34.6. Mắt

Mắt người là một cơ quan cảm giác quang học tinh vi. Về mặt , nguyên lý tạo ảnh của mắt có nhiều điểm tương đồng sâu sắc với máy ảnh: Mắt thu nhận ánh sáng từ môi trường, khúc xạ qua các môi trường trong suốt để tạo ra một , ngược chiều trên một bề mặt cảm quang ở đáy mắt.

Cấu tạo quang học của mắt

Hình 34.44a thể hiện các bộ phận cấu tạo chủ yếu của mắt người. Nhãn cầu có dạng gần như hình cầu với đường kính trung bình khoảng $2,5\text{ cm}$.

Sơ đồ cấu tạo quang học của mắt người và ảnh hiển vi điện tử quét thể hiện tế bào que và tế bào nón trên võng mạc.

Chú thích:

• Sự co của cơ thể mi làm thể thủy tinh phồng hơn, giảm tiêu cự để nhìn rõ vật ở gần. (Contraction of the ciliary muscle causes the lens to become more convex, decreasing its focal length to allow near vision.)
• Cơ thể mi (Ciliary muscle)
• Thể thủy tinh (Crystalline lens)
• Lòng đen (mống mắt) (Iris)
• Đồng tử (con ngươi) (Pupil)
• Giác mạc (Cornea)
• Thủy dịch (Aqueous humor)
• Sơ đồ cấu tạo mắt (Diagram of the eye)
• Ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét thể hiện tế bào que và tế bào nón trên võng mạc bằng các màu khác nhau (Scanning electron micrograph showing retinal rods and cones in different colors)
• Dịch thủy tinh (Vitreous humor)
• Dây thần kinh thị giác (Optic nerve)
• Hố trung tâm (Fovea centralis)
• Võng mạc (màng lưới) (Retina)
• Tế bào que (Rod)
• Tế bào nón (Cone)
• Ảnh (Image)
• Vật (Object)

Đường truyền ánh sáng đi qua các thành phần quang học kế tiếp nhau:

• Giác mạc (cornea): Lớp màng cứng, trong suốt bao bọc mặt trước nhãn cầu. Do của giác mạc và các môi trường bên trong chênh lệch đáng kể so với không khí, phần lớn sự khúc xạ của ánh sáng đi vào mắt diễn ra ngay tại bề mặt ngoài của giác mạc.
• Thủy dịch (aqueous humor): Khoang nằm ngay sau giác mạc chứa một chất lỏng gọi là thủy dịch, có khoảng $\mathrm{1,336}$, gần bằng chiết suất của nước.
• Thể thủy tinh (crystalline lens): Nằm ngay sau thủy dịch, là một bao chứa khối thạch có sợi, cứng ở tâm và mềm dần ra các phần bên ngoài. Thể thủy tinh tuy không đồng nhất nhưng có trung bình là $\mathrm{1,437}$. Giá trị này không khác biệt nhiều so với chiết suất của thủy dịch và dịch thủy tinh. Thể thủy tinh được giữ cố định bởi các dây chằng gắn với vòng cơ thể mi (ciliary muscle) bao quanh.
• Dịch thủy tinh (vitreous humor): Phía sau thể thủy tinh, nhãn cầu được làm đầy bởi một khối chất keo lỏng trong suốt gọi là dịch thủy tinh, có khoảng $\mathrm{1,336}$, gần bằng chiết suất của nước.
• Mống mắt (iris / lòng đen) và đồng tử (pupil / con ngươi): Phía trước thể thủy tinh là mống mắt. Mống mắt chứa một lỗ mở có đường kính thay đổi được gọi là đồng tử, có khả năng mở rộng và khép nhỏ để thích nghi với sự thay đổi của cường độ ánh sáng.
• Võng mạc (retina / màng lưới): Lớp màng nhạy sáng lót ở mặt trong phía sau nhãn cầu, đóng vai trò như cảm biến điện tử trong máy ảnh kỹ thuật số. Sự khúc xạ tại giác mạc và các mặt của thể thủy tinh tạo ra một của vật đang quan sát trên võng mạc. Các tế bào que và tế bào nón trên võng mạc hoạt động như một mảng các tế bào quang điện thu nhỏ (Hình 34.44b). Chúng cảm nhận ảnh và truyền tín hiệu qua dây thần kinh thị giác lên não bộ. Các thụ thể của võng mạc cũng có cơ chế thích nghi với cường độ ánh sáng.
• Hố trung tâm (fovea centralis): Vùng trung tâm của võng mạc có đường kính khoảng $0,25\text{ mm}$, nơi thị giác đạt độ sắc nét cao nhất.
• Dây thần kinh thị giác (optic nerve): Bó dây thần kinh truyền tín hiệu thị giác từ võng mạc lên não bộ. Điểm nơi dây thần kinh thị giác đi ra khỏi nhãn cầu không có tế bào cảm quang, gọi là điểm mù.

