Trả lời nhanh
Để làm bài 48 SBT Vật lí 9, em cần nhớ: hai bộ phận quan trọng của mắt là thể thủy tinh (một thấu kính hội tụ có tiêu cự thay đổi được) và màng lưới (nơi hiện ảnh). Ảnh của vật trên màng lưới là ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật. Mắt nhìn rõ trong khoảng từ điểm cực cận đến điểm cực viễn nhờ sự điều tiết.
Bài viết này không chép lại đề từng câu mà giúp em nắm chắc phần kiến thức nền, biết cách lập luận cho từng dạng câu hỏi thường gặp trong sách bài tập bài “Mắt”. Các ví dụ và bài luyện tập bên dưới do thầy cô tự đặt, số liệu mang tính minh hoạ. Em cứ đối chiếu phương pháp rồi áp vào đề trong sách của mình.
1. Kiến thức cần nhớ của bài Mắt
Cấu tạo quang học của mắt
Về mặt quang học, mắt có hai bộ phận chính:
- Thể thủy tinh: khối trong suốt, đóng vai trò như một thấu kính hội tụ. Nó có thể phồng lên hoặc dẹt xuống nên tiêu cự thay đổi được.
- Màng lưới (võng mạc): lớp màng ở đáy mắt, đóng vai trò như màn hứng ảnh. Các tế bào thần kinh ở đây truyền tín hiệu về não.
Khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới gần như không đổi. Vì thế, muốn nhìn rõ vật ở xa hay gần, mắt phải đổi tiêu cự của thể thủy tinh chứ không thể dịch màng lưới.
Sự điều tiết
Điều tiết là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự thể thủy tinh để ảnh của vật hiện đúng trên màng lưới.
- Nhìn vật gần: cơ vòng đỡ thể thủy tinh co lại, thể thủy tinh phồng lên, tiêu cự ngắn đi.
- Nhìn vật xa: cơ giãn ra, thể thủy tinh dẹt xuống, tiêu cự dài ra.
Điểm cực cận và điểm cực viễn
| Đặc điểm | Điểm cực cận (Cc) | Điểm cực viễn (Cv) |
|---|---|---|
| Là điểm | gần mắt nhất mà còn nhìn rõ | xa mắt nhất mà còn nhìn rõ |
| Trạng thái mắt | điều tiết tối đa | không điều tiết |
| Thể thủy tinh | phồng nhất | dẹt nhất |
| Tiêu cự thể thủy tinh | ngắn nhất | dài nhất |
| Khoảng cách tới mắt | khoảng cực cận OCc | khoảng cực viễn OCv |
Đoạn CcCv gọi là khoảng nhìn rõ của mắt. Vật đặt trong khoảng này thì mắt nhìn rõ (có điều tiết); vật đặt ngoài khoảng này thì mắt không nhìn rõ.
Mắt bình thường: điểm cực viễn ở rất xa (coi như vô cực), điểm cực cận cách mắt cỡ 25 cm. Mỗi người có thể chênh lệch đôi chút, nên khi đề cho số liệu cụ thể thì cứ dùng số của đề.
2. Cách giải các dạng câu hỏi trong SBT bài 48
Dạng 1: So sánh mắt với máy ảnh
Đây là kiểu câu hỏi quen thuộc. Em lập bảng tương ứng cho dễ nhớ:
| Máy ảnh | Mắt |
|---|---|
| Vật kính (thấu kính hội tụ) | Thể thủy tinh |
| Phim hoặc cảm biến | Màng lưới |
| Thay đổi khoảng cách vật kính – phim để lấy nét | Thay đổi tiêu cự thể thủy tinh (điều tiết) |
Điểm khác nhau cần nêu: máy ảnh lấy nét bằng cách dịch vật kính, còn mắt giữ khoảng cách cố định và đổi tiêu cự. Nhiều bạn viết ngược ý này.
Dạng 2: Dựng ảnh của vật trên màng lưới
Coi thể thủy tinh là thấu kính hội tụ, màng lưới là màn. Em làm như sau:
- Vẽ trục chính, thấu kính tại O, đặt vật AB vuông góc trục.
- Vẽ tia từ B tới quang tâm O (tia này truyền thẳng).
