Bài 48: Mắt – Chuyên đề Vật lý 9 chi tiết

Trong bài viết này, HOCMAI xin gửi tới các em bài viết về chuyên đề Mắt – Bài 48 Vật Lý 9. Bài viết gồm có phần tóm tắt lý thuyết, phần hướng dẫn làm bài tập trong SGK và một số câu hỏi trắc nghiệm về chuyên đề này.

 

Bài viết tham khảo thêm:

• Thấu kính phân kì
• Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì
• Sự tạo ảnh trong máy ảnh

 

I – Lý thuyết chuyên đề Mắt

1. Mắt là gì? 

Mắt là cơ quan thị giác thực hiện các chức năng quan sát, nhìn, thu nhận lại màu sắc, hình ảnh của sự vật để chuyển vào não bộ xử lý và lưu trữ. Vậy nên tuy mắt là một cơ quan nhỏ bé nhưng lại đóng vai trò quan trọng đối với đời sống của con người.

2. Cấu tạo của mắt

Hai bộ phận quan trọng nhất của mắt chính là thể thủy tinh và màng lưới (còn có tên gọi khác là võng mạc).

– Thể thủy tinh là một thấu kính hội tụ bằng một chất trong suốt và mềm, nó có thể dễ dàng dẹt xuống hay phồng lên khi cơ vòng đỡ nó bóp lại hay giãn ra làm cho tiêu cự của nó thay đổi.

– Màng lưới là một màng ở đáy mắt, ảnh của vật mà ta nhìn thấy tại đó sẽ hiện lên rõ nét.

3. Sự điều tiết của mắt

Khi ta nhìn rõ một vật thì ảnh của vật đó sẽ hiện rõ nét ở trên màng lưới. Cơ vòng đỡ thể thủy tinh đã phải co giãn một chút khiến cho thể thủy tinh phồng lên hoặc dẹt lại, vậy nên làm thay đổi tiêu cự của thể thủy tinh. Toàn bộ quá trình này được gọi là sự điều tiết của mắt và sự điều tiết xảy ra hoàn toàn tự nhiên.

4. Điểm cực cận và điểm cực viễn

– Điểm cực viễn (kí hiệu là Cv) là điểm cách xa mắt nhất mà khi có vật ở đó, mắt không thể điều tiết để có thể nhìn rõ vật .

• Khoảng cách tính từ mắt tới điểm cực viễn được gọi là khoảng cực viễn.

– Điểm gần với mắt nhất mà khi có vật ở đó, mắt còn có thể nhìn rõ được vật (khi mắt điều tiết tối đa) thì gọi là Điểm cực cận (kí hiệu là Cc).

• Khoảng cách từ mắt tới điểm cực cận được gọi là khoảng cực cận.

– Mắt chỉ có thể nhìn rõ được các vật trong khoảng từ điểm cực cận cho đến điểm cực viễn của mắt.

– Khoảng cách từ điểm cực cận tới điểm cực viễn được gọi là giới hạn nhìn rõ của mắt.

Chú ý: Ảnh của vật ở trên màng lưới ngược chiều với vật nhưng ta vẫn không thấy vật bị đảo ngược. Đó chính là do hoạt động của hệ thần kinh thị giác.

 

II – Giải bài tập chuyên đề Mắt SGK Vật lí 9

Câu C1 | Trang 128 SGK Vật Lý 9 

Nêu những điểm giống nhau giữa máy ảnh và con mắt về cấu tạo. Thể thủy tinh đóng vai trò như bộ phận gì ở trong máy ảnh? Màn hứng ảnh bên trong máy ảnh đóng vai trò như là bộ phận nào trong con mắt?

Hướng dẫn trả lời

– Về phương diện quang hình học thì mắt giống như một chiếc máy ảnh: Tạo ra được ảnh thật, nhỏ hơn vật ở trên võng mạc.

• Thể thủy tinh đóng vai trò như bộ phận vật kính bên trong máy ảnh là một thấu kính hội tụ.
• Màng lưới (võng mạc) đóng vai trò như bộ phận màn hứng ảnh của máy ảnh để ghi lại ảnh.

Câu C2 | Trang 129 SGK Vật Lý 9 

Ta đã biết, khi vật nằm càng xa phía thấu kính hội tụ thì ảnh thật của vật lại nằm càng gần với tiêu điểm của thấu kính. Vậy em hãy cho biết rằng tiêu cự của thể thủy tinh khi mắt nhìn các vật ở phía xa và các vật ở gần dài hay ngắn khác nhau như thế nào? Biết rằng khoảng cách tính từ thể thủy tinh của mắt tới màng lưới là không thay đổi và ảnh của vật luôn luôn hiện rõ nét trên màng lưới ( như hình 48.2 SGK).