Tế bào que nhạy với ánh sáng hơn tế bào nón, nhưng chỉ tế bào nón phân biệt được màu. Một mắt người điển hình có khoảng $1,3\times {10}^8$ tế bào que và $7\times {10}^6$ tế bào nón (Hình 34.44b).

Sự điều tiết của mắt

Khác với máy ảnh (nơi khoảng cách ảnh $s^{\prime }$ được thay đổi bằng cách dịch chuyển thấu kính ra vào), khoảng cách từ thể thủy tinh đến võng mạc của mắt người được coi là cố định. Do đó, để tạo ảnh rõ nét của các vật ở các khoảng cách khác nhau lên võng mạc, mắt bắt buộc phải thay đổi $f$ của hệ quang học. Quá trình thay đổi tiêu cự này gọi là (accommodation):

• Khi nhìn vật ở xa vô cực: Cơ thể mi hoàn toàn thư giãn, đường kính vòng cơ dãn rộng, kéo căng các dây chằng treo. Lực căng này kéo dẹt thể thủy tinh, làm tăng các bán kính cong của hai mặt lồi, đưa $f$ lên giá trị cực đại để hội tụ chùm tia song song từ vô cực đúng lên võng mạc.
• Khi nhìn vật dịch chuyển lại gần: Để giữ ảnh nằm trên võng mạc, $f$ của hệ bắt buộc phải giảm xuống. Cơ thể mi co lại, làm giảm đường kính vòng cơ và chùng các dây chằng treo. Nhờ tính đàn hồi tự nhiên, thể thủy tinh tự động phồng lên, làm hai mặt cong lồi hơn, bán kính cong giảm xuống, dẫn đến tiêu cự $f$ giảm ngắn lại.

Khoảng cách xa nhất mà mắt có thể nhìn rõ khi cơ thể mi hoàn toàn thư giãn gọi là (far point). Đối với mắt bình thường, điểm cực viễn nằm ở vô cực ($s=\mathrm{\infty }$).

Khoảng cách gần nhất mà mắt có thể nhìn rõ khi cơ thể mi co tối đa gọi là (near point).

Cùng với tiến trình lão hóa tự nhiên của cơ thể, thể thủy tinh xơ cứng dần và giảm tính đàn hồi, đồng thời cơ thể mi cũng yếu đi. Hậu quả là thể thủy tinh không thể phồng lên nhiều như trước, khiến không thể giảm sâu, làm lùi dần ra xa mắt. Hiện tượng này gọi là tật (presbyopia). Bảng 34.1 thể hiện vị trí xấp xỉ của điểm cực cận đối với một người trung bình ở các độ tuổi khác nhau. Chẳng hạn: Một người ở độ tuổi 50 trung bình không thể lấy nét vào một vật ở gần hơn khoảng $40\text{ cm}$.

Độ tuổi (năm)	Khoảng cách cực cận ($\text{cm}$)
10	7
20	10
30	14
40	22
50	40
60	200

Đối với người trẻ tuổi có thị lực bình thường, khoảng cách nhìn rõ ngắn nhất quy chuẩn thường được lấy trung bình là $25\text{ cm}$.

