Tài liệu Giáo án vật lý nâng cao bài mắt

BÀI 50: MẮT I. Mục đích, yêu cầu 1. Kiến thức trọng tâm:  Nêu được cấu tạo quang học của mắt.  Phát biểu được thế nào là sự điều tiết của mắt, sự điều tiết của mắt ở điểm cực cận, điểm cực viễn.  Nêu được góc trông vật là gì, năng suất phân li của mắt là gì.  Phát biểu được thế nào là sự lưu ảnh của mắt và nêu được ví dụ thực tế ứng dụng hiện tượng này. 2. Kĩ năng:  Vận dụng được các khái niệm để xác định khoảng cực cận, khoảng cực viễn, khoảng nhìn rõ,...  Xác định được các giá trị đối với mắt bình thường. 3. Tư tưởng, thực tế:  Hứng thú trong học tập, khám phá.  Giải thích được một số hiện tượng liên quan trong thực tế. II. Phương pháp và đồ dùng dạy học III. Chuẩn bị 1. Chuẩn bị của giáo viên:  Hình ảnh cấu tạo của mắt.  Bảng phụ. 2. Chuẩn bị của học sinh:  Đọc trước bài học, trả lời các câu hỏi hoạt động trong SGK.  Chuẩn bị trước một số câu hỏi còn vướng mắc cần hỏi giáo viên.  Ôn lại kiến thức về thấu kính mỏng: công thức thấu kính, sự tạo ảnh qua thấu kính hội tụ. IV. Hoạt động dạy học 1. Ổn định tình hình lớp: (1ph) Kiểm tra sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ: (5ph). Câu hỏi kiểm tra:  Hãy viết công thức thấu kính, giải thích các đại lượng trong công thức.  Khi thay đổi tiêu cự của thấu kính thì ảnh của vật như thế nào? Kết quả: + = .  Với d: khoảng cách từ vật đến thấu kính.  d’: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.  f: tiêu cự của thấu kính. Khi thay đổi tiêu cự thấu kính thì vị trí ảnh sẽ thay đổi. 3. Giảng bài mới: (34ph)  Giới thiệu bài: (1ph) Mắt là một bộ phận của cơ thể giúp ta nhìn thấy được mọi vật. Thực tế, mặc dù vật ở những khoảng cách khác nhau nhưng mắt vẫn nhìn rõ được vật, tại sao lại như vậy. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của mắt để giải thích điều đó.  Tiến trình bài dạy: (33ph) Thời Hoạt động của giáo viên lượng 5ph Hoạt động của học sinh Nội dung bài học Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo quang học của mắt. - Giáo viên treo hình vẽ cấu -Học sinh quan sát. tạo của mắt lên bảng. ? Yêu cầu một học sinh dựa vào hình vẽ và kiến thức đã -Trả lời: mắt cấu tạo gồm: biết hãy nêu cấu tạo của mắt. màng giác, thủy dịch, lòng đen, con ngươi, thể thủy tinh, cơ vòng, dịch thủy -Giáo viên cho biết thêm các tinh, màng lưới. đặc điểm của từng bộ phận -Học sinh lắng nghe. cấu tạo mắt như: tiêu cự thủy tinh thể, chiết suất thủy dịch,... 1/ Cấu tạo của mắt: - Cấu tạo: màng giác, thủy dịch, lòng đen, con ngươi, thể thủy tinh, cơ vòng, dịch thủy tinh, màng lưới. -Trên màng lưới có: + Điểm vàng: rất nhạy sáng. + Điểm mù: không cảm nhận được ánh sáng. - Về phương diện quang học ta có thể coi hệ mắt tương đương với một thấu kính hội tụ gọi là thấu kính mắt với tiêu cự thay đổi được. 20ph Hoạt động 2: Tìm hiểu sự điều tiết của mắt. Điểm cực cận và điểm cực viễn. -Giáo viên treo hình vẽ sơ đồ cấu tạo tương đương của mắt lên bảng. ? Quan sát hình vẽ và cho nhận xét về khoảng cách d’ (OV). -Học sinh quan sát. 2/ Sự điều tiết của mắt. Điểm cực cận và điểm cực viễn: a/ Sự điều tiết: d -Học sinh trả lời: khoảng cách OV của mắt luôn không