Biên Soạn: Võ Minh Đoan Ôn tập – Vât lý 11 – Mắt và dụng cụ quang học 1 MẮT VÀ DỤNG CỤ QUANG HỌC Bài 1: Mắt một của người có điểm cực cận cách mắt 10 cm, điểm cực viễn cách mắt 1m. 1. Mắt bị tật gì. Người này cần đeo kính gì và tiêu cự bao nhiêu để nhìn rõ vật ở xa vô cực mà không điều tiết. 2. Khi đeo kính trên, người này nhìn được vật gần nhất cách mắt bao nhiêu. Biết kính đeo sát mắt. Bài 2: Mắt của một quan sát viên có cận điểm cách mắt 15 cm và khoảng nhìn rõ là 35cm. 1. Quan sát viên cần đeo sát mắt một thấu kính loại nào và tụ số bao nhiêu để nhìn rõ vật đặt cách mắt 20 cm mà không điều tiết. Tính khoảng cực cận khi đeo kính. 2. Quan sát viên nhìn đáy hồ nước sâu 1 m. Mắt đặt cách mặt nước 10 cm. Quan sát viên có nhìn rõ đáy hồ không nếu: a. Không mang kính. b. Mang kính nói trên. Trong trường hợp này, mắt nhìn thấy đáy hồ cách mắt bao nhiêu. Cho biết chiết suất của nước là 4/3. Bài 3: Một người có giới hạn nhìn rõ cách mắt từ 10 cm đến 100 cm. 1. Mắt người này bị tật gì? Vì sao? Xác định độ biến thiên độ tụ của thủy tinh thể của mắt người này từ trạng thái không điều tiết đến trạng thái điều tiết tối đa. 2. Người này dùng gương cầu lõm bán kính R = 75 cm để soi mặt. Hỏi phải đặt gương cách mắt bao nhiêu để người ấy nhìn thấy ảnh của mình cùng chiều khi mắt không điều tiết. Vẽ hình trong trường hợp này. Bài 4: Một người viễn thị nhìn được gần nhất cách mắt 50 cm. 1. Muốn đọc sách rõ nhất ở khoảng cách 20 cm thì người này phải đeo kính gì và có độ tụ bằng bao nhiêu? 2. Sau khi đeo kính, người này nhìn gần nhất và xa nhất được bao nhiêu? Coi kính đeo sát mắt. Bài 5: Một người cận thị có khoảng nhìn rõ từ 10 cm đến 100 cm. 1. Muốn nhìn được vật ở xa vô cực mà không điều tiết thì mắt phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? 2. Sau khi đã đeo kính rồi thì mắt có thể nhìn rõ vật trong giới hạn nào? 3. Muốn đọc sách rõ nhất như mắt bình thường thì mặt phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? Nếu không muốn thay kính thì phải dán thêm vào phần dưới của thấu kính cũ (ở câu 1) một thấu kính loại nào và có tiêu cự bao nhiêu? Coi kính đeo sát mắt. Bài 6: Một thấu kính hội tụ (L1) tạo một ảnh thật cao bằng nửa vật khi vật đặt cách thấu kính 15 cm. 1. Tính tiêu cự và độ tụ của kính (L1). 2. Đặt kính (L1) cách mắt một người 5 cm rồi dichuyển một vật trước kính thì thấy rằng mắt nhìn rõ vật cách mắt từ 75 mm đến 95 mm. Xác định khoản cực cận và cực viễn của mắt. 3. Mắt người này mắt tật gì? Muốn nhìn rõ các vật ở xa mà không điều tiết thì người đó phải đeo kính (L2) có độ tụ bằng bao nhiêu? Xác định điểm cực cận khi đeo kính (L2). Coi kính đeo sát mắt. Bài 7: Vật kính của một máy ảnh có dạng phẳng - lồi làm bằng