Ứng dụng sinh học: Cơ chế lấy nét trong giới động vật

Cơ chế điều tiết bằng cách phồng dẹt thể thủy tinh nhờ cơ thể mi ở người và động vật có vú chỉ là một trong số nhiều giải pháp quang học của thế giới động vật. Loài chim có khả năng thay đổi đồng thời độ cong của cả giác mạc lẫn thể thủy tinh. Trái lại, ở các loài cá, do giác mạc tiếp xúc với môi trường nước có xấp xỉ nhau ($n\approx 1,33$), bề mặt giác mạc hầu như không có tác dụng hội tụ ánh sáng. Mắt cá sử dụng thể thủy tinh hình cầu gần như cứng tuyệt đối, và thực hiện lấy nét hoàn toàn bằng cách co cơ để dịch chuyển thể thủy tinh tiến lại gần hoặc lùi ra xa võng mạc, tương tự nguyên lý của ống kính máy ảnh. Cá voi và cá heo lại đạt được hiệu ứng dịch chuyển thấu kính tương tự bằng cách bơm hoặc xả chất lỏng trong một khoang chứa ngay sau thể thủy tinh.

Các tật khúc xạ của mắt

Các dạng tật khúc xạ gồm mắt bình thường ở hình a, mắt cận thị ở hình b và mắt viễn thị ở hình c.

Chú thích:

• Các tia sáng từ vật ở xa (Rays from distant object)
• Nhãn cầu quá dài hoặc giác mạc quá cong... (Eye too long or cornea too sharply curved ...)
• Các tia sáng hội tụ ở phía trước võng mạc. (... rays focus in front of the retina.)
• Nhãn cầu quá ngắn hoặc giác mạc không đủ cong... (Eye too short or cornea not curved enough ...)
• Các tia sáng hội tụ ở phía sau võng mạc. (... rays focus behind the retina.)
• Mắt bình thường (chính thị) (Normal eye)
• Mắt cận thị (Myopic (nearsighted) eye)
• Mắt viễn thị (Hyperopic (farsighted) eye)

Ở một mắt bình thường (chính thị), chùm tia song song từ vật ở vô cực hội tụ chính xác trên võng mạc khi mắt không điều tiết (Hình 34.45a). Sự mất cân bằng giữa chiều dài trục nhãn cầu và quang học của giác mạc và thể thủy tinh dẫn đến các tật khúc xạ phổ biến (Hình 34.45):

• Tật (hyperopia / farsightedness): Nhãn cầu quá ngắn theo trục trước sau hoặc giác mạc quá dẹt, khiến hệ quang của mắt không đủ . Khi mắt không điều tiết, chùm tia tới song song có xu hướng hội tụ ở phía sau võng mạc. Mắt viễn thị có thể nhìn rõ vật ở vô cực bằng cách điều tiết nhẹ, nhưng đối với các vật ở gần, ngay cả khi đã điều tiết tối đa thì chùm tia phân kỳ vẫn hội tụ sau võng mạc (Hình 34.45c). của mắt viễn thị lùi ra xa hơn nhiều so với khoảng cách chuẩn $25\text{ cm}$.
• Tật (myopia / nearsightedness): Nhãn cầu quá dài hoặc giác mạc cong quá mạnh, khiến của mắt quá lớn. Khi cơ thể mi hoàn toàn thư giãn, chùm tia song song từ vật ở vô cực hội tụ ở phía trước võng mạc rồi lại phân kỳ, tạo ra một đốm nhòe trên võng mạc (Hình 34.45b). Mắt cận thị chỉ nhìn rõ các vật ở gần. của mắt cận không nằm ở vô cực mà nằm ở một khoảng cách hữu hạn trước mắt.

Khắc phục tật viễn thị bằng thấu kính hội tụ.