Hướng dẫn trả lời

Quá trình tạo ảnh của thể thủy tinh được mô phỏng lại bằng hình vẽ sau: (Xem màn PQ như là màng lưới ở trên võng mạc của mắt)

– ΔABO ∼ ΔA’B’O (g.g), ta có:

A’B’/AB = OA’/OA ⇔ A’B’ = AB.OA’/OA

Vì khoảng cách tính từ thể thủy tinh của mắt tới màng lưới là không thay đổi và ảnh của vật luôn hiện rõ nét ở trên màng lưới nên ta có OA’ và AB không đổi

→ Nếu OA lớn (vật ở càng xa phia mắt) thì ảnh A’B’ nhỏ và ngược lại. (1)

– ΔOIF ∼ ΔA’B’F (g.g), ta có:

⇔ OA’/OF’ = A’B’/AB + 1 

Vì OA’ và AB không đổi, vậy nên nếu A’B’ nhỏ → OF’ lớn và ngược lại. (2)

Từ (1) và (2) ta có: Nếu OA càng lớn → A’B’ càng nhỏ, OF càng lớn và ngược lại. Có nghĩa là khi ta nhìn các vật ở phía càng xa → Tiêu cự của mắt càng lớn, khi nhìn các vật càng gần → Tiêu cự của mắt càng nhỏ.

Câu C5 | Trang 130 SGK Vật Lý 9 

Một người đứng cách 20m với một cột điện. Cột điện có chiều cao 8m. Nếu coi khoảng cách tính từ thể thủy tinh tới màng lưới của mắt người ấy là 2cm vậy thì ảnh của cột điện ở trên màng lưới sẽ cao bao nhiêu centimet?

Hướng dẫn trả lời

Quá trình tạo ra ảnh của thể thủy tinh được mô phỏng lại bằng hình vẽ sau: (coi màn PQ như màng lưới ở trên võng mạc của mắt).

AB là ký hiệu cột điện, ảnh của cột điện ở trên màng lưới là A’B’, thể thủy tinh là một thấu kính hội tụ đặt tại O. Ta có: 

• AO = 20m = 2000cm; 
• A’O = 2cm;
•  AB = 8m = 800cm.

Hai tam giác ABO ∼ A’B’O, ta có:

A’B’/AB = OA’/OA ⇔ A’B’ = AB.OA’/OA

→ Chiều cao của ảnh cột điện ở trên màng lưới là:

A’B’ = AB.OA’/OA = 800.2/2000 = 0,8cm

Câu C6 | Trang 130 SGK Vật Lý 9 

Khi nhìn một vật tại điểm cực viễn thì tiêu cự của thể thủy tinh sẽ ngắn hay dài nhất? Khi nhìn một vật tại điểm cực cận thì tiêu cự của thể thủy tinh sẽ ngắn hay dài nhất?

Hướng dẫn trả lời

• Cách 1:

Áp dụng kết quả đã thu được ở câu C2. Ta được:

Khi nhìn một vật tại điểm cực viễn thì tiêu cự của thể thủy tinh là dài nhất. Khi nhìn 1 vật tại điểm cực cận thì tiêu cự của thể thủy tinh là ngắn nhất.

• Cách 2:

Sử dụng công thức thấu kính đã cho ở trường hợp vật thật cho ảnh thật đã chứng minh từ câu C6 – Bài 43 Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ ta có:

Trong đó:

• f là tiêu cự của thể thủy tinh; 
• d là khoảng cách từ vật tới mắt; 
• d’ là khoảng cách từ ảnh (màng lưới) tới thể thủy tinh.

Ta thấy rằng d’ không đổi, vậy nên khi nhìn vật tại điểm cực viễn thì d tăng đến lớn nhất ⇒ 1/d nhỏ nhất ⇒ 1/f nhỏ nhất ⇒ f lớn nhất nghĩa là thể thủy tinh sẽ dài nhất.

Ngược lại, nếu nhìn tại điểm cực cận thì d nhỏ nhất ⇒ 1/d lớn nhất ⇒ 1/f lớn nhất ⇒ f nhỏ nhất nghĩa là thể thủy tinh sẽ ngắn nhất.

 

III – Bài tập Trắc nghiệm chuyên đề Mắt

Bài 1: Những bộ phận quan trọng nhất trong mắt là:

A) Thể thủy tinh cùng với thấu kính

B) Thể thủy tinh cùng với màng lưới

C) Màng lưới cùng với võng mạc

D) Con ngươi cùng với thấu kính

Trả lời

Hai bộ phận quan trọng nhất của mắt chính là Thể thủy tinh và Màng lưới ( hay còn được gọi là võng mạc)

→ Đáp án B

Bài 2: Ảnh của một vật in ở trên màng lưới của mắt là  

A) Ảnh ảo nhỏ hơn vật.

B) Ảnh ảo lớn hơn vật.

C) Ảnh thật nhỏ hơn vật.

D) Ảnh thật lớn hơn vật.

Trả lời

Ảnh của vật mà ta nhìn hiện ở trên màng lưới có đặc điểm chính là: ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn so với vật.

→ Đáp án C

Bài 3: Khi nhìn rõ một vật vậy thì ảnh của vật đó nằm ở:

A) Thể thủy tinh của mắt.

B) Võng mạc của mắt.

C) Con ngươi của mắt.

D) Lòng đen của mắt.

Trả lời

Ảnh của vật mà ta nhìn hiện ở trên màng lưới có các đặc điểm là: ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật.