thủy tinh có chiết suất n =1,6. Bán kính cong của mặt lồi là R = 6cm. 1. Tính độ tụ của thấu kính. 2. Dùng máy ảnh này để chụp ảnh một người chạy ngang qua với vận tốc 18 km/h theo phương vuông góc với trục chính của vật kính, cách máy ảnh 5m. Hỏi thời gian mở ống kính tối đa là bao lâu để ành vẫn còn rõ ? Biết rằng ảnh không bị nhòe khi một điểm ảnh không dịch chuyển quá 0,2 mm trên phim. Bài 8: Một người viễn thị có cực điểm cách mắt 1,2m muốn đọc một quyển sách cách mắt 30 cm. 1. Tính độ tụ của thấu kính phải đeo để đọc rõ nhất.Coi mắt đặt sát kính. 2. Nếu người này chỉ có loại kính có tiêu cự 36 cm thì phải đặt kính cách mắt bao nhiêu để thấy được rõ nhất? Quyển sách vẫn đặt cách mắt 30 cm. Bài 9: Một học sinh do thường xuyên đặt sách cách mắt 11 cm khi đọc nên sau một thời gian học sinh này không còn nhìn rõ được những vật ở cách mắt hơn 101 cm. 1. Mắt của học sinh này bị tật gì? Có những cách nào để khắc phục tật đó? 2. Xác định khoảng nhìn rõ của mắt khi học sinh này đeo kính để nhìn rõ những vật ở xa vô cùng mà mắt không điều tiết? Biết kính đeo cách mắt 1 cm. Bài 10: Một người có mắt cận thị khi về già chỉ nhìn rõ được những vật cách mắt từ 0,4 m đến 1 m. 1. Người này phải đeo kính (L1) loại gì và độ tụ bằng bao nhiêu để mắt nhìn rõ những vật ở xa vô cực mà không điều tiết? Biờn Son: Vừ Minh oan ễn tp Võt lý 11 Mt v dng c quang hc 2 2. cú th c sỏch cỏch mt 20 cm khi mt iu tit ti a, ngi ny cn gn thờm vo phn di ca (L1) mt thu kớnh hi t (L2) cú t bng bao nhiờu. (Khi c, mt nhỡn qua c (L1) v (L2). Bit kớnh eo sỏt mt. Bi 11: Khi eo sỏt mt cn th mụt thu kớnh phõn k cú t D = -1dp, mt nhỡn rừ vt vụ cc m khụng phi iu tit v nhỡn rừ vt t cỏch 25 cm nu iu tit ti a. 1. t ca mt cú th thay i trong khong no, cho bit khong cỏch t quang tõm ca mt n vừng mc l 16 mm. 2. Nu thay thu kớnh trờn bng mt thu kớnh phõn k cú t -0,5 dp thỡ mt cú th nhỡn rừ vt t trong khong no trc mt? Bi 12: Mt kớnh lỳp trờn vnh kớnh cú ghi kớ hiu X12,5. 1. Kớ hiu trờn cú ý ngha gỡ? 2. Mt cú khong cc cn 20 cm t ti tiờu im nh ca kớnh nhỡn vt AB di gúc trụng 0,05 rad. Xỏc nh ln ca AB v gúc trụng nh AB ca vt AB khi mt iu tit ti a. Bi 13: Mt kớnh hin vi cú vt kớnh (L1) cú tiờu c f1 = 10 cm, th kớnh (L2) cú tiờu c f2 = 2 cm v di quang hc = 18 cm. Mt bỡnh thng cú im cc cn cỏch mt 25cm t ti tiờu im nh ca th kớnh. 1. Xỏc nh phm vi t vt trc vt kớnh mt cú th nhỡn rừ nh ca vt qua kớnh. 2. Quan sỏt nh ca mt hng huyt cu cú ng kớnh 7 mm qua kớnh. Tớnh gúc trụng nh ca cỏc hng huyt cu qua kớnh trong trng hp ngm chng vụ cc. Bi 14: Mt kớnh hin vi hc sinh cú vt kớnh cú tiờu c f1 = 2,4 cm, th kớnh cú tiờu c f2 = 4 cm v khong cỏch gia hai kớnh bng 16 cm. Mt vt AB t trc vt kớnh. 1. Mt hc sinh A