Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng nguyên lý khúc xạ ánh sáng quang hình học p8 potx

(vị trí chung của H và H’). Với mắt trung bình, các hằng số quang học đặc trưng cho mắt
như sau :
- Tụ sốĠ 60 điốp
- Tiêu cự ảnh Ġ 23 mm
- Tiêu cự vậtĠ 17 mm
Người ta nhìn rõ được vật khi ảnh hiện lên võng mô của mắt. Các cơ của mắt hoạt động
làm thay đổi độ cong của các mặt của thủy tinh thể, sao cho ảnh của vật nằm trên võng mô.
Đó là sự điều tiết của mắt.










Đối với mắt thường, tiêu điểm F’ nằm đúng trên võng mô. Do đó không cần điều tiết, mắt
thường nhìn rõ vật ở xa vô cực. Ta nói điểm cực viễn V ở xa vô cực. Khi vật ở gần, mắt
phải điều tiết mới thấy rõ vật. Sự điều tiế
t tối đa khi vật ở cách mắt 15 cm (đối với mắt trung
bình). Điểm gần nhất C để mắt vẫn có thể nhìn rõ được vật (sự điều tiết tối đa) được gọi là
điểm cực cận.
Trường toàn phần mà mắt nhận được có kích thước góc vào khoảng 1300 theo phương
thẳng đứng và 1600 theo phương nằm ngang. Năng suất phân ly trong vùng điểm vàng đối
với m
ắt bình thường là 1.
Cảm giác sáng mà mắt nhận được không mất ngay và còn kéo dàiĠ 0,1 giây sau khi ánh
sáng thôi tác dụng. Vì vậy nếu nguồn sáng nhấp nháy lớn hơn 10 lần/giây thì mắt không thể
cảm biết được sự nhấp nháy này, ta có cảm giác sáng liên tục. Kỹ thuật điện ảnh là một lợi

dụng tính chất trên của mắt.
2. Các tật của mắt – cách chữa.







Hình 46


Đối với mắt bình thường, tiêu đ
iểm F’ nằm đúng trên võng mô của mắt. điểm cực viễn V
ở vô cực, điểm cực cận C cách mắtĠ15 cm. Khoảng cách VC được gọi là khoảng cách thấy
rõ của mắt (hay phạm vi điều tiết của mắt).
Với một mắt cận thị, tiêu điểm F’ nằm ở trước võng mô (do thủy tinh thể quá hội tụ).
Phạm vi điều tiết ở
gần hơn mắt bình thường (điểm cực cận và cực viễn gần hơn đối với mắt
thường).
Đối với mắt viễn thị, tiêu điểm F’ nằm ở sau võng mô (do thủy tinh thể kém hội tụ).
Điểm cực cận ở xa hơn so với mắt thường. điểm cực viễn là một điểm ảo.
F
Hình 45
17mm
S
23mm
F’
Hình 46
C F’ V

V C F’
C F’
.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u

-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Để chữa các mắt cận và viễn thị, người ta cần mang kính nghĩa là đặt thêm một thấu
kính thích hợp trước mắt. Đối với mắt cận, tụ số quá lớn nên cần mang thêm một thấu kính
âm (phân kỳ). Ngược lại, mắt viễn thị có tụ số nhỏ hơn bình thường nên cần mang thêm một
thấu kính dương (hội tụ)
Tiêu cự của kính mắt được chọn thích hợp sao cho chùm tia tớ
i song song hội tụ đúng
trên võng mô. Muốn vậy, chùm tia song song sau khi đi qua kính mắt phải trở thành chùm
tia có đường kéo dài đi qua điểm cực viễn V.

Hình 47


Gọi khoảng cách từ kính tới mắt là d, từ điểm cực viễn V tới mắt là (v (đối với mắt cận
thị : (v < 0, với viễn thị : (v> 0). Tiêu cự của kính mắt là : f’ = lV + d

3. Số bội giác của một quang cụ.
Vật có chiều cao là y. Muốn quan sát rõ nhất bằng mắt trần, ta đặt vật ở điểm cực cận.





Hình 48
Góc nhìn là u
0
với : tg u
0
=Ġ
(0 là khoảng cách ngắn nhất thấy rõ vật (từ điểm cực cận tới mắt)
Muốn phân biệt được nhiều chi tiết hơn, ta phải tăng góc nhìn bằng cách dùng một
quang cụ (kính lúp, kính hiển vi ) khi đó góc nhìn sẽ là u. Số bội giác của quang cụ được
định nghĩa là :

0
tgu
tgu
=γ
Hình 47
V
V
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
SS10. CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC.
1. Kính lúp.

