Kiến thức

Công thức vật lí 11 chương mắt và các dụng cụ quang

Chương VII. MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG

Lăng kính
1. Định nghĩa

công thức của lăng kính.png

Lăng kính là một khối chất trong suốt hình lăng trụ đứng, có tiết diện thẳng là một hình tam giác.
Đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính
– Ta chỉ khảo sát đường đi của tia sáng trong tiết diện thẳng ABC của lăng kính.
– Nói chung, các tia sáng khi qua lăng kính bị khúc xạ và tia ló luôn bị lệch về phía đáy nhiều hơn so với tia tới.
Góc lệch của tia sáng đơn sắc khi đi qua lăng kính
Góc lệch D giữa tia ló và tia tới là góc hợp bởi phương của tia tới
và tia ló, (xác định theo góc nhỏ giữa hai đường thẳng).
2. Các công thức của lăng kính:
$left{ begin{array}{l}
sin i = nsin r\
sin i’ = nsin r’\
A = r + r’\
D = i + i’ – A
end{array} right.$
Điều kiện để có tia ló
$left{ begin{array}{l}
A le 2{i_{gh}}\
i ge {i_0}\
sin {i_0} = nsin (A – tau )
end{array} right.$

góc lệch cực tiểu.png

Khi tia sáng có góc lệch cực tiểu: r’ = r = A/2; i’ = i = (Dm + A)/2
Khi góc lệch đạt cực tiểu: Tia ló và tia tới đối xứng nhau qua mặt phẳng phân giác của góc chiết quang A .
Khi góc lệch đạt cực tiểu Dmin : $sin frac{{{D_{min }} + A}}{2} = nsin frac{A}{2}$

Bài 2: THẤU KÍNH MỎNG
1. Định nghĩa
chuyên đề thấu kính hội tụ.png

Thấu kính là một khối chất trong suốt giới hạn bởi hai mặt cong, thường là hai mặt cầu. Một trong hai mặt có thể là mặt phẳng.
Thấu kính mỏng là thấu kính có khoảng cách O1O2 của hai chỏm cầu rất nhỏ so với bán kính R1 và R2 của các mặt cầu.
2. Phân loại
Có hai loại:
– Thấu kính rìa mỏng gọi là thấu kính hội tụ.
– Thấu kính rìa dày gọi là thấu kính phân kì.
Đường thẳng nối tâm hai chỏm cầu gọi là trục chính của thấu kính.
Coi O1; O2; O gọi là quang tâm của thấu kính.
3. Tiêu điểm chính
– Với thấu kính hội tụ: Chùm tia ló hội tụ tại điểm F/ trên trục chính. F/ gọi là tiêu điểm chính của thấu kính hội tụ.
– Với thấu kính phân kì: Chùm tia ló không hội tụ thực sự mà có đường kéo dài của chúng cắt nhau tại điểm F/ trên trục chính. F/ gọi là tiêu điểm chính của thấu kính phân kì .
Mỗi thấu kính mỏng có hai tiêu điểm chính nằm đối xứng nhau qua quang tâm. Một tiêu điểm gọi là tiêu điểm vật (F), tiêu điểm còn lại gọi là tiêu điểm ảnh (F/).
4. Tiêu cự
Khoảng cách f từ quang tâm đến các tiêu điểm chính gọi là tiêu cự của thấu kính: f = OF = OF .
5. Trục phụ, các tiêu điểm phụ và tiêu diện
– Mọi đường thẳng đi qua quang tâm O nhưng không trùng với trục chính đều gọi là trục phụ.
– Giao điểm của một trục phụ với tiêu diện gọi là tiêu điểm phụ ứng với trục phụ đó.
– Có vô số các tiêu điểm phụ, chúng đều nằm trên một mặt phẳng vuông góc với trục chính, tại tiêu điểm chính. Mặt phẳng đó gọi là tiêu diện của thấu kính. Mỗi thấu kính có hai tiêu diện nằm hai bên quang tâm.
6. Đường đi của các tia sáng qua thấu kính hội tụ

Đường đi của các tia sáng qua thấu kính hội tụ.png

Các tia sáng khi qua thấu kính hội tụ sẽ bị khúc xạ và ló ra khỏi thấu kính. Có 3 tia sáng thường gặp
– Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia ló đi qua tiêu điểm ảnh.
– Tia tới (b) đi qua tiêu điểm vật, cho tia ló song song với trục chính.
– Tia tới (c) đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng.
7. Đường đi của các tia sáng qua thấu kính phân kì