đổi. ? Để ta nhìn thấy được vật -Học sinh trả lời: ảnh phải thì ảnh của vật qua mắt phải nằm trên màng lưới. Vì ở nằm ở đâu. Tại sao. đây tập trung đầu của các dây thần kinh thị giác. -Bây giờ chúng ta sẽ giải quyết câu hỏi đầu bài. ? Trước tiên, một em hãy -Học sinh trả lời: nhắc lại công thức thấu kính. + =. ? Với d = OA; d’ = OV; f là tiêu cự của thủy tinh thể. -Học sinh trả lời: Công thức Công thức trên có áp dụng trên áp dụng được cho mắt được cho mắt không. Tại vì ta có thể xem mắt như một thấu kính hội tụ. sao. ? Khi đặt vật AB ở những vị - Học sinh trả lời: Khi đó d trí khác nhau thì đại lượng thay đổi. nào trong công thức thay đổi. ? d’ không đổi, khi d thay -Học sinh trả lời: dẫn đến f đổi thì dẫn tới đại lượng nào phải thay đổi. phải thay đổi. -Như vậy, khi vật ở những vị -Học sinh lắng nghe. trí khác nhau, để ảnh của vật luôn nằm trên màng lưới (tức là d’ không đổi) thì tiêu d’ B A O V A’ B’ Ta có: OV=d’=const(17mm). Mặc khác: + =. =>Khi d thay đổi thì f thay đổi. Sự điều tiết của mắt là sự thay đổi độ cong của thể thủy tinh (dẫn đến sự thay đổi tiêu cự của thấu kính mắt) để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiện rõ trên màng lưới. -Mắt điều tiết bằng cách thay đổi độ cong của thể thủy tinh nhờ hoạt động của cơ vòng. cự của thấu kính mắt phải thay đổi, và sự thay đổi như vậy gọi là sự điều tiết của mắt. ? Dựa vào cấu tạo của mắt, hãy cho biết mắt điều tiết -Học sinh trả lời: mắt điều (làm thay đổi tiêu cự mắt) tiết bằng cách nhờ sự hoạt động của cơ vòng làm thay bằng cách nào. đổi độ cong của thể thủy tinh đẫn đến sự thay đổi tiêu ? Một em hãy cho biết thế cự mắt. -Học sinh trả lời: là sự thay nào là sự điều tiết của mắt. đổi tiêu cự của thấu kính mắt để giữ cho ảnh của vật cần quan sát hiên trên màng ? Cho học sinh tìm hiểu thế lưới. nào là điểm cực viễn của -Học sinh trả lời: điểm cực mắt. viễn của mắt là điểm xa nhất trên trục mắt mà khi vật đặt tại đó thì cho ảnh tại màng -Đối với mắt bình thường thì lưới khi mắt không điều tiết. điểm cực viễn ở xa vô cực. b/ Điểm cực viễn. ? Khi nhìn vật ở vô cực thì -Điểm cực viễn Cv là điểm tiêu cự của thấu kính mắt -Học sinh trả lời: khi đó ảnh xa nhất trên trục mắt mà vật hiện lên ở F’. fmax=OV. bằng bao nhiêu. đặt tại đó thì cho ảnh tại màng lưới khi mắt không điều tiết. -Khi đó: + OCv: khoảng cực viễn. + Khi nhìn vật ở điểm cực viễn thì mắt không điều tiết. fmax= OV. -Học sinh trả lời: điểm gần nhất trên trục mắt mà vật đặt ? Tương tự thế nào là điểm tại đó thì ảnh còn hiện trên cực cận. màng lưới khi mắt điều tiết tối đa. () O V ? Thực tế khi đọc sách, nếu ta đặt sách rất gần mắt thì ta -Học sinh trả lời: ta cảm cảm thấy mắt như thế nào. thấy nhanh mỏi mắt. Vì khi đó mắt điều tiết mạnh. b/ Điểm cực cận: Tại sao. -Điểm cực cận (Cc) là điểm gần nhất trên trục mắt mà vật đặt tại đó thì ảnh còn hiện trên màng lưới khi mắt điều tiết tối đa. -Khi đó: + OCc: khoảng cực cận. ? Để nhìn rõ được một vật thì vật đó phải nằm ở vị trí như thế nào. ? Đối với mắt bình thường thì khoảng nhìn rõ là bao nhiêu. + Khi nhìn vật ở điểm cực cận thì mắt điều tiết tối đa (nhanh mỏi mắt). Tiêu cự -Học