Định luật khúc xạ ánh sáng Đường tia sang qua mặt phẳnng phân giới môi trường chiết suất khác Hiện tượng phản xạ toàn phần Góc tới hạn Ứng dụng tượng pxạ toàn phần Mặt cầu khúc xạ Xem đoạn sau nói mô hình mắt ước lược Công thức thấu kính mỏng 1 + = s' s f D = / f – độ tụ thấu kính, đơn vị m-1 hay diop s dấu (+) vật thật , dấu (-) vật ảo s’ dấu (+) ảnh thật , dấu (-) ảnh ảo f dấu (+) thấu kính hội tụ , dấu (-) thấu kính phân kì Cận điểm & viễn điểm • Cận điểm khoảng cách điểm vật gần mắt mà mắt (tức thủy tinh thể) điều tiết để tạo ảnh điểm võng mạc Mắt tốt thường có cận điểm cách mắt 25 cm • Viễn điểm mắt khoảng cách điểm vật xa mắt mà mắt (tức thủy tinh thể) thư giãn hoàn toàn tạo ảnh điểm võng mạc.Mắt bình thường có viễn điểm xa vô Cận thị Phân loại Cận thị : viễn điểm xa vô Mắt thư giãn hoàn toàn, chùm tia song song hội tụ điểm trước võng mạc Kính bổ trợ: kính phân kì để nhìn xa Cận thị “trục” : Quang hệ giác mạc + thủy tinh thể thư giãn tối đa có độ tụ mắt bình thường Khoảng cách võng mạc – thủy tinh thể lớn bình thường bẩm sinh mắc phải (mắt dài ra) Cận thị “khúc xạ”: - Khoảng cách võng mạc – thủy tinh thể bình thường - Độ tụ nhỏ quang hệ giác mạc + thủy tinh thể (khi mắt thư giãn tối đa) lớn mức bình thường - Một số lí độ cong giác mạc lớn khả điều tiết thủy tinh thể đi, vòng giãn đến mức cần thiết (biên độ giãn max giảm) chiết suất chất dịch thay đổi Viễn thị Lão thị Ảnh vật khoảng cách tương ứng cận điểm người mắt tốt rơi sau võng mạc Thí dụ ảnh vật cách mắt 25 cm rơi sau võng mạc Mắt viễn thị nhìn xa tốt nhìn xa vô phải điều tiết (không thư giãn hoàn toàn) Kính bổ trợ : kính hội tụ để nhìn gần Loạn thị • Mắt nhìn vật khoảng cách bị mờ • Mắt nhìn điểm lại thành đoạn thẳng quầng nhòe • Nguyên nhân: độ cong giác mạc không • Ví dụ : thay mặt cầu , giác mạc có dạng mặt lồi thìa hay bóng bầu dục • Khắc phục: đeo kính thấu kính trụ • Trường hợp loạn thị đều, cần xác định phương trục vuông góc mà độ cong giác mạc lớn nhỏ Số đo độ loạn thị hiệu số độ tụ lớn nhỏ giác mạc Độ tụ thấu kính trụ theo phương song song trục hình trụ không, độ tụ theo phương vuông góc trục hình trụ khác không số đo độ loạn thị mắt trị tuyệt đối Phương độ tụ lớn hình trụ phải trùng với phương độ tụ nhỏ giác mạc Dễ thấy rằng, đeo kính, thấu kính trụ cân chênh lệch độ tụ không giác mạc Các tập kính bổ trợ mắt tật áp dụng công thức thấu kính mỏng 1 + = s' s f Chú ý: Một vật thật không nằm khoảng nhìn rõ mắt tật qua thấu kính trợ giúp tạo ảnh ảo nằm khoảng nhìn rõ mắt, + vật vật thật s > + ảnh qua thấu kính ảnh ảo s ’< Bài tập minh họa - Khoảng nhìn rõ người 15 – 50 cm Người phải đeo kính có độ tụ để nhìn xa bình thường - Kính phải có độ tụ cho viễn có khoảng cực cận 100 cm làm việc máy tính có hình cách mắt 50 cm ( coi khoảng cách từ kính đeo đến mắt cm) Khả phân ly mắt Góc α – góc nhìn vật tối thiểu mà mắt phân biệt hai điểm đầu cuối vật – gọi góc phân ly tối thiểu mắt Mắt bình thường điều kiện chiếu sáng tốt có góc phân ly tối thiểu phút