Chú thích:

• Người viễn thị khó hội tụ ánh sáng từ các vật ở gần. Thấu kính hội tụ tạo một ảnh ảo tại hoặc xa hơn điểm cực cận của mắt. (Farsighted people have trouble focusing on nearby objects. A converging lens creates a virtual image at or beyond the eye’s near point.)
• Mắt viễn thị (Hyperopic eye)
• Ảnh không hội tụ trên võng mạc (Image not focused on retina)
• Vật ở gần (Nearby object)
• Thấu kính hội tụ (Converging lens)
• Ảnh hội tụ trên võng mạc (Image focused on retina)

Để sửa tật , người ta đặt trước mắt một thấu (thấu kính dương) (Hình 34.46). Thấu kính này bổ sung độ hội tụ cho hệ, nhận chùm tia phân kỳ mạnh từ vật đặt ở gần ($s=25\text{ cm}$) và tạo ra một cùng chiều nằm tại hoặc xa hơn của mắt viễn thị. Nhờ đó, mắt có thể điều tiết để hội tụ ảnh ảo này lên võng mạc.

Khắc phục tật cận thị bằng thấu kính phân kỳ.

Chú thích:

• Người cận thị khó nhìn các vật ở xa. Thấu kính phân kỳ tạo một ảnh ảo nằm bên trong điểm cực viễn của mắt. (Nearsighted people have trouble seeing distant objects. A diverging lens creates a virtual image that is inside the eye’s far point.)
• Mắt cận thị (Myopic eye)
• Ảnh không hội tụ trên võng mạc (Image not focused on retina)
• Vật ở xa (Distant object)
• Thấu kính phân kỳ (Diverging lens)
• Ảnh hội tụ trên võng mạc (Image focused on retina)

Để sửa tật , người ta đặt trước mắt một thấu (thấu kính âm) (Hình 34.47). Thấu kính này làm chùm tia từ các vật ở xa vô cực phân kỳ trước khi đi vào mắt, tạo ra một cùng chiều nằm ở vị trí mắt có thể lấy nét. Khi ảnh ở đúng cực viễn, mắt không cần điều tiết.

Tật loạn thị và phương pháp khắc phục bằng thấu kính mặt trụ.

Chú thích:

• Hình dạng nhãn cầu hoặc thể thủy tinh khiến các thành phần thẳng đứng và nằm ngang hội tụ ở các khoảng cách khác nhau. (Shape of eyeball or lens causes vertical and horizontal elements to focus at different distances.)
• Thấu kính trụ này cong theo phương đứng nhưng không cong theo phương ngang; nó làm thay đổi tiêu cự của các thành phần thẳng đứng. (This cylindrical lens is curved in the vertical, but not the horizontal, direction; it changes the focal length of vertical elements.)
• Các đường thẳng đứng cho ảnh hội tụ ở phía trước võng mạc. (Vertical lines are imaged in front of the retina.)
• Thấu kính trụ giúp khắc phục tật loạn thị. (A cylindrical lens corrects for astigmatism.)

Một dạng tật khúc xạ thường gặp khác là tật (astigmatism). Ở mắt loạn thị, bề mặt giác mạc không có dạng mặt cầu đối xứng hoàn hảo mà có độ cong không đồng đều giữa các mặt phẳng kinh tuyến (tương tự bề mặt của một quả bóng bầu dục). Ví dụ: Giác mạc có thể cong mạnh theo phương thẳng đứng nhưng cong phẳng hơn theo phương nằm ngang. Khi đó, các thành phần thẳng đứng của vật sẽ hội tụ ở một khoảng cách khác so với các thành phần nằm ngang, khiến người quan sát không thể nhìn rõ đồng thời cả đường thẳng đứng lẫn đường nằm ngang (Hình 34.48a). Tật loạn thị được khắc phục bằng cách đeo thấu kính mặt trụ (cylindrical lens), có độ cong theo một phương nhất định để bù trừ chính xác sự sai lệch của giác mạc (Hình 34.48b).