- Vẽ tia từ B song song với trục chính, sau thấu kính khúc xạ đi qua tiêu điểm F’.
- Giao điểm hai tia là B’. Hạ vuông góc xuống trục được A’.
Kết quả: A’B’ là ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật vì vật ở rất xa thấu kính so với tiêu cự. Khi dựng, em nhớ vẽ A’B’ đúng trên màng lưới.
Dạng 3: Tính chiều cao ảnh trên màng lưới
Dựa vào hai tam giác đồng dạng tạo bởi tia qua quang tâm:
h’/h = d’/d, suy ra h’ = h · d’/d
Trong đó h là chiều cao vật, d là khoảng cách từ vật đến thể thủy tinh, h’ là chiều cao ảnh, d’ là khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới. Em chú ý đổi cùng một đơn vị trước khi tính.
Ví dụ (số liệu tự đặt): Một cái cây cao 1,6 m đứng cách mắt 8 m. Coi khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới là 2 cm. Tính chiều cao ảnh trên màng lưới.
Đổi: h = 160 cm, d = 800 cm, d’ = 2 cm.
h’ = 160 × 2 / 800 = 0,4 cm.
Nhận xét: cây cao 1,6 m mà ảnh chỉ cao 0,4 cm, nhỏ hơn vật rất nhiều. Nếu cây ra xa gấp đôi (16 m) thì ảnh chỉ còn 0,2 cm. Vật càng xa, ảnh càng nhỏ.
Dạng 4: Khoảng nhìn rõ, điểm cực cận, điểm cực viễn
Cách làm là so sánh vị trí của vật với hai điểm Cc và Cv:
- Khoảng cách vật OCc ≤ d ≤ OCv: mắt nhìn rõ.
- d < OCc hoặc d > OCv: mắt không nhìn rõ.
- Độ dài khoảng nhìn rõ = OCv − OCc.
Ví dụ (số liệu tự đặt): Mắt của bạn Lan có OCc = 15 cm và OCv = 100 cm. Tính khoảng nhìn rõ và cho biết Lan có đọc rõ chữ cách mắt 10 cm không.
Khoảng nhìn rõ: 100 − 15 = 85 cm. Chữ cách mắt 10 cm < 15 cm nên nằm trong khoảng cực cận, Lan không nhìn rõ. Muốn đọc rõ phải đưa sách ra xa ít nhất 15 cm.
Dạng 5: Câu hỏi giải thích hiện tượng
Một số câu giải thích hay gặp, em tham khảo cách trả lời:
- Vì sao đọc sách quá gần thì mỏi mắt? Vật gần điểm cực cận nên thể thủy tinh phải phồng gần tối đa, cơ vòng co liên tục nên mắt mệt.
- Vì sao nhìn xa lâu ít mỏi hơn? Khi nhìn vật rất xa, mắt gần như không điều tiết, cơ ở trạng thái thư giãn.
- Vì sao ra khỏi chỗ tối vào chỗ sáng ta thấy chói? Đây thuộc phần cấu tạo mắt rộng hơn (con ngươi thay đổi kích thước), em chỉ cần nêu con ngươi co lại để bớt ánh sáng vào mắt.
3. Bài luyện tập có đáp án
Câu hỏi trắc nghiệm nhanh
Câu 1. Khi mắt nhìn vật ở điểm cực cận thì thể thủy tinh có tiêu cự:
A. dài nhất. B. ngắn nhất. C. bằng khoảng cách tới vật. D. bằng vô cực.
Đáp án: B. Ở điểm cực cận mắt điều tiết tối đa, thể thủy tinh phồng nhất nên tiêu cự ngắn nhất. A là trạng thái nhìn ở điểm cực viễn. C và D không đúng vì tiêu cự thể thủy tinh chỉ dao động trong một khoảng nhỏ, cỡ vài centimet, và luôn nhỏ hơn khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới (với mắt nhìn vật ở xa, tiêu cự gần bằng khoảng cách đó).
Câu 2. Ảnh của một vật trên màng lưới của mắt là:
A. ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật. B. ảnh thật, cùng chiều, lớn hơn vật. C. ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật. D. ảnh ảo, ngược chiều, lớn hơn vật.
