Quang học

Mắt và các dụng cụ quang học

Mắt tạo ảnh thật, nhỏ và ngược chiều trên võng mạc; thủy tinh thể đổi độ cong để nhìn rõ vật ở các khoảng cách khác nhau. Kính lúp, kính hiển vi và kính thiên văn dùng hệ thấu kính giúp quan sát chi tiết hoặc vật ở xa.

G \approx \frac{D}{f}

Định nghĩa: Khái niệm chính

Điều tiết là sự thay đổi độ cong thủy tinh thể để ảnh rõ trên võng mạc. Kính lúp có độ bội giác góc gần đúng G=D/f khi ảnh ở vô cực và mắt thư giãn; D là cực cận quy ước, f là tiêu cự.

Thay đổi các thông số và quan sát đường đi của tia sáng trong mô hình.

Ứng dụng và cách tính

Ví dụ: Ví dụ

Kính lúp có f=5 cm; lấy cực cận quy ước D=25 cm. Tính độ bội giác với mắt thư giãn.

Lời giải

G≈D/f=25/5=5. Độ bội giác góc xấp xỉ 5.

Trắc nghiệm nhanh

Mắt điều tiết bằng cách thay đổi độ cong của thủy tinh thể để ảnh thật, ngược chiều rơi đúng lên võng mạc. Khi nhìn xa, cơ thể giảm độ cong; khi nhìn gần, thể mi làm thủy tinh thể phồng hơn và tăng độ tụ. Cận thị làm ảnh của vật xa hội tụ trước võng mạc nên được sửa bằng kính phân kỳ; viễn thị thường cần kính hội tụ để đưa tiêu điểm về võng mạc. Kính lúp là thấu kính hội tụ, cho ảnh ảo phóng đại khi vật đặt trong tiêu cự. Kính hiển vi ghép vật kính và thị kính để tăng độ phóng đại góc.Các bộ phận quang học thực tế có thể làm ảnh mờ hoặc biến dạng; khẩu độ, chất lượng thấu kính và căn chỉnh đều ảnh hưởng độ nét.

Kính thiên văn khúc xạ dùng vật kính tiêu cự dài tạo ảnh thật của vật rất xa; thị kính tiêu cự ngắn quan sát ảnh đó dưới góc lớn. Với mắt đặt điều tiết tối thiểu, độ phóng đại góc gần bằng $M=f_{vật}/f_{thị}$ . Không nên nhầm phóng đại góc với làm vật có kích thước vật lý lớn hơn. Máy ảnh cũng tạo ảnh thật trên cảm biến; lấy nét là thay đổi vị trí thấu kính để mặt phẳng ảnh trùng cảm biến.

Thủy tinh thể đổi độ cong để làm gì?

Kính lúp f=5 cm dùng với mắt thư giãn; lấy D=25 cm. Độ bội giác gần đúng là bao nhiêu?

Tài liệu tham khảo

Young, Freedman (2019). University Physics