Độ tụ của thấu kính bổ trợ

Trong thực hành nhãn khoa và đo kính thuốc, khả năng bẻ cong của một thấu kính được biểu diễn bằng (power), ký hiệu là $P$, định nghĩa bằng nghịch đảo tính theo đơn vị mét:

$$P=\frac{1}{f}$$

Đơn vị đo của là đi-ốp (diopter, ký hiệu $\text{D}$), với $1\text{ D}=1{\text{ m}}^{-1}$. Thấu có dương nên có độ tụ dương (ví dụ: $f=+0,5\text{ m}⟹P=+2,0\text{ D}$). Thấu kính phân kỳ có tiêu cự âm nên có độ tụ âm (ví dụ: $f=-0,25\text{ m}⟹P=-4,0\text{ D}$). Đơn thuốc đo kính mắt sẽ bao gồm độ tụ cầu, độ tụ trụ và góc định hướng trục của thấu kính trụ.

---

Ví dụ 34.13: Khắc phục tật viễn thị

của một mắt nằm cách mắt $100\text{ cm}$. Xác định và của kính áp tròng cần dùng để người này có thể nhìn rõ một vật đặt cách mắt $25\text{ cm}$.

Sơ đồ tạo ảnh khi sử dụng kính áp tròng khắc phục tật viễn thị.

Chú thích:

• Ảnh (Image)
• Vật (Object)
• Thấu kính hội tụ (Converging lens)

Nhận dạng bài toán

Bài toán yêu cầu xác định của thấu bổ trợ sao cho một vật đặt ở vị trí tiêu chuẩn trước mắt ($25\text{ cm}$) cho một nằm đúng tại tự nhiên của mắt ($100\text{ cm}$).

Chuẩn bị

Hình 34.49 mô tả tình huống quang học. Kính áp tròng đặt sát ngay trên mặt trước giác mạc, do đó khoảng cách giữa kính và mắt có thể bỏ qua:

• Khoảng cách vật: $s=+25\text{ cm}=+0,25\text{ m}$.
• Vì mắt chỉ nhìn rõ vật khi có ảnh nằm ở $100\text{ cm}$ trước mắt, và ảnh này là nằm cùng phía ánh sáng tới, nên khoảng cách ảnh là $s^{\prime }=-100\text{ cm}=-1,00\text{ m}$.
• Sử dụng công thức để tìm $f$ và tính $P=1/f$.

Thực hiện

Áp dụng công thức :

$$\begin{array}{rl}\frac{1}{f}& =\frac{1}{s}+\frac{1}{s^{\prime }}\\ & =\frac{1}{+25\text{ cm}}+\frac{1}{-100\text{ cm}}\\ & =\frac{3}{100\text{ cm}}\end{array}$$

Suy ra của kính áp tròng:

$$\begin{array}{rl}f& =+\frac{100}{3}\text{ cm}\\ & \approx +33\text{ cm}\\ & =+0,33\text{ m}\end{array}$$

tương ứng của kính áp tròng là:

$$\begin{array}{rl}P& =\frac{1}{f}\\ & =\frac{1}{+0,33\text{ m}}\\ & =+3,0\text{ D}\end{array}$$

Người này cần đeo kính áp tròng hội tụ có $+3,0\text{ diopters}$.

Đánh giá

Ở ví dụ này, kính áp tròng nằm áp sát bề mặt giác mạc nên khoảng cách vật đối với kính cũng chính là khoảng cách đối với mắt. Nếu thay kính áp tròng bằng kính gọng đeo cách mắt một khoảng khoảng $1,5\text{ cm}$ đến $2\text{ cm}$, khoảng cách vật và khoảng cách ảnh đối với kính sẽ thay đổi, dẫn đến yêu cầu của kính gọng sẽ hơi khác biệt.

