Bài 31. Mắt

MẮT

I. Cấu tạo quang học của mắt

Mắt là một hệ gồm nhiều môi trường trong suốt tiếp giáp nhau bằng các mặt cầu.

Từ ngoài vào trong, mắt có các bộ phận sau:

• Giác mạc: Màng cứng, trong suốt.
• Thủy dịch: Chất lỏng trong suốt có chiết suất xấp xỉ bằng chiết suất của nước.
• Lòng đen: Màn chắn, ở giữa có lỗ trống  gọi là con ngươi.
• Thể thủy tinh: Khối chất đặc trong suốt có hình dạng thấu kính hai mặt lồi.
• Dịch thủy tinh: Chất lỏng giống chất keo loãng, lấp đầy nhãn cầu sau thể thủy tinh.
• Màng lưới (võng mạc): Lớp mỏng tại đó tập trung đầu các sợi dây thần kinh thị giác.

Ở màng lưới có một chỗ rất nhỏ màu vàng là nơi cảm nhận ánh sáng nhạy nhất được gọi là điểm vàng V, và một vị trí mà tại đó các sợi dây thần kinh đi vào nhãn cầu và màng lưới không nhạy cảm với ánh sáng, đó là điểm mù.

Hệ quang học của mắt được coi tương đương với một thấu kính hội tụ, gọi là thấu kính mắt.

Mắt hoạt động như một máy ảnh, trong đó:

• Thấu kính mắt có vai trò như vật kính.
• Màng lưới có vai trò như phim.

II. Sự điều tiết của mắt. Điểm cực viễn. Điểm cực cận.

Ta có: \(\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d'}\)

Với mắt thì  \(d'=OV\) không đổi.

Khi nhìn các vật ở các khoảng cách khác nhau (\(d\) thay đổi) thì \(f\) của thấu kính mắt phải thay đổi để ảnh hiện đúng trên màng lưới. 

1. Sự điều tiết

Điều tiết là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của mắt để cho ảnh của các vật ở cách mắt những khoảng khác nhau vẫn được tạo ra ở màng lưới.

Việc này được thực hiện nhờ cơ vòng của mắt. Khi co bóp, các cơ này làm thể thủy tinh phồng lên, giảm bán kính cong, do đó tiêu cự của mắt giảm.

• Khi mắt ở trạng thái không điều tiết, tiêu cự của mắt lớn nhất (\({{f}_{\max }},{{D}_{\min }}\)).
•  Khi mắt điều tiết tối đa, tiêu cự của mắt nhỏ nhất (\({{f}_{\min }},{{D}_{\max }}\)).

2. Điểm cực viễn. Điểm cực cận

• Khi mắt không điều tiết, điểm trên trục của mắt mà ảnh tạo ra ngay tại màng lưới gọi là điểm cực viễn (\(C_V\)). Đó cũng là điểm xa nhất mà mắt có thể nhìn rõ. Mắt không có tật \({{C}_{V}}\) ở xa vô cùng (\(O{{C}_{V}}=\infty \))
• Khi mắt điều tiết tối đa, điểm trên trục của mắt mà ảnh còn được tạo ra ở ngay màng lưới gọi là điểm cực cận (\(C_C\)). Đó cũng là điểm gần nhất mà mắt còn nhìn rõ. 
• Khoảng cách giữa \({{C}_{V}}\text{ và }{{C}_{C}}\) gọi là khoảng nhìn rỏ của mắt. \(O{{C}_{V}}\) gọi là khoảng cực viễn, Đ =\(O{{C}_{C}}\) gọi là khoảng cực cận.

III. Năng suất phân li của mắt

Muốn nhìn rõ một vật thì ảnh thật của vật tạo bởi mắt phải hiện ra ở màng lưới.

Việc nhìn thấy một vật nhỏ (AB) còn tùy thuộc vào kích thước ảnh (A'B') của vật đó trên màng lưới. Kích thước này phụ thuộc vào góc trông vật.

Để mắt có thể phân biệt được hai điểm A và B thì góc trông vật không thể nhỏ hơn một giá trị tối thiểu gọi là năng suất phân li \(\varepsilon\) của mắt.

\(\varepsilon=\alpha_{min}\approx1'\)

IV. Các tật của mắt và cách khắc phục

1. Mắt cận và cách khắc phục

a) Đặc điểm

Độ tụ lớn hơn độ tụ mắt bình thường, chùm tia sáng song song truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ ở một điểm trước màng lưới.

\({{f}_{\max }}\) <  OV.

Hệ quả:

• Khoản cách \(O{{C}_{V}}\) hữu hạn.
• Điểm \(C_C\)  ở rất gần mắt hơn bình thường.

b) Cách khắc phục

Đeo thấu kính phân kì có độ tụ thích hợp để có thể nhìn rõ vật ở vô cực mà mắt không phải điều tiết.

Tiêu cự của thấu kính cần đeo (nếu coi kính đeo sát mắt) là

 \({{f}_{k}}=-O{{C}_{V}}\)

2. Mắt viễn thị và cách khắc phục

a) Đặc điểm

Độ tụ nhỏ hơn độ tụ của mắt bình thường, chùm tia sáng song song truyền đến mắt cho chùm tia ló hội tụ ở một điểm sau màng lưới.

 \({{f}_{\max }}>OV\) .

Hệ quả:

• Nhìn vật ở vô cực phải điều tiết.
• Điểm \(C_C\) ở xa mắt hơn bình thường.

b) Cách khắc phục

Đeo một thấu kính hội tụ có tụ số thích hợp để:

• Hoặc nhìn rõ các vật ở xa mà không phải điều tiết mắt.
• Hoặc nhìn rõ được vật ở gần như mắt bình thường (ảnh ảo của điểm gần nhất muốn quan sát qua thấu kính hiện ra ở điểm cực cận của mắt).

3. Mắt lão và cách khắc phục

Khi tuổi cao khả năng điều tiết giảm vì cơ mắt yếu đi và thể thủy tinh cứng hơn nên điểm cực cận \(C_C\) dời xa mắt.

Để khắc phục tật lão thị, phải đeo kính hội tụ để nhìn rõ vật ở gần như mắt bình thường.

IV. Hiện tượng lưu ảnh của mắt

Cảm nhận do tác động của ánh sáng lên tế bào màng lưới tiếp tục tồn khoảng 0,1 s sau khi ánh sáng kích thích đã tắt, nên người quan sát vẫn còn “thấy” vật trong khoảng thời gian này. Đó là hiện tượng lưu ảnh của mắt. 

Nhờ hiện tượng này mà mắt nhìn thấy các ảnh trên màn ảnh chiếu phim, màn hình tivi,...chuyển động.