Đáp án: C. Thể thủy tinh là thấu kính hội tụ, vật ở xa hơn hai lần tiêu cự nên cho ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn. Não bộ “xử lý” lại nên ta vẫn thấy vật đúng chiều.
Bài tập tự luận
Bài 1. Một người cao 1,8 m đứng cách mắt bạn 6 m. Lấy khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới là 2 cm. Tính chiều cao ảnh trên màng lưới. Nếu người đó lùi ra xa 12 m thì ảnh cao bao nhiêu?
Giải: Với d = 600 cm: h’ = 180 × 2 / 600 = 0,6 cm. Với d = 1200 cm: h’ = 180 × 2 / 1200 = 0,3 cm. Khoảng cách tăng gấp đôi thì ảnh giảm một nửa.
Bài 2. Một bạn nhìn rõ các vật nằm cách mắt từ 12 cm đến 80 cm. (a) Tính khoảng nhìn rõ. (b) Quyển sách cách mắt 8 cm và ngọn cây cách mắt 3 m, bạn có nhìn rõ không?
Giải: (a) 80 − 12 = 68 cm. (b) Sách cách 8 cm < 12 cm nên không nhìn rõ. Ngọn cây cách 300 cm > 80 cm nên cũng không nhìn rõ. Điểm cực viễn khá gần như vậy là dấu hiệu của tật cận thị (kính phù hợp sẽ học ở các bài tiếp theo).
Bài 3. Điền từ thích hợp: “Khi mắt nhìn vật ở điểm cực viễn, mắt (1) ……, thể thủy tinh (2) …… nhất, tiêu cự (3) …… nhất.”
Đáp án: (1) không điều tiết; (2) dẹt; (3) dài.
4. Lỗi sai thường gặp và mẹo nhớ
- Nhầm chiều thay đổi tiêu cự: nhớ “gần thì phồng, phồng thì tiêu cự ngắn”.
- Nhầm màng lưới với thể thủy tinh: thể thủy tinh là “thấu kính”, màng lưới là “màn”.
- Quên đổi đơn vị khi dùng h’ = h·d’/d: đổi tất cả sang cm hoặc cùng sang m.
- Vẽ ảnh cùng chiều với vật: ảnh trên màng lưới luôn ngược chiều.
- Nhầm cực cận với cực viễn: “cận” là gần, “viễn” là xa. Cực cận ứng với điều tiết nhiều, cực viễn ứng với không điều tiết.
Mẹo nhớ gọn: “Gần – phồng – ngắn; xa – dẹt – dài” (gần thì thể thủy tinh phồng, tiêu cự ngắn; xa thì dẹt, tiêu cự dài).
5. Kết luận
Bài Mắt chủ yếu kiểm tra ba ý: mắt giống máy ảnh ở chỗ nào, điều tiết là gì, và cách xác định khoảng nhìn rõ. Em thuộc bảng so sánh cực cận – cực viễn, nắm cách dựng ảnh bằng hai tia đặc biệt và công thức h’ = h·d’/d là có thể làm tốt hầu hết bài trong sách bài tập. Sau khi làm xong, hãy đối chiếu đáp án trong sách và tự giải thích vì sao mỗi phương án sai bị loại.
Câu hỏi thường gặp
Bài 48 SBT Vật lí 9 học về nội dung gì?
Bài 48 là bài Mắt, gồm cấu tạo quang học của mắt (thể thủy tinh, màng lưới), sự điều tiết, điểm cực cận, điểm cực viễn và khoảng nhìn rõ của mắt.
Ảnh của vật trên màng lưới có tính chất gì?
Đó là ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật, vì thể thủy tinh là thấu kính hội tụ và vật thường nằm xa hơn hai lần tiêu cự.
Công thức tính chiều cao ảnh trên màng lưới là gì?
Dùng tam giác đồng dạng: h' = h × d'/d, với h là chiều cao vật, d là khoảng cách từ vật đến thể thủy tinh, d' là khoảng cách từ thể thủy tinh đến màng lưới. Cần đổi các đại lượng về cùng đơn vị.
Khi nào thể thủy tinh có tiêu cự ngắn nhất?
Khi mắt nhìn vật đặt ở điểm cực cận. Lúc đó mắt điều tiết tối đa, thể thủy tinh phồng nhất nên tiêu cự ngắn nhất.