Khái niệm cốt lõi

Ở mắt , giác mạc và thể thủy tinh tạo ra độ hội tụ quá yếu. Các vật ở xa có thể tạo ảnh rõ nét trên võng mạc, nhưng các vật ở gần thì không thể hội tụ. Tật viễn thị được khắc phục bằng cách đặt một thấu trước mắt. cùng chiều do thấu kính này tạo ra đóng vai trò như một vật ở xa hơn mà mắt có thể điều tiết để hội tụ lên võng mạc.

---

Ví dụ 34.14: Khắc phục tật cận thị

của một mắt nằm cách mắt $50\text{ cm}$. Xác định và của mắt kính gọng cần thiết để người này có thể nhìn rõ các vật ở vô cực mà không cần điều tiết. Giả thiết mắt kính được đeo cách mắt một khoảng $2\text{ cm}$.

Sơ đồ tạo ảnh khi sử dụng mắt kính gọng phân kỳ khắc phục tật cận thị.

Chú thích:

• Thấu kính phân kỳ (Diverging lens)
• Vật ở vô cực (Object at infinity)
• Khi khoảng cách vật ở vô cực, mọi tia tới đều song song với trục chính và khoảng cách ảnh bằng tiêu cự. (When the object distance is infinity, all rays are parallel to the axis and the image distance equals the focal distance.)

Nhận dạng bài toán

của mắt gần hơn vô cực. Để nhìn rõ các vật ở xa vô cực, thấu kính bổ trợ phải tạo ra một của vật ở xa nằm không vượt quá điểm cực viễn của mắt.

Chuẩn bị

Hình 34.50 mô tả cấu hình quang học.

• Vật ở xa vô cực: $s=\mathrm{\infty }$.
• cách mắt $50\text{ cm}$. Vì mắt kính đeo cách mắt $2\text{ cm}$, khoảng cách từ mắt kính đến điểm cực viễn là $50\text{ cm}-2\text{ cm}=48\text{ cm}$.
• Ảnh của vật ở vô cực phải là nằm ngay tại , ở phía trước mắt kính, do đó khoảng cách ảnh là $s^{\prime }=-48\text{ cm}=-0,48\text{ m}$.
• Áp dụng công thức để xác định $f$ và $P=1/f$.

Thực hiện

Áp dụng công thức :

$$\begin{array}{rl}\frac{1}{f}& =\frac{1}{s}+\frac{1}{s^{\prime }}\\ & =\frac{1}{\mathrm{\infty }}+\frac{1}{-48\text{ cm}}\\ & =-\frac{1}{48\text{ cm}}\end{array}$$

Suy ra của mắt kính:

$$\begin{array}{rl}f& =-48\text{ cm}\\ & =-0,48\text{ m}\end{array}$$

phân kỳ là:

$$\begin{array}{rl}P& =\frac{1}{f}\\ & =\frac{1}{-0,48\text{ m}}\\ & \approx -2,1\text{ D}\end{array}$$

Người này cần đeo kính gọng có $-2,1\text{ diopters}$.

Đánh giá

Nếu người này sử dụng kính áp tròng thay vì kính gọng để khắc phục tật này, yêu cầu sẽ là $f=-50\text{ cm}$ và tương ứng là $-2,0\text{ D}$. Bạn có nhìn ra lý do tại sao không?

Vì sao kính áp tròng cần tiêu cự f = -50 cm?

Kính áp tròng nằm áp sát ngay trên bề mặt giác mạc, do đó khoảng cách từ kính đến mắt bằng $0$. Để người nhìn rõ vật ở vô cực ($s=\mathrm{\infty }$), phải nằm đúng tại của mắt, tức $s^{\prime }=-50\text{ cm}$. Áp dụng công thức thấu kính:

$$\begin{array}{rl}\frac{1}{f}& =\frac{1}{\mathrm{\infty }}+\frac{1}{-50\text{ cm}}\\ & =-\frac{1}{50\text{ cm}}\end{array}$$

Suy ra $f=-50\text{ cm}=-0,50\text{ m}$, và của kính áp tròng là:

$$\begin{array}{rl}P& =\frac{1}{-0,50\text{ m}}\\ & =-2,0\text{ D}\end{array}$$

Sự chênh lệch giữa $-2,1\text{ D}$ của kính gọng (đeo cách mắt $2\text{ cm}$) và $-2,0\text{ D}$ của kính áp tròng cho thấy tầm quan trọng của khoảng cách đỉnh kính khi kê đơn mắt kính thuốc có đáng kể.