Ta có, màng lưới hay còn được gọi là võng mạc

→ Đáp án C

Bài 4: Thể thủy tinh của mắt về phương diện quang học giống như là:

A) Gương cầu lồi

B) Gương cầu lõm

C) Thấu kính hội tụ

D) Thấu kính phân kì

Trả lời

Thể thủy tinh là một thấu kính hội tụ bằng một chất trong suốt và mềm

→ Đáp án C

Bài 5: Mắt tốt khi nhìn vật ở phía xa mà mắt không phải điều tiết vậy thì ảnh của vật ở:  

A) Trước màng lưới của mắt.

B) Trên màng lưới của mắt.     

C) Sau màng lưới của mắt.

D) Trước tiêu điểm của thể thủy tinh của mắt.

Trả lời

Ta có: Dù mắt có cần phải điều tiết hay không điều tiết nếu muốn để nhìn thấy vật thì ảnh của vật mà ta nhìn hiện ở trên màng lưới của mắt

→ Đáp án B

Bài 6: Để ảnh của một vật cần quan sát hiện rõ nét ở trên màng lưới, mắt điều tiết bằng cách:

A) Thay đổi khoảng cách từ thể thủy tinh tới màng lưới.

B) Thay đổi đường kính con ngươi.

C) Thay đổi tiêu cự thể thủy tinh.

D) Thay đổi tiêu cự thể thủy tinh và khoảng cách từ thể thủy tinh tới màng lưới.

Trả lời

Để nhìn rõ được các vật ở các vị trí xa gần khác nhau thì mắt cần phải điều tiết để ảnh hiện rõ ở trên màng lưới bằng cách co giãn thể thủy tinh (làm thay đổi tiêu cự của thể thủy tinh).

→ Đáp án C

Bài 7: Khi nói về mắt, câu phát biểu nào dưới đây là đúng?

A) Điểm cực viễn là điểm xa mắt nhất mà khi đặt vật tại đó thì mắt cần điều tiết mạnh nhất mới nhìn rõ.

B) Điểm cực cận là điểm gần mắt nhất mà khi đặt vật tại đó thì mắt không cần điều tiết vẫn nhìn rõ được.

C) Không thể quan sát được vật khi đặt vật tại điểm cực viễn của mắt.

D) Khi quan sát vật tại điểm cực cận, mắt cần phải điều tiết mạnh nhất.

Trả lời

A – Sai vì: Điểm xa nhất mà mắt khi không điều tiết có thể nhìn rõ được được gọi là điểm cực viễn

B – Sai vì: Điểm cực cận là điểm gần nhất mà mắt có thể nhìn thấy được và khi nhìn vật tại điểm cực cận mắt cần phải điều tiết lớn nhất

C – Sai vì: Điểm xa nhất mà mắt có thể nhìn thấy rõ được khi không cần điều tiết gọi là điểm cực viễn

D – Đúng

→ Đáp án D

Bài 8: Khi nói về mắt, câu phát biểu nào dưới đây là sai?  

A) Khi nhìn vật ở phía xa thì tiêu cự của thể thủy tinh mắt lớn nhất.

B) Khi nhìn vật ở xa vô cực mắt cần phải điều tiết tối đa.

C) Khoảng cách để nhìn rõ ngắn nhất của mắt thay đổi tùy theo độ tuổi.

D) Mắt tốt, khi quan sát mà không cần phải điều điều tiết thì tiêu điểm của thể thuỷ tinh nằm ở trên màng lưới.

Trả lời

A, C, D – Đúng

B – Sai vì: Khi nhìn vật ở phía xa vô cực (điểm cực viễn) thì mắt không cần phải điều tiết.

→ Đáp án B

Bài 9: Mắt người có thể nhìn thấy rõ một vật khi vật đó nằm trong khoảng   

A) từ điểm cực cận tới mắt.

B) từ điểm cực viễn tới vô cực.

C) từ điểm cực cận tới điểm cực viễn.

D) từ điểm cực viễn tới mắt.

Trả lời

Khoảng cách từ điểm Cc tới Cv được gọi là giới hạn nhìn rõ của mắt

=> Mắt người có thể nhìn thấy rõ được một vật khi vật đó nằm ở trong khoảng giới hạn nhìn rõ này.

→ Đáp án C

Bài 10: Khoảng cách nào sau đây được xem là khoảng nhìn thấy rõ của mắt?

A) Khoảng cách từ điểm cực cận tới điểm cực viễn.

B) Khoảng cách từ mắt tới điểm cực viễn.

C) Khoảng cách từ mắt tới điểm cực cận.

D) Khoảng cách từ thể thủy tinh tới màng lưới.

Trả lời

Khoảng cách từ điểm Cc tới Cv được gọi là giới hạn nhìn rõ của mắt

→ Đáp án A

Vậy là chúng ta đã tham khảo toàn bộ bài viết về chuyên đề Mắt trong chương trình Vật Lý 9 do HOCMAI tổng hợp và biên soạn. Nếu có bất kì câu hỏi hay thắc mắc nào cần được giải đáp. Hãy để lại bình luận ngay dưới bài viết cho chúng tôi nhé!