúng thay đổi II Công thức – đơn vị đo Xét lăng kính có chiết suất n đặt khơng khí Cơng thức lăng kính: sini1 = n.sin r1 sini2 = n.sin r2 A = r1 + r2 D = i1 + i2 – A Trong đó: + i1 góc tới tia sáng từ khơng khí vào lăng kính mặt bên thứ (tại I); + i2 góc ló tia sáng từ lăng kính khơng khí từ mặt bên thứ hai (tại J); + D góc lệch tia tới tia ló; + A góc đỉnh + r1 góc khúc xạ mặt bên thứ (tại I) + r2 góc tới tia sáng mặt bên thứ hai (tại J) Cơng thức thấu kính Cơng thức xác định vị trí ảnh: 1 = + f d d' Cơng thức xác định số phóng đại: k = Độ tụ thấu kính D = A'B' d' =d AB f Quy ước dấu đại lượng sau: Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị đo Tiêu cự f mét Quy ước dấu Thấu kính hội tụ: f > Thấu kính phân kì: f D Diop (dp) Thấu kính phân kì: D 0 Vật ảo: d < Khoảng cách từ ảnh đến TK Ảnh thật: d’ >0 mét OA' = d' Ảnh ảo: d’ vật : |k| >1 Ảnh < vật: |k| Ảnh ngược chiều vật: k < Các công thức mắt Độ tụ mắt xác định công thức D= 1 = + f d OV Trong đó: + D độ tụ mắt, có đơn vị dp; + d khoảng cách từ vật đến mắt, có đơn vị mét (m); + OV khoảng cách từ mắt đến võng mạc, có đơn vị mét (m) Sửa tật cận thị: - Mắt cận thị muốn nhìn vật xa vơ mà khơng cần điều tiết cần đeo thấu kính phân kì có tiêu cự : fk = - (OCV – L) - Mắt cận thị muốn nhìn vật cách mắt 25 cm người bình thường cần đeo 1 = + thấu kính hội tụ có tiêu cự : f K 0,25 − L -(OCC - L) Mắt viễn thị muốn nhìn vật cách mắt 25 cm người bình thường cần đeo 1 = + thấu kính hội tụ có tiêu cự : f K 0,25 − L -(OCC - L) Mắt lão thị cần đeo kính để đọc sách cách mắt 25 cm người bình thường tiêu cự kính cần đeo là: 1 = + f K 0,25 − L -(OCC - L) Nếu kính đeo sát mắt L = Cơng thức số bội giác kính lúp Cơng thức tổng quát cho trường hợp: G = k OCC OA' + L Khi ngắm chừng vô cực: G= OCC f Trong đó: + f tiêu cự kính lúp, có đơn vị cm m + OCC khoảng cực cận mắt, thường lấy 25 cm = 0,25 m + G số bội giác ngắm chừng vô cực Công thức số bội giác kính hiển vi Trường hợp tổng quát: G = k1 G = k1 k OCC d '2 + L Khi ngắm chừng vô G =| k | G = OCC f1f Trong đó: + G∞ số bội giác kính hiển vi ngắm chừng vơ cực + k1 số phóng đại ảnh vật kính L1 + G2 số bội giác ngắm chừng vơ cực thị kính L2 + δ = F1’F2 = O1O2 – f1 – f2 độ dài quang học kính + f1 tiêu cự vật kính L1 + f2 tiêu cực thị kính L2 Cơng thức số bội giác kính thiên văn Trường hợp tổng quát: G = k OCC d2 ' + L Khi ngắm chừng vô cùng: G = f1 f2 Trong : + G∞ số bội giác ngắm chừng vô cực + f1 tiêu cự vật kính + f2 tiêu cự thị kính + L khoảng cách hai kính III Mở rộng Nếu góc chiết quang A nhỏ (< 100), ta gọi lăng kính nêm quang học Chiếu tới nêm quang học tia tới có góc tới i nhỏ (i0 mét OA'' = d'' Ảnh ảo: d’ vật : |k| >1 Ảnh < vật: |k| Ảnh ngược chiều vật: k < Các công thức mắt Độ tụ mắt xác định công thức D= 1 = + f d OV Trong đó: + D độ tụ mắt, có đơn vị dp; + d khoảng cách từ vật đến... sát vật nhỏ cách tạo ảnh có góc trơng lớn Kính hiển vi gồm: + Vật kính thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (cỡ mm) có tác dụng tạo ảnh lớn vật + Thị kính kính lúp dùng để quan sát ảnh thật tạo vật