5. Các bƣớc thực hiện đề tài
8.2 Quang hình học mắt
Theo cấu tạo của mắt, về phương diện quang hình thì mắt được cấu tạo bởi các môi trường chiết quang ngăn cách nhau
bằng mặt cầu khúc xạ tạo nên ba lưỡng chất cầu:
- Lưỡng chất cầu giác mạc là quang hệ tạo nên do giác mạc ngăn cách môi trường không khí với thuỷ dịch. Giác mạc có độ dày khoảng 1mm, bán kính cong 8mm, chiết suất thuỷ dịch 1,336 và độ tụ của quang hệ là 45 điôp.
- Lưỡng chất cầu thuỷ tinh thể trước do mặt cong trước thuỷ tinh thể
ngăn cách thuỷ dịch với thuỷ tinh thể. Bán kính cong mặt trước thuỷ tinh thể khoảng 10mm, chiết suất trung bình 1,388 và độ tụ của hệ là 7 điôp.
- Lưỡng chất cầu thuỷ tinh thể sau do mặt cong phía sau thuỷ tinh thể ngăn cách thuỷ tinh thể với dịch thuỷ tinh. Bán kính cong mặt sau thuỷ tinh thể khoảng 8mm, chiết suất dịch thuỷ tinh là 1,36 và độ tụ của quang hệ khoảng 12 điôp.
Ba lưỡng chất cầu trên có cùng trục chính và hợp lại thành một hệ quang học. Hệ này coi như được ghép bởi ba hệ quang học có chiết suất khác nhau. ánh sáng xuyên vào mắt, nó sẽ bị khúc xạ khi truyền qua ba lưỡng chất cầu và cuối cùng sẽ tác dụng lên các tế bào thần kinh ở võng mạc. Như vậy hệ quang học của mắt sẽ có một tâm điểm duy nhất. Do đặc điểm này mà chúng ta có thể thay thế ba hệ quang học gồm ba lưỡng chất cầu bằng một lưỡng chất cầu tổng hợp còn gọi là con mắt ước lược (Hình 8.2).
Lưỡng chất cầu tổng hợp có mặt cầu ngăn cách môi trường không khí với môi trường bên trong mắt. Mặt cầu khúc xạ có mặt lồi quay ra phía trước, bán kính cong 5mm, đỉnh cách giác mạc 2mm, quang tâm cách giác mạc 7mm và cách võng mạc 15mm, chiết suất của quang hệ là 1,333 [1].
Do hệ quang học này có môi trường thứ nhất là không khí, môi trường thứ hai là môi trường bên trong mắt có chiết suất xác định là n nên tiêu cự của lưỡng chất cầu tổng hợp được tính theo công thức sau:
mm n R n f 20 1 333 , 1 5 333 , 1 1 (8.1)
Trong đó: f là tiêu cự, R là bán kính cong của mặt cầu tổng hợp, n là chiết suất môi trường, chiết suất của không khí bằng 1.
Từ các thông số quang hình của lưỡng chất cầu tổng hợp và độ lớn tiêu cự ta thấy võng mạc của mắt nằm trên mặt phẳng tiêu của lưỡng chất cầu tổng hợp. Đường thẳng đi qua đỉnh mặt cầu và quang tâm gọi là trục chính, đường thẳng đi qua quang tâm và điểm vàng gọi là đường nhìn thẳng. Khi nhìn một vật thì mắt hướng đường nhìn thẳng đi qua vật ấy. Nếu đường nhìn thẳng hướng vào điểm cố định ở phía trước thì khoảng không
gian mà một mắt nhìn thấy là một hình nón có góc mở ngang 1600, góc mở đứng 1300
[1]. Khoảng không gian này gọi là thị trường.
Thực tế thị trường rộng hơn nhiều do mắt có thể xoay trong hốc mắt làm cho đường nhìn thẳng thay đổi. Mặt khác do luôn nhìn bằng hai mắt phối hợp với động tác quay đầu nên thị trường được mở rộng hơn. Việc vẽ ảnh của vật qua 3 hệ lưỡng chất cầu tổng hợp sẽ trở nên đơn giản hơn nhiều.