Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 7: Mắt và các dụng cụ quang học - Chuyên đề 3: Mắt - Dạng 1: Tiêu cự và độ tụ của thủy tinh thể (Có lời giải)

Nội dung text: Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 7: Mắt và các dụng cụ quang học - Chuyên đề 3: Mắt - Dạng 1: Tiêu cự và độ tụ của thủy tinh thể (Có lời giải)

1. CHƯƠNG VII. MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC CHUYÊN ĐỀ 3: MẮT B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: Tiêu cự và độ tụ của thủy tinh thể 1. Phương pháp chung Khoảng cách từ thủy tinh thể đến võng mạc OV không đổi: d' = OV (O là quang tâm của thủy tinh thể) Gọi khoảng cách từ vật đến mắt là d. Ta có: 1 1 1 (f là tiêu cự của thủy tinh thể) f d d ' Khi mắt nhìn vật ở cực cận CC: d OCC 1 1 1 Tiêu cự của thủy tinh thể lúc này cực tiểu: fmin OV OCC Khi mắt nhìn vật ở cực viễn CV: d OCV 1 1 1 Tiêu cự của thủy tinh thể lúc này cực đại: fmax OV OCV Khi điểm cực viễn ở xa vô cực d : 1 1 1 1 Độ biến thiên của thủy tinh thể: D Dmax Dmin fmin fmax OCC OCV 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một người có mắt bình thường (không tật) nhìn thấy được các vật ở rất xa mà không phải điều tiết. Khoảng cực cận của người này là OC C = 25 cm. Độ tụ của mắt người này khi điều tiết tối đa tăng thêm bao nhiêu ? A. 1dpB. 2dpC. 3dp D. 4dp Lời giải Theo bài ra: OCC 25cm, OCV . Ảnh thu được nằm trên võng mạc nên d ' OV . 1 1 1 1 1 Áp dụng công thức về thấu kính mắt: D f d d ' d OV + Khi mắt nhìn vật ở điểm cực viễn (ngắm chừng ở cực viễn d = OCV): 1 1 1 1 1 1 Dmin fmax OV OCV OV OV + Khi mắt nhìn vật ở điểm cực cận (ngắm chừng ở cực cận d = OCC): 1 1 1 1 1 Dmax fmin OV OCC OV 0,25 Trang 1
2. 1 + Độ biến thiên độ tụ: D D D 4dp max min 0,25 Đáp án D Ví dụ 2: Mắt một người bình thường về già, khi điều tiết tối đa thì tăng độ tụ thêm 1 dp. a) Xác định điểm cực cận và cực viễn của mắt. A. OCV và điểm cực cận cách mắt 50 cm. B. OCV và điểm cực cận cách mắt 100 cm. C. OCV và điểm cực cận cách mắt 75 cm. D. OCV và điểm cực cận cách mắt 125 cm. b) Tính độ tụ của thấu kính phải đeo (cách mắt 2 cm) để mắt nhìn thấy một vật cách mắt 25 cm không điều tiết. A. 2dp. B. 3dp. C. 4dp. D. 4,35dp. Lời giải a) Điểm cực viễn của mắt bình thường ở vô cùng OCV 1 1 1 1 1 1 + Khi mắt nhìn vật ở điểm cực viễn: Dmin fmax OV OCV OV OV 1 1 1 + Khi măt nhìn vật ở điểm cực cận: Dmax fmin OV OCC 1 + Đô biến thiên độ tụ: D Dmax Dmin 1dp OCC 1 m OCC Vậy điểm cực cận của mắt người này cách mắt 100 cm Đáp án B. b) Để mắt nhìn thấy vật mà không phải điều tiết thì qua kính ảnh phải hiện ở vô cùng d ' , muốn vậy thì vật phải đặt ở tiêu điểm vật của kính d f OCV l 25 2 23 cm 0,23 m 1 1 Vậy độ tụ của kính là: D 4,35dp f 0,23 Đáp án D. Ví dụ 3: Một mắt bình thường có tiêu cự biến thiên từ fmin 14mm đến fmax . Biết khoảng cách từ thủy tinh đến võng mạc là 15mm. a) Tìm phạm vi nhìn rõ của mắt A. Từ 21 cm đến vô cùng B. Từ 15 cm đến vô cùng C. Từ 14 cm đến vô cùng D. Từ 18 cm đến vô cùng b) Tìm độ biến thiên độ tụ của mắt khi chuyển từ trạng thái không điều tiết sang điều tiết tối đa Trang 2
3. 200 500 A. dp . B. dp . C. 4,76dp. D. 4,35dp. 3 7 Lời giải + Khoảng cách từ thủy tinh đến võng mạc: d ' OV 15 mm 15.10 3 m + Mắt bình thường, khi nhìn vật ở cực viễn C V thì d OCV tiêu cự của thủy tinh thể lúc này cực đại fmax . 1 1 1 1 1 1 200 Ta có: Dmin 3 dp fmax OV OCV OV 15.10 3 + Khi mắt nhìn vật ở cực cận CC thì d OCC tiêu cự của thủy tinh thể lúc này cực tiểu fmin 14mm 1 1 500 Dmax 3 dp fmin 14.10 7 1 1 1 1 1 1 Ta có: OCC 210 mm 21 cm fmin OV OCC 14 15 OCC Đáp án A. + Vậy phạm vi nhìn rõ của mắt người này từ 21 cm đến vô cùng. + Độ biến thiên độ tụ của mắt khi chuyển từ trạng thái không điều tiết sang điều tiết tối đa: 500 200 100 D D D 4,76dp max min 7 3 21 Đáp án C. Trang 3