chuyên đề thấu kinh phân kì.png

Các tia sáng khi qua thấu kính phân kì sẽ bị khúc xạ và ló ra khỏi thấu kính. Có 3 tia sáng thường gặp
– Tia tới (a) song song với trục chính, cho tia ló có đường kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh.
– Tia tới (b) hướng tới tiêu điểm vật, cho tia ló song song với trục chính.
– Tia tới (c) đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng.
8. Quá trình tạo ảnh qua thấu kính hội tụ
Vật thật hoặc ảo thường cho ảnh thật, chỉ có trường hợp vật thật nằm trong khoảng từ O đến F mới cho ảnh ảo.
9. Quá trình tạo ảnh qua thấu kính phân kì
Vật thật hoặc ảo thường cho ảnh ảo, chỉ có trường hợp vật ảo nằm trong khoảng từ O đến F mới cho ảnh thật.
10. Công thức thấu kính $frac{1}{f} = frac{1}{d} + frac{1}{{{d^/}}}$
Công thức này dùng được cả cho thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì.
11. Độ phóng đại của ảnh
Độ phóng đại của ảnh là tỉ số chiều cao của ảnh và chiều cao của vật: $k = frac{{overline {A’B’} }}{{overline {AB} }} = – frac{{d’}}{d}$
* k > 0 : Ảnh cùng chiều với vật.
* k < 0 : Ảnh ngược chiều với vật.
Giá trị tuyệt đối của k cho biết độ lớn tỉ đối của ảnh so với vật.
– Công thức tính độ tụ của thấu kính theo bán kính cong của các mặt và chiết suất của thấu kính:
$D = frac{1}{f} = (n – 1)left( {frac{1}{{{R_1}}} + frac{1}{{{R_2}}}} right)$.
Trong đó, n là chiết suất tỉ đối của chất làm thấu kính đối với môi trường đặt thấu kính. R1 và R2 là bán kính hai mặt của thấu kính với qui ước: Mặt lõm: R > 0 ; Mặt lồi: R < 0 ; Mặt phẳng: R = ∞

Bài 3: MẮT VÀ TẬT CỦA MẮT
mắt và các tật của mắt.png
a/. Định nghĩa

về phương diện quang hình học, mắt giống như một máy ảnh,
cho một ảnh thật nhỏ hơn vật trên võng mạc.
b/. cấu tạo
thủy tinh thể: Bộ phận chính: là một thấu kính hội tụ có tiêu cự f thay đổi được
võng mạc: -> màn ảnh, sát dáy mắt nơi tập trung các tế bào nhạy sáng ở dầu các dây thần kinh thị giác. Trên võng mạc có điển vàng V rất nhạy sáng.
Đặc điểm: d’ = OV = không đổi: để nhìn vật ở các khoảng cách khác nhau (d thay đổi) => f thay đổi (mắt phải điều tiết )
c/. Sự điều tiết của mắt – điểm cực viễn Cv- điểm cực cận Cc
Sự điều tiết
Sự thay đổi độ cong của thủy tinh thể (và do đó thay đổi độ tụ hay tiêu cự của nó) để làm cho ảnh của các vật cần quan sát hiện lên trên võng mạc gọi là sự điều tiết
Điểm cực viễn Cv
Điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó mắt có thể thấy rõ được mà không cần điều tiết ( f = fmax)
Điểm cực cận Cc
Điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà đặt vật tại đó mắt có thể thấy rõ được khi đã điều tiết tối đa ( f = fmin)
Khoảng cách từ điểm cực cận Cc đến cực viễn Cv : Gọi giới hạn thấy rõ của mắt
– Mắt thường : fmax = OV, OCc = Đ = 25 cm; OCv = ∞
d/. Góc trong vật và năng suất phân ly của mắt

năng suất phân li của mắt.png

Góc trông vật : $tan alpha = frac{{AB}}{ell }$
α= góc trông vật ; AB: kích thườc vật ; ℓ= AO = khỏang cách từ vật tới quang tâm O của mắt .
– Năng suất phân ly của mắt
Là góc trông vật nhỏ nhất αmin giữa hai điểm A và B mà mắt còn có thể phân biệt được hai điểm đó .
${alpha _{min }} approx 1′ approx frac{1}{{3500}}$ rad
– sự lưu ảnh trên võng mạc
là thời gian ≈ 0,1s để võng mạc hồi phục lại sau khi tắt ánh sáng kích thích.
3. Các tật của mắt – Cách sửa
a. Cận thị

là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trước võng mạc .
fmax < OC; OCc< Đ ; OCv < ∞ => Dcận > Dthường
– Sửa tật : nhìn xa được như mắt thường : phải đeo một thấu kính phân kỳ sao cho ảnh vật ở qua kính hiện lên ở điểm cực viễn của mắt.
${D_V} = frac{1}{f} = frac{1}{d} + frac{1}{{d’}} = frac{1}{infty } – frac{1}{{O{C_V} – ell }}$
ℓ = OO’= khỏang cách từ kính đến mắt, nếu đeo sát mắt l =0 thì fk = -OV
b. Viễn thị
Là mắt khi không điề tiết có tiêu điểm nằm sau võng mạc .
fmax > OV; OCc > Đ ; OCv : ảo ở sau mắt . => Dviễn < Dthường
Sửa tật : 2 cách :
+ Đeo một thấu kính hội tụ để nhìn xa vô cực như mắt thương mà không cần điều tiết(khó thực hiện).
+ Đeo một thấu kính hội tụ để nhìn gần như mắt thường cch mắt 25cm . (đây là cách thương dùng )
${D_C} = frac{1}{f} = frac{1}{d} + frac{1}{{d’}} = frac{1}{infty } – frac{1}{{O{C_C} – ell }}$

 

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button