khụng cú tt cú khong nhỡn rừ ngn nht l 24 cm. Hc sinh ny quan sỏt nh ca vt AB trng thỏi khụng iu tit. Tớnh khong cỏch t vt AB n vt kớnh v bi giỏc trong trnghp ny. 2. Mt hc sinh B cú im cc vin cỏch mt 36 cm quan sỏt tip ngay sau hc sinh A. Hi phi dch chuyn vt AB nh th no khi B t mt sỏt vo th kớnh thỡ s nhỡn rừ nh ca AB m khụng phi iu tit. Bi 15: Vt kớnh ca mt kớnh thiờn vn cú tiờu c f1 = 1,2 m. 1. Hi th kớnh phi cú tiờu c f2 bng bao nhiờu cho kớnh cú bi giỏc G = 60 khi h vụ tiờu. 2. Kớnh ang trng thỏi vụ tiờu. Hi phi dch chuyn th kớnh nh th no cú th ghi lờn phim mt nh ln hn nh cho bi vt kớnh 5 ln. Khi ú phim t ti õu? 3. nh ca hai ngụi sao (coi nh hai im) chp c trờn phim s phõn bit c nu chỳng cỏch xa nhau 30 cm tr lờn. Tớnh c giỏc nh nht ca hai ngụi sao, sao cho nh ca chỳng cú th phõn bit c trờn phim. Chuyờn 1: CC TT CA MT V CCH SA Bi 1: Mắt của một nguời có điểm cực viễn C v điểm cực cận C c cách mắt lần luợt l 0,5m v 0,15m. a. Nguời ny bị tật gì về mắt .[ ĐS: Cận thị ] b. Phải ghép sát vo mắt thấu kính có độ tụ bao nhiêu đẻ nhìn thấy vật đặt cách mắt 20m không phải điều tiết.[ ĐS: D=-1,95dp] c. Ngời ny quan sát một vật cao 4cm cách mắt 0,5m. Tính góc trông của vật qua mắt thuờng v mắt mang kính nói ở câu b.[ ĐS: 0,08rad] Bi 2: Một mắt thuờng về gi khi điều tiết tối đa thì tăng độ tụ của thủy tinh thể 1dp. a. Xác định điểm cực cận v cực viễn.[ ĐS: 100cm, vô cực] b. Tính độ tụ của thấu kính phải mang để mắt thấy một vật cách mắt 25cm không phải điều tiết, biết kính cách mắt 2cm. [ĐS: D=4,35dp] Bi 3: Một mắt cận thị về gỡa có điểm cực viễn v cực cận cách mắt lần luợt l 100cm v 40cm. a. Tính độ tụ của thấu kính phải ghép sát vo mắt để nhìn thấy vật ở vô cực không phải điều tiết [ĐS: D=-1dp] b. Để có thể dùng kính L1 nói trên khi đọc sách ngời ta ghép sát vo phần dới của L1 thấu kính L2 sao cho khi mắt nhìn qua hệ thấu kính ny có thể đọc sách đặt cách mắt 20cm. Tính tiêu cự của L2 [ĐS: f2=28,6cm] c. L2 l một thấu kính mỏng, có hai mặt cầu cùng bán kính R. Thủy tinh lm thấu kính có chiết suất n=1,5. Tính R. [ĐS: R=28,6cm] Bi 4: Mắt của một nguời cận thị có điểm cực viễn cách mắt 20cm. a. Để sửa tật ny nguời đó phải đeo kính gì v có độ tụ băng bao nhiêu đ nhìn rõ các vật xa vô cùng không phải điều tiết. [ĐS: phân kì, -5dp]. Biờn Son: Vừ Minh oan ễn tp Võt lý 11 Mt v dng c quang hc 3 b. Nguời ny muốn đọc một thông báo cách mắt 40cm nhng không có kớnh cận m lại sử dụng một thấu kính phân kì có tiêu cự 15cm. Để đọc đuợc thông báo trên m không phải điều tiết thì phải đặt thấu kính phân kì cách mắt bao nhiêu? [ĐS: 10cm]. Bi 5: Một nguời cận thị phải đeo kính có độ tụ -4dp mới nhìn rõ các vật ở xa vô cùng. Khi đeo kính nguời đó chỉ đọc đợc trang sách cách mắt ít nhất l 25cm. a. Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt nguời cận thị ny.[ ĐS: từ 12,5cm đến25cm]. b. Nguời ny không đeo kính nhng mun quan sát chi tiết của một hình vẽ ở đáy chậu. Mắt chỉ có thể đặt cách đáy chậu ít nhất 16cm. Phải đổ nuớc đén độ cao trong chậu để nguời ny quan sát đuợc hình vẽ với góc trông lớn nhất? [ĐS: 14cm] Bi 6: Một nguời cận thị phải đeo sát mắt một kính có độ tụ -2dp để nhìn rõ các vật nằm cách mắt từ 20cm đến vô cực . a. Xác định giới hạn nhìn rõ của mắt nguời ấy khi không đeo kính. [ĐS: từ 14,3cm đến50cm] b. Nguời ấy không đeo kính v soi mình truớc một guơng cầu lõm có tiêu cự 40cm. Hỏi guơng phải đặt cách mắt một khoảng bao nhiêu? [ĐS: 6,5cmd17,8cm]. Bi 7: Một nguời đứng tuổi khi phải nhìn những vật ở xa thì không phải đeo kính v mắt không phải điều tiết. Nhng khi đeo kính số 1 thì đọc đuợc trang sách đặt cách mắt gần nhất l 25cm . a. Xác định khoảng cách từ mắt nguời ấy đén điểm cực cận v điểm cực viễn khi không đeo kính. [ ĐS: OCc = 33,33cm; OCv = ]. b. Xác định độ biến thiên độ tụ của mắt nguời ấy tù trạng thái điều tiết cực đại đến trạng thái mắt không điều tiết. [ĐS: D=3dp] Bi 8: Một nguời nhìn rõ đuợc những vật ở xa nhất cách mắt 50cm v ở gần nhất cách 15cm. a. Mắt bị tật gì? Tính độ tụ của kính nguời ấy phải đeo để sửa tật, kính đeo sát mắt. Khi đeo kính nguời ấy nhìn rõ đuợc những vật no truớc mắt . [ ĐS: -2dp và 21,4cm đến vô cực] c. Nguời ấy không đeo kính v soi mặt mình trong một guơng cầu lõm bán kính 120cm. Hỏi phải đặt guơng trong khoảng no trc mắt để nguời ấy nhìn thấy ảnh của mình trong guơng. [ĐS: 7cm d20cm] Bi 9: Một nguời mang kính có độ tụ D=-2dp chỉ có thẻ nhìn rõ đuợc những vt nhìn cách mắt từ 20cm đến vô cực. a. Mắt nguời ny bị tật gì? [ĐS: cận thị]. b. Nguời ny không mang kính v dùng một kính lúp , trên vnh kính lúp có ghi ký hiệu X5 để quan sát một vật nhỏ . Kính đặt cách mắt 5cm. Hỏi phải đặt vật trong khoảng no truớc kính . Tính độ bội giác thu đợc [ĐS: 3,25cmd4,5cm; Gc =Gv=2,86] Chuyờn 2: CC DNG C QUANG HC B TR CHO MT Bi 1: Một kính lúp l thấu kính hội tụ có độ tụ +10 dp. a. Tính số bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực. [ĐS: 2,5] b. Tính số bội giác của kính v số phóng đại của ảnh khi nguời quan sát ngắm chừng ở điểm cực cận. Cho biết OCc =25cm. Mắt đặt sát kính. (ĐS: G = |k| = 3,5) Bi 2: Một nguời cận thị có các điểm Cc, Cv cách mắt lần luợt 10cm v 50 cm. Nguời ny dùng kính lúp có độ tụ +10 dp để quan sát một vật nhỏ. Mắt đặt sát kính. a. Vật phải đặt trong khoảng no truớc kính? [ĐS: 5cm d 8,3 cm] b. Tính số bội giác của kính v số phóng đại của ảnh trong các truờng hợp sau: Ngắm chừng ở Cv.