sinh trả lời: vật đó thấu kính mắt nhỏ nhất. phải nằm trong khoảng nhìn *Lưu ý: rõ của mắt. - Đối với mắt bình thường -Học sinh trả lời: đối với thì điểm Cv ở xa vô cùng, mắt bình thường thì khoảng điểm cực cận cách mắt nhìn rõ là rất lớn, từ điểm khoảng 1820cm. cực cận ra xa vô cùng. - Khoảng cách CcCv: khoảng nhìn rõ của mắt. V O Cv Cc CcCv 5ph Đ Hoạt động 3: Tìm hiểu góc trông vật và năng suất phân li của mắt. 3/ Góc trông vật và năng suất phân li của mắt: -Giáo viên treo hình lên bảng, giới thiệu gọi là góc trông vật AB. ? Quan sát hình vẽ và cho biết góc trông vật AB là gì, nó phụ thuộc vào những yếu tố nào. ? Vậy, ta tính như thế nào. -Học sinh quan sát hình vẽ. -Học sinh trả lời: là góc tạo bởi 2 tia sáng xuất phát từ A và B đến mắt, phụ thuộc vào kích thước vật AB và khoảng cách từ vật AB đến mắt. -Học sinh trả lời: =. a/ Góc trông: l B O A V A’ B’ -Góc trông đoạn AB là góc tạo bởi hai tia sáng xuất phát từ hai điểm A và B đến mắt: -Khi kích thước vật AB rất -Học sinh lắng nghe. nhỏ hay vật AB ở rất xa thì =. góc trông vật rất nhỏ. Khi đó mắt ta sẽ không phân biệt được 2 điểm A và B nữa. Vì thế để mắt ta phân biệt được được 2 điểm A và B thì góc trông phải đủ lớn. Người ta định nghĩa giá trị góc trông nhỏ nhất mà mắt ta còn phân biệt được 2 điểm A và B ở trên gọi là năng suất phân li của mắt. -Một cách tổng quát, hãy nêu điều kiện để mắt phân biệt được 2 điểm trên một -Học sinh trả lời: vật nằm vật. trong khoảng nhìn rõ của mắt và góc trông đoạn AB không nhỏ năng suất phân li của mắt. 3ph b/ Năng suất phân li: -Năng suất phân li của mắt là góc trông nhỏ nhất khi nhìn đoạn AB mà mắt còn phân biệt được hai điểm A và B. -Đối với mắt bình thường: = min 1’. *Điều kiện để mắt phân biệt được hai điểm: Hoạt động 4: Tìm hiểu sự lưu ảnh trên màng lưới. 4/ Sự lưu ảnh của mắt: -Giáo viên thông báo hiện -Học sinh lắng nghe, ghi bài học vào vở. tượng lưu ảnh của mắt. -Hiện tượng này được ứng dụng trong chiếu phim; cứ sau 0.033s hay 0.04s người ta lại chiếu một cảnh. Do hiện tượng lưu ảnh nên người xem có cảm giác quá trình diễn ra là liên tục. -Là hiện tượng mắt vẫn còn cảm giác nhìn thấy vật sau khi ánh sáng kích thích trên màng lưới tắt khoảng 0.1s. -Ứng dụng trong phim điện ảnh. 4. Củng cố kiến thức: (3ph)  Cấu tạo quang học của mắt.  Sự điều tiết của mắt, điểm cực cận, điểm cực viễn, năng suất phân li.  Sự lưu ảnh của mắt.  Bài tập củng cố: Một người mắt bình thường nhìn thấy được các vật ở rất xa mà không phải điều tiết. Khoảng cực cận của người này là OCc = 25cm. Khi nhìn một vật đặt ở điểm cực cận thì độ tụ của mắt người nay tăng lên bao nhiêu so với khi nhìn vật ở rất xa. Bài giải: Độ tụ: D = Khi nhìn vật ở rất xa: Dmin = = + (1). Khi nhìn vật ở điểm cực cận: Dmax = = + (2). Lấy (2) – (1) được D = Dmax - Dmin = Vì OCv nên = 0. Vậy D = = = 4 dp. 5. Dặn dò học sinh, bài tập về nhà: (2ph).  Trả lời các câu hỏi trong SGK, làm bài tập trong sách BT.  Chuẩn bị bài mới “Các tật của mắt và cách khắc phục”.  Tìm hiểu thêm về sự cảm nhận ánh sáng, màu sắc của mắt. V. Rút kinh nghiệm, bổ sung ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................