Định luật khúc xạ ánh sáng. Đường đi tia sang qua mặt phẳnng phân
giới 2 môi trường chiết suất khác nhau
Hiện tượng phản xạ toàn phần
Góc tới hạn. Ứng dụng hiện tượng pxạ toàn phần
Mặt cầu khúc xạ. Xem ở đoạn sau khi nói về mô hình con mắt ước
lược
Công thức thấu kính mỏng

1 1 1
+ =
s' s f
D = 1 / f – độ tụ của thấu kính, đơn vị m-1 hay diop
s dấu (+) nếu là vật thật , dấu (-) nếu vật ảo
s’ dấu (+) nếu là ảnh thật , dấu (-) nếu là ảnh ảo
f dấu (+) đối với thấu kính hội tụ , dấu (-) đối với thấu kính phân kì

Cận điểm & viễn điểm
•
Cận điểm là khoảng cách điểm vật gần mắt nhất mà mắt (tức thủy
tinh thể) có thể điều tiết để tạo ảnh điểm trên võng mạc. Mắt tốt thường
có cận điểm cách mắt 25 cm
•
Viễn điểm của mắt là khoảng cách điểm vật xa mắt nhất mà mắt
(tức thủy tinh thể) thư giãn hoàn toàn có thể tạo ảnh điểm trên võng
mạc.Mắt bình thường có viễn điểm ở xa vô cùng


Cận thị. Phân loại
Cận thị : viễn điểm không phải xa vô cùng. Mắt thư giãn hoàn toàn, chùm
tia song song hội tụ tại một điểm trước võng mạc
Kính bổ trợ: kính phân kì để nhìn xa

Cận thị “trục” :
Quang hệ giác mạc + thủy tinh thể khi thư giãn tối đa có độ tụ như
mắt bình thường .
Khoảng cách võng mạc – thủy tinh thể lớn hơn bình thường do
bẩm sinh hoặc mắc phải (mắt dài ra)
Cận thị “khúc xạ”:
- Khoảng cách võng mạc – thủy tinh thể bình thường
- Độ tụ nhỏ nhất của quang hệ giác mạc + thủy tinh thể (khi mắt thư
giãn tối đa) lớn hơn mức bình thường.
- Một số lí do cơ bản
 độ cong giác mạc quá lớn
 khả năng điều tiết thủy tinh thể kém đi, cơ vòng không thể giãn đến
mức cần thiết (biên độ giãn max giảm)
 chiết suất các chất dịch thay đổi
Viễn thị. Lão thị
Ảnh của vật ở khoảng cách tương ứng cận điểm đối với người mắt tốt rơi
ra sau võng mạc. Thí dụ ảnh của vật ở cách mắt 25 cm rơi ra sau võng
mạc
Mắt viễn thị nhìn xa tốt nhưng khi nhìn ở xa vô cùng vẫn phải điều tiết
(không thư giãn hoàn toàn)
Kính bổ trợ : kính hội tụ để nhìn gần
Loạn thị
•
Mắt nhìn vật ở mọi khoảng cách đều bị mờ
•
Mắt nhìn một điểm lại ra thành một đoạn thẳng hoặc một quầng
nhòe
•
Nguyên nhân: độ cong giác mạc không đều.
•

Ví dụ : thay vì là mặt cầu , giác mạc có dạng như mặt lồi của cái
thìa hay quả bóng bầu dục


•
Khắc phục: đeo kính là thấu kính trụ.
•
Trường hợp loạn thị đều, cần xác định phương của 2 trục vuông
góc mà độ cong giác mạc là lớn nhất và nhỏ nhất. Số đo độ loạn thị khi
đó sẽ là hiệu số độ tụ lớn nhất và nhỏ nhất của giác mạc. Độ tụ của thấu
kính trụ theo phương song song trục hình trụ bằng không, độ tụ theo
phương vuông góc trục hình trụ khác không và bằng số đo độ loạn thị của
mắt về trị tuyệt đối. Phương độ tụ lớn nhất của hình trụ phải trùng với
phương độ tụ nhỏ nhất của giác mạc. Dễ thấy rằng, khi đeo kính, thấu
kính trụ sẽ cân bằng chênh lệch độ tụ không đều của giác mạc
Các bài tập về kính bổ trợ mắt tật áp dụng công thức thấu kính
mỏng


1 1 1
+ =
s' s f
Chú ý: Một vật thật không nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt tật
qua thấu kính trợ giúp tạo ảnh ảo nằm trong khoảng nhìn rõ của
mắt, do đó
+ vật luôn là vật thật à s > 0
+ ảnh qua thấu kính luôn là ảnh ảo à s ’< 0
Bài tập minh họa
1 - Khoảng nhìn rõ của một người là 15 – 50 cm. Người đó phải đeo kính
có độ tụ bao nhiêu để nhìn xa bình thường