Hình 49
a. Cấu tạo: Kính lúp là một thấu kính dương L có tụ số lớn. Các kính lúp đã khử quang
sai gồm hai thấu kính ghép với nhau.
b. Ngắm chừng: Vật AB cần quang sát được đặt trong khoảng cách từ tiêu điểm đến kính
lúp. Kính sẽ cho một ảnh ảo A’B’ lớn hơn vật. Mắt đặt sau kính sao cho ảnh A’B’ nằm
trong khoảng điều tiết củ
a mắt. Muốn quan sát đỡ mỏi mắt, người ta ngắm chứng ở vô cực,
khi đó vật AB ở tại mặt phẳng tiêu của L, ảnh A’B’ ở vô cực. Qua kính lúp, mắt quan sát vật
dưới góc u.
c. Số bội giác:
Khi quan sát trực tiếp, ta đặt vật ở điểm cực cận, cách mắt một đoạn (o, góc nhìn là uo
với tgu0 =Ġ (y là độ lớn của vật AB)
Qua kính lúp vật được phóng đại, góc nhìn t
ăng lên, bây giờ là u. Ta có :
tgu =Ġ với f’ tiêu cự ảnh của kính lúp
Vậy số bội giác là :

(10.1)

Nếu ta lấy (o = 25 cm, với kính lúp có tiêu cự 5 cm, số bội giác là 5.
2. Kính hiển vi.
a. Cấu tạo :
Kính hiển vi gồm 3 bộ phận chính vật kính, thị kính và bộ phận chiếu sáng
Vật kính và thị kính là hai hệ thấu kính ghép có tiêu cự f’1 và f’2 nhỏ, được xếp đồng
trục trong ống kính và cách nhau một khoảng d lớn hơn các tiêu cự

f’1 và f’2 rất nhiều
b. Ngắm chừng:
Hình 50 trình bày nguyên tắc tạo ảnh trong kính hiển vi. Để đơn giản ta biểu diễn vật
kính và thị kính là các thấu kính hội tụ L1 và L2. Các độ dài f’1f’2 so với d được vẽ lớn hơn
trong thực tế.


o
0
tgu
tgu
f'
γ= =
l

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

Hình 50
Vật bé AB được đặt ngoài tiêu điểm F1 của kính vật. Qua kính vật, ta được ảnh thực
A1B1 ngược chiều và lớn hơn vật. Xê dịch ống kính sao cho ảnh A1B1 nằm trong tiêu cự
của thị kính (Hình 49). Qua thị kính ta được ảnh ảo A2B2 một lần nữa được phóng đại. So
sánh, ta thấy thị kính có vai trò như một kính lúp.
Về nguyên tắc có thể đặt mắt ở vị trí bất kì ở sau thị kính để quan sát
ảnh A2B2, chỉ cần
sao cho A2B2

nằm trong khoảng điều tiết của mắt.
Tốt nhất, mắt phải đặt gần thị kính để đón quang thông lớn, hình ảnh được rõ ràng. Để
khỏi mỏi mắt, cần đưa ảnh A2B2 ra xa vô cực, đó là trường hợp ngắm chừng ở vô cực.
c. Số bội giác:
Chúng ta sẽ tính số bội giác của kính hiển vi trong trường hợp ngắm chừng ở vô cực.
Trên hình 51, các h kính vậ
t và thị kính được thay thế bằng các yếu tố chính của chúng. Hệ
thị kính chính là kính mắt Huyghen (3-2-1) trước đây đã nghiên cứu.








Hình 51
Từ hình 51, ta thấy, qua kính hiển vi ta quan sát vật dưới góc u, mà :
tg u =
2
'

'
f
y

Vật được nhìn trực tiếp bắng mắt dưới góc u0 với tguo =Ġ (hình 46)
Vậy số bội giác là :
0
0
2
tgu y'
y
tgu
f'
γ= =
l

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C

h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

1
'
β=
y
y
là độ phóng đại dài của của vật kính, còn
0
2
2
f'
=
γ
l
là số bội giác của thò kính.
Như vậy :
21
.
γ
β=
γ
(10.2)
Hệ số phóng đạiβ1 có thể tính được từ hai tam giác đồng dạng có đỉnh chung là F’1
1
y'
y
f'
−
∆
=

1
'
'
f
∆
−=β
Với điều kiện d >> f’1, f’2 , có thể xem ∆≈d. Vậy :
0
12
''
d
f
f
γ
−
=
l
(10.3)
Với các số liệu : d = + 150 mm
f’
1
= + 1 mm
f’
2
= + 10 mm
λ
0
= + 250 mm
Ta tính được :γ = -3750
Mang dấu âm chứng tỏ ta quan sát được ảnh ngược chiều với vật.

3. Kính thiên văn.
Khi quan sát các vật ở xa, ví dụ như các thiên thể, mắt nhìn vật dưới góc rất bé, nên
khơng thể phân biệt được các chi tiết. Kính thiên văn giúp chúng ta đưa ảnh của vật về gần
và làm tăng góc nhìn
a. Cấu tạo :
Ống kính thiên văn gồm có một vật kính L1 có đường kính D lớn và tiêu cự f1 dài.
Thường kính vật được ghép t
ừ hai thấu kính để khử quang sai.
Thị kính L2 được ghép đồng trục với L1. Thường L2 là thị kính Ramsđen có cấu tạo 3-
2-3. Tiêu cự, f’2 của L2 nhỏ. Khoảng cách giữa kính vật và thị kính được điều chỉnh sao
cho F’2 trùng với F1. Như vậy chùm tia song song qua hệ vẫn là chùm song song. Quang hệ
có tính chất trên gọi là hệ vơ tiêu.
b. Số bội giác :



Hình 52

Khi khơng dùng kính thiên văn, mắt quan sát thiên thể dưới góc u0 =Ġ (hình 52). Từ
hình vẽ trên ta tính được :
tgu
0
= tgϕ =
1
'f
y
−

Click to buy NOW!
P

D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c

k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o

c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m