Đây là nội dung cơ bản nhất của quang hình học: trong môi trường đồng tính, ánh sáng truyền theo đường thẳng.

Khi ánh sáng đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau, tia sáng bị đổi hướng, đó là khúc xạ.

Chiết suất cho biết mức độ làm lệch hướng truyền của ánh sáng khi đi vào môi trường đó.

Tài liệu ôn tập nêu mắt về phương diện quang hình tương đương một hệ quang học hội tụ, tạo ảnh trên võng mạc.

Phần lớn công suất khúc xạ của mắt nằm ở giác mạc, đặc biệt tại mặt phân cách giữa không khí và giác mạc.

Mắt nhìn rõ khi ảnh cuối cùng hội tụ đúng trên võng mạc.

Muốn nhìn gần, mắt phải tăng độ tụ để ảnh vẫn rơi đúng lên võng mạc.

Gương phẳng không hội tụ cũng không phân kỳ chùm tia, nên công suất khúc xạ bằng 0.

Thấu kính hội tụ có thể tạo ảnh thật khi vật đặt ngoài tiêu cự.

Chiết suất càng lớn thì ánh sáng truyền càng chậm trong môi trường đó.

Dùng công thức gần đúng cho mặt cầu khúc xạ:

D=n2−n1R=1,76−10,08=9,5 DD = \dfrac{n_2 - n_1}{R} = \dfrac{1,76 - 1}{0,08} = 9,5 \,DD=Rn2​−n1​​=0,081,76−1​=9,5D.

Với thấu kính phẳng – lồi trong không khí:

1f=(n−1)1R=0,4/0,2=2⇒f=0,5 m=50 cm\dfrac{1}{f} = (n-1)\dfrac{1}{R} = 0,4/0,2 = 2 \Rightarrow f = 0,5\,m = 50\,cmf1​=(n−1)R1​=0,4/0,2=2⇒f=0,5m=50cm.

 Dùng λ=hcE\lambda = \dfrac{hc}{E}λ=Ehc​. Thay số được xấp xỉ 1,21×10−121,21 \times 10^{-12}1,21×10−12 m.

Sự chênh lệch chiết suất lớn nhất nằm ở mặt phân cách không khí – giác mạc, nên khúc xạ mạnh nhất tại đây.

Khi nhìn gần, thủy tinh thể tăng độ cong, làm tăng độ tụ của mắt.

Thị lực tỉ lệ nghịch với góc trông vật nhỏ nhất. Với góc lớn hơn mức chuẩn, thị lực giảm; giá trị gần nhất theo tài liệu ôn tập là khoảng 0,4.

 Trong nước, chênh lệch chiết suất giữa môi trường ngoài và giác mạc giảm mạnh, nên công suất khúc xạ của mắt giảm.

Mắt cận có công suất quang học quá lớn hoặc trục nhãn cầu dài, làm ảnh vật xa rơi trước võng mạc.

 Mắt viễn có công suất quang học chưa đủ hoặc trục mắt ngắn, nên ảnh vật gần dễ rơi sau võng mạc.

Kính phân kỳ làm giảm độ tụ toàn hệ, giúp ảnh vật ở xa lùi về đúng võng mạc.

Giải thích:
D=1,40−1,000,008=50 DD = \dfrac{1,40 - 1,00}{0,008} = 50\,DD=0,0081,40−1,00​=50D.
Đây là dạng tính rất điển hình trong quang hình mắt.

Đây là bài tính mẫu xuất hiện trong phần ôn tập quang hình mắt; kết quả gần đúng là 19,89 D.

Đây là câu ứng dụng dễ gây nhầm vì khi thay đổi môi trường hai phía, công suất toàn phần thay đổi đáng kể; kết quả gần đúng là +5,6 D.

Giải thích: Với mắt chính thị, cực viễn ở vô cực nên biên độ điều tiết:
A=10,14≈7,14 DA = \dfrac{1}{0,14} \approx 7,14\,DA=0,141​≈7,14D, gần nhất là 7 D.

Sau phẫu thuật nhìn xa bình thường nghĩa là mắt đã được đưa về mức công suất chuẩn; vậy ban đầu thừa đúng 7 D.

Theo nguyên lý quang học của kính hiển vi, độ phân giải phụ thuộc vào bước sóng và khẩu độ số của hệ quang học.

Khả năng phân ly tốt hơn khi NA lớn hơn. Ở đây NA = 1,40 là lớn nhất.

Kính hiển vi tương phản pha biến chênh lệch pha thành chênh lệch cường độ nhờ giao thoa, giúp quan sát mẫu trong suốt không cần nhuộm.

Ghép nhiều thấu kính giúp khử sai số ảnh, đặc biệt là quang sai cầu và sắc sai.

Giải thích: Dùng gần đúng

d≈0,5λNA=0,5×5500,90≈306d \approx \dfrac{0,5\lambda}{NA} = \dfrac{0,5 \times 550}{0,90} \approx 306d≈NA0,5λ​=0,900,5×550​≈306 nm.

Giới hạn phân giải tỉ lệ nghịch với NA; NA nhỏ bằng một nửa thì khả năng phân ly kém đi 2 lần.

Giải thích:

D=1,498−1,0000,008≈62,25 DD = \dfrac{1,498 - 1,000}{0,008} \approx 62,25\,DD=0,0081,498−1,000​≈62,25D.

Lấy gần đúng +62 D.

Khi ngâm trong nước, chênh lệch chiết suất giữa kính và môi trường ngoài giảm, nên độ tụ của kính giảm về độ lớn.

Câu này dựa trên giới hạn nhiễu xạ của mắt; kết quả gần đúng theo bộ đề ôn tập là 366 µm.

Năng lượng photon tăng theo tần số và giảm theo bước sóng. Vì vậy: gamma > X > tím > hồng ngoại > đỏ > sóng vô tuyến.