2 - Kính phải có độ tụ bao nhiêu cho ngươi viễn có khoảng cực cận 100
cm làm việc trên máy tính có màn hình cách mắt 50 cm ( coi khoảng cách
từ kính đeo đến mắt là 2 cm)
Khả năng phân ly của mắt
Góc α min – góc nhìn vật tối thiểu mà mắt có thể phân biệt được hai
điểm đầu cuối của vật – gọi là góc phân ly tối thiểu của mắt
Mắt bình thường ở điều kiện chiếu sáng tốt có góc phân ly tối thiểu là 1
phút
Thị lực
• Nghịch đảo của α min (tính theo phút) gọi là thị lực của mắt. Thị lực
T = 1/ αmin thường qui về n/10
• Mắt bình thường có thị lực là 10/10 do α min là 1 phút
• Mắt các loài chim săn mồi như đại bàng, chim ưng có thể bằng 7÷10
lớn hơn mắt người
• Nhìn bảng chữ cái D – khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 điểm mắt phân
biệt được, L –k/c từ mắt đến đối tượng. T có thể tính như sau
α min ≈ D / L (radian) = 3394. D / L (phút)
T = 1/ α min =1/3394 . (L / D)
MẶT CẦU KHÚC XẠ (MCKX) VÀ CON MẮT ƯỚC LƯỢC


Tạo ảnh bởi mặt cầu khúc xạ
(có nhiều qui định về dấu khác nhau trong các công thức, ở đây trình
bầy một qui định về dấu đơn giản và dễ nhớ nhất)
1.
Ánh sáng truyền từ trái sang phải
2.
Đỉnh O = gốc tọa độ, mọi khoảng cách đo từ đây
3.
R : dấu (+) nếu tâm C bên phải O, dấu (-) nếu C bên trái

4.
OP = s : dấu (+) nếu là vật thật (nằm bên trái O), dấu (-) vật ảo
( bên phải O)
5.
OP’ = s’: dấu (+) nếu là 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 trong mô hình MCKX tổng
hợp của mắt lấy là 1,33
n – chiết suất môi trường không khí ngoài mắt lấy là 1


MCKX có hai tiêu cự nhưng trong mô hình con mắt ước lược ta chi cần
quan tâm tiêu cự của MCKX được mô tả trong hình vẽ ở trên tức tia sáng
đi từ ngoài măt (trái) vào trong mắt (phải). Chùm tia song song hội tụ tại
điểm F’ cách đỉnh O là f ’- tiêu cự của mắt

s = ∞ ⇒ s' = f ' =

n' R
n' − n


hay

n' − n n'
=
R
f'

Thay vào công thức tạo ảnh bởi MCKX (*) ở đầu ta có công thức tạo
ảnh khác phục vụ cho các tính toán liên quan đến mô hình MCKX của
con mắt ước lược

n n' n'
+ =
s s' f '
f ’ là tiêu cự của MCKX trong mô hình con mắt ước lược, f ’ thay đổi
tùy theo sự điều tiết của mắt. Đối với mắt tốt khi thư giãn hoàn toàn có
tiêu cự f ’ max và võng mạc của mắt nằm trên mặt phẳng tiêu của
MCKX.
Tóm tắt về mô hình MCKX tổng hợp của con mắt ước lược
- Tương đương mặt cầu tưởng tượng ngăn cách môi trường
không khí với môi trường chất lỏng tổng hợp bên trong mắt
- Đối với mắt tốt khi thư giãn hoàn toàn MCKX tưởng tượng có
bán kính cong R = 5mm, đỉnh O cách giác mạc 2mm, và cách
võng mạc 20 mm, chiết suất của môi trường chất lỏng trong mắt là
1,33.
- Đối với mắt tốt của một người điển hình thì tiêu cự của quang
hệ được mô tả ở trên

f '=


n' R 1,33 × 5
=
≈ 20mm
n'−n 1,33 − 1


Bài tập minh họa:
1 - Viễn điểm của một người là 50 cm . Tính tiêu cự của con mắt ước
lược của người này lúc thư giãn hoàn toàn. Biết khoảng cách từ đỉnh con
mắt ước lược tới võng mạc là 2cm và chiết suất môi trường bên trong mắt
là 1,333.
Gợi ý: vật ở khoảng cách 50 cm khi mắt thư giãn hoàn toàn tạo ảnh rơi
trên võng mạc à f’ max=?
2 - Một người trước đây mắt tốt nay bị cận và có khoảng cực viễn 50 cm.
Được biết rằng tật cận thị của người này không liên quan đến khả năng
điều tiết của mắt mà chỉ do chiều dài trục trước sau của mắt đã bị thay
đổi. Vậy khi bị cận độ dài trục trước-sau của mắt tăng lên bao nhiêu so
với khi còn tốt?
Gợi ý : Khi thư giãn hoàn toàn mắt người đó vẫn có tiêu cự như khi chưa
bị cận f’ max. Nhưng võng mạc giờ đây cách đỉnh lưỡng chất cầu của
con mắt ước lược một k/c lớn hơn khi mắt còn tốt. Ta coi f’ max của
người này cũng giống như một con mắt tốt điển hình khác là 2 cm (hơn
kém chút ít không ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tính toán). Giờ đây,
mắt đã hơi “thuỗn” ra nên khi thư giãn hoàn toàn, vật cách mắt 50 cm
mới tạo được ảnh rơi đúng vào võng mạc à s’ = ? à so sánh với f’ max