[ ĐS:6] Ngắm chừng ở vô cực [ĐS: k=2 vàG=12] Bi 3: Kính lúp có f = 4cm. Mắt nguời quan sát có giới hạn nhìn rõ từ 11cm đến 65cm. Mắt đặt cách kính 5cm. a. Xác định phạm vi ngắm chừng [ĐS: 2,43,75cm] b. Tính số bội giác của kính ứng với truờng hợp mắt không điều tiết [ĐS: 2,7] Bi 4:Một nguời đứng tuổi khi nhìn những vật ở xa thì không phải đeo kính nhung khi đeo kính có độ tụ số 1dp thì đọc đuợc trang sách đặ cách mắt gần nhất là 25cm. a. Xác định vị trí của các điểm cực viễn và cực cận của mắt ngời ny. [ĐS: ; 33,3cm] b. Xác định độ biến thiên của độ tụ mắt nguời ny từ trạng thái không điều tiết đến điều tiết tối đa. [ĐS:D = 3dp] c. Nguời ny bỏ kính ra v dùng một kính lúp trên vnh có ghi x8 để quan sát một vật nhỏ (lấy D = 25cm). Mắt cách kính 30 cm. Phải đặt vật trong khoảng no truớc kính ? Xác định phạm vi biến thiên của độ bội giác ảnh [ĐS: 1,61cm d 3,13cm ; 2,07 G 10,67] Biờn Son: Vừ Minh oan ễn tp Võt lý 11 Mt v dng c quang hc 4 Bi 5: Một nguời cận thị có điểm cực viễn cách mắt 50 cm. a. Xác định độ tụ của kính m nguời ny phải đeo để có thể nhìn rõ một vật ở xa vô cùng không điều tiết [ĐS : D= -2 dp] b. Khi đeo kính, nguời ny có thể đọc c trang sách cách mắt ngần nhất l 20cm. [ĐS: OCc = 14,3 cm] c. Để đọc đuợc những dòng chữ nhỏ m không cần phải điều tiết, nguời ny bỏ kính ra v dùng một kính lúp có tiêu cự 5cm đặt sát mắt. Khi đó phải đặt trang sách cách kính lúp bao nhiêu ? Tính số bội giác của ảnh. [ĐS: Cách 4,54 cm; G= 3,14] Bi 6: Vật kính v thị kính của một kính hiển vi có các tiêu cự lần luợt l f1 = 1cm; f2 = 4cm, hai kính cách nhau 17cm. a. Tính số bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực.Cho D = 25cm. [ĐS: = 75] b. Tính số bội giác của kính và số phóng đại của ảnh khi ngắm chừng ở điểm cực cận. [ĐS= 91] Bi 7: Vật kính v thị kính của một kính hiển vi có các tiêu cự lần luợt l f1 = 1cm; f2 = 4cm. Độ di quang học của kính l = 15cm. Nguời quan sát có điểm Cc cách mắt 20cm và điểm Cv ở vô cực. Hỏi phải đặt vật trong khoảng no truớc kính ? [ĐS: d = 0,03m] Bi 8: Vật kính v thị kính của một kính hiển vi có tiêu cự lần luợt l 4mm v 25mm. Các quang tâm cách nhau 160mm. a. Định vị trí vật để ảnh sau cùng ở vô cực. [ĐS: Cách vật kính 4,122mm] b. Phải rời ton bộ kính theo chiều no, bao nhiêu, để có thể tạo đuợc ảnh của vật lên mn đặt cách thị kính 25cm?Tính độ lớn cuả ảnh biết rằng độ lớn của vật l 1mm. [ĐS: Lùi 2,7 m ; 288mm] Bi 9: Kính hiển vi có vật kính O1 tiêu cự f1 = 0.8cm v thị kính O2 tiêu cự f2 = 2cm. Khoảng cách giữa hai kính l l = 16m. a. Kính đuợc ngắm chừng ở vô cực. Tính khoảng cách từ vật đến vật kính v số bội giác. Biết nguời quan sát có mắt bình thuờng với khoảng nhìn rõ ngắn nhất là D =25cm. [ĐS: d1=O,848cm; Gx=206] b. Giữ nguyên vị trí vật và vật