Khái niệm cốt lõi

Ở mắt , giác mạc và thể thủy tinh tạo ra độ hội tụ quá mạnh. Các vật ở gần có thể tạo ảnh rõ nét trên võng mạc, nhưng các vật ở xa thì bị hội tụ trước võng mạc. Tật cận thị được khắc phục bằng cách đặt một thấu trước mắt. cùng chiều do thấu kính này tạo ra đóng vai trò như một vật ở gần hơn mà mắt có thể nhìn rõ khi không cần điều tiết.

Ứng dụng sinh học: Thị giác tele của loài tắc kè hoa

Thể thủy tinh trong mắt người có thể thay đổi hình dạng linh hoạt nhưng luôn giữ bản chất là một thấu (thấu kính dương). Trái lại, thể thủy tinh trong mắt của loài thằn lằn tắc kè hoa (họ Chamaeleonidae) rất khác biệt: Nó có thể thay đổi hình dạng để trở thành một thấu kính hội tụ hoặc một thấu kính phân kỳ (thấu kính âm). Khi đóng vai trò như một thấu kính phân kỳ nằm ngay sau giác mạc (vốn đóng vai trò một thấu kính hội tụ), sự kết hợp này hoạt động tương tự như hệ ống kính zoom dài ở Hình 34.43a. "Thị giác tele" này mang lại cho tắc kè hoa một góc nhìn sắc nét để quan sát con mồi côn trùng tiềm năng.

Tắc kè hoa sử dụng thể thủy tinh có khả năng đổi tính chất hội tụ, kết hợp với giác mạc để tạo hệ tương tự ống kính tele.

---

Câu hỏi tự kiểm tra 34.6

Một mắt kính thuốc có phần tâm mỏng, hai mép trên và dưới thậm chí còn mỏng hơn nữa, trong khi hai mép trái và phải lại tương đối dày. Mắt kính này được chế tạo nhằm khắc phục tật thị giác nào sau đây?

• (i) đối với các vật định hướng theo cả phương đứng lẫn phương ngang.
• (ii) đối với các vật định hướng theo cả phương đứng lẫn phương ngang.
• (iii) đối với các vật định hướng theo phương đứng và cận thị đối với các vật định hướng theo phương ngang.
• (iv) đối với các vật định hướng theo phương ngang và cận thị đối với các vật định hướng theo phương đứng.

Lời giải & Đáp án

Đáp án đúng: Phương án (iii).

Giải thích: Mắt kính này được thiết kế để điều chỉnh một dạng phối hợp.

• Xét theo tiết diện thẳng đứng (từ mép trên qua tâm xuống mép dưới): Phần tâm dày hơn hai mép trên và dưới, do đó theo phương đứng thấu kính có cấu hình là một thấu . Thấu kính hội tụ giúp tăng , khắc phục tật đối với các đường nét có phương đứng.
• Xét theo tiết diện nằm ngang (từ mép trái qua tâm sang mép phải): Phần tâm mỏng hơn hai mép trái và phải, do đó theo phương ngang thấu kính có cấu hình là một thấu . Thấu kính phân kỳ giúp giảm bớt , khắc phục tật đối với các đường nét có phương ngang.
• Kết luận: Mắt người này bị đối với các vật định hướng theo phương đứng (chùm tia hội tụ sau võng mạc) và bị cận thị đối với các vật định hướng theo phương ngang (chùm tia hội tụ trước võng mạc).

Tài liệu tham khảo

Young & Freedman, University Physics with Modern Physics, ấn bản 15, mục 34.6, trang 1138–1142.