Thị lực • Nghịch đảo α (tính theo phút) gọi thị lực mắt Thị lực T = 1/ αmin thường qui n/10 • Mắt bình thường có thị lực 10/10 α phút • Mắt loài chim săn mồi đại bàng, chim ưng 7÷10 lớn mắt người • Nhìn bảng chữ D – khoảng cách nhỏ điểm mắt phân biệt được, L –k/c từ mắt đến đối tượng T tính sau α ≈ D / L (radian) = 3394 D / L (phút) T = 1/ α =1/3394 (L / D) MẶT CẦU KHÚC XẠ (MCKX) VÀ CON MẮT ƯỚC LƯỢC Tạo ảnh mặt cầu khúc xạ (có nhiều qui định dấu khác công thức, trình bầy qui định dấu đơn giản dễ nhớ nhất) Ánh sáng truyền từ trái sang phải Đỉnh O = gốc tọa độ, khoảng cách đo từ R : dấu (+) tâm C bên phải O, dấu (-) C bên trái OP = s : dấu (+) vật thật (nằm bên trái O), dấu (-) vật ảo ( bên phải O) OP’ = s’: dấu (+) ảnh thật (nằm bên phải O), dấu (-) ảnh ảo ( bên trái O) n n' n'− n + = (*) s s' R Lưu ý: TRONG CÁC BÀI TẬP VỀ MẮT ĐƯỢC MÔ HÌNH HÓA NHƯ MỘT LƯỠNG CHẤT CẦU TỔNG HỢP ( TỨC LÀ MCKX) – MỌI ĐẠI LƯỢNG TRONG CÔNG THỨC TRÊN ĐỀU MANG DẤU (+) VÌ VẬT LUÔN LÀ THẬT TẠO ẢNH THẬT TRÊN VÕNG MẠC n’ – chiết suất môi trường chất lỏng tổng hợp mô hình MCKX tổng hợp mắt lấy 1,33 n – chiết suất môi trường không khí mắt lấy MCKX có hai tiêu cự mô hình mắt ước lược ta chi cần quan tâm tiêu cự MCKX mô tả hình vẽ tức tia sáng từ măt (trái) vào mắt (phải) Chùm tia song song hội tụ điểm F’ cách đỉnh O f ’- tiêu cự mắt s = ∞ ⇒ s' = f ' = n' R n' − n hay n' − n n' = R f' Thay vào công thức tạo ảnh MCKX (*) đầu ta có công thức tạo ảnh khác phục vụ cho tính toán liên quan đến mô hình MCKX mắt ước lược n n' n' + = s s' f ' f ’ tiêu cự MCKX mô hình mắt ước lược, f ’ thay đổi tùy theo điều tiết mắt Đối với mắt tốt thư giãn hoàn toàn có tiêu cự f ’ max võng mạc mắt nằm mặt phẳng tiêu MCKX Tóm tắt mô hình MCKX tổng hợp mắt ước lược - Tương đương mặt cầu tưởng tượng ngăn cách môi trường không khí với môi trường chất lỏng tổng hợp bên mắt - Đối với mắt tốt thư giãn hoàn toàn MCKX tưởng tượng có bán kính cong R = 5mm, đỉnh O cách giác mạc 2mm, cách võng mạc 20 mm, chiết suất môi trường chất lỏng mắt 1,33 - Đối với mắt tốt người điển hình tiêu cự quang hệ mô tả f '= n' R 1,33 × = ≈ 20mm n'−n 1,33 − Bài tập minh họa: - Viễn điểm người 50 cm Tính tiêu cự mắt ước lược người lúc thư giãn hoàn toàn Biết khoảng cách từ đỉnh mắt ước lược tới võng mạc 2cm chiết suất môi trường bên mắt 1,333 Gợi ý: vật khoảng cách 50 cm mắt thư giãn hoàn toàn tạo ảnh rơi võng mạc f’ max=? - Một người trước mắt tốt bị cận có khoảng cực viễn 50 cm Được biết tật cận thị người không liên quan đến khả điều tiết mắt mà chiều dài trục trước sau mắt bị thay đổi Vậy bị cận độ dài trục trước-sau mắt tăng lên so với tốt? Gợi ý : Khi thư giãn hoàn toàn mắt người có tiêu cự chưa bị cận f’ max Nhưng võng mạc cách đỉnh lưỡng chất cầu mắt ước lược k/c lớn mắt tốt Ta coi f’ max người giống mắt tốt điển hình khác cm (hơn chút không ảnh hưởng đáng kể đến kết tính toán) Giờ đây, mắt “thuỗn” nên thư giãn hoàn toàn, vật cách mắt 50 cm tạo ảnh rơi vào võng mạc s’ = ? so sánh với f’ max