kính, ta dịch thị kính một khoảng nhỏ để thu đuợc ảnh của vật trên mn đặt cách thị kính (ở vị trí sau) 3Ocm. Tính độ dịch chuyển của thị kính, xác định chiều dịch chuyển. Tính số phóng đại của ảnh. [ĐS: Dời ra xa vật kính đoạn 0,143cm; k =231] Bi 10: Vật kính của kính hiển vi có tiêu cự f1 =1cm; thị kính có tiêu cự f2 =4cm. Độ di quang học của kính l 16cm. Nguời quan sát có mắt không bị tật v có khoảng nhìn rõ ngắn nhất l 20cm. a. Phải đặt vật trong khoảng no truớc vật kính để nguời quan sát có thể nhìn thấy ảnh của vật qua kính ? [ĐS:1,0600cm d 1,0625cm] b. Tính số bội giác của ảnh trong các truờng hợp ngắm chừng ở vô cực v ở điểm cực cận . [ĐS: 80;100] c. Năng suất phân li của mắt nguời quan sát l 2. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên vật m nguời quan sát còn phân biệt đuợc ảnh qua kính khi ngắm chừng ở vô cực. [ ĐS: 1,43m] Bi 11: Vật kính của một kính thiên văn học sinh có tiêu cự f1 = 1,2m. Thị kính l một thấu kính hội tụ có tiêu cự f2 =4cm. a. Tính khoảng cách giữa hai kính v độ bội giác của thiên văn khi ngắm chừng ở vô cực. [ĐS:124cm; 30] b. Một học sinh dùng kính thiên văn nói trên để quan sát Mặt Trăng . Điểm cực viễn của học sinh ny cách mắt 50cm.Tính khoảng cách giữa hai kính v độ bội giác của kính khi học sinh đó quan sát không điều tiết mắt. [ĐS: 123,7cm; 32,4] Bi 12: Cho hai thấu kính hội tụ 01 v 02 đồng trục, có tiêu cự lần luợt l f1=30cm v f2 =2cm. Vật sáng phẳng AB đuợc đặt vuông góc với trục chính của hệ truớc O1. ảnh cuối cùng tạo bởi hệ l A2B2. a. Tìm khoảng cách giữa hai thấu kính để độ phóng đại của ảnh sau cùng không phụ thuộc vị trí vật AB truớc hệ. [ĐS: O1O2 = f1+f2 =32cm] b. Hệ hai thấu kính đuợc giữ nguyên nh câu trên, vật AB đuợc t ra rất xa O1 (A ở trên trục chính). Vẽ đuờng đi của một chùm tia sáng từ B. Hệ hai thấu kính ny đuợc sử dụng cho công dụng gì ? [ĐS: Lm kính thiên văn] c. Một nguời đặt mắt (không có tật) sát sau thấu kính O2 để quan sát ảnh của vật AB trong điều kiện của câu b. Tính số bội giác của ảnh . Có nhận xét gì về mối liên hệ giữa số phóng đại và số bội giác của ảnh [ ĐS: Gx = 15; Gx = (1/|k|)2] . Một học sinh dùng kính thi n văn nói trên để quan sát Mặt Trăng . Điểm cực viễn của học sinh ny cách mắt 50cm.Tính khoảng cách giữa hai kính v độ bội giác của kính khi học sinh đó quan sát không. cm. Bài 9: Một học sinh do thường xuyên đặt sách cách mắt 11 cm khi đọc nên sau một thời gian học sinh này không còn nhìn rõ được những vật ở cách mắt hơn 101 cm. 1. Mắt của học sinh này bị. v điểm cực viễn khi không đeo kính. [ ĐS: OCc = 33,33cm; OCv = ]. b. Xác định độ biến thi n độ tụ của mắt nguời ấy tù trạng thái điều tiết cực đại đến trạng thái mắt không điều tiết. [ĐS: D=3dp]