微点突破(30) 光的折射与全反射问题-【一书三用】2024年高考物理寒假作业高三复习用书(江苏专版)

第二部分加练重点·补短板 微点突破（三十） 光的折射与全反射问题 精研一题 深得一法 [典例]近年来，对具有负折射率人工材料的 光的折射和全反射问题的解题技巧 光学性质及应用的研究备受关注。如图甲所示，光：(1)在解决光的折射问题时，应根据题意分析光路， 从真空射人负折射率材料时，入射角和折射角的大 即画出光路图，找出入射角和折射角，然后应用 小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折 公式来求解，找出临界光线往往是解题的关键。 射线和入射线位于界面法线同侧。如图乙所示，在！(2)在解决光的全反射问题时，先确定光是否由光密 真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制： 介质进人光疏介质、入射角是否大于或等于临界 作的直角三棱镜A、B,顶角为0，A、B两棱镜斜面相： 角，若不符合全反射的条件，则再由折射定律和 互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包含有两种 反射定律确定光的传播情况。 频率光的激光，从A棱镜上的P点垂直入射，它们在！(3)在解决光的折射和全反射类型的题目时，根据折 棱镜中的折射率分别为功=一√2，地= 号，在B 射定律及全反射的条件准确作出几何光路图是 基础，利用儿何关系、折射定律是关键。 棱镜下方有一平行于下表面的光屏，P点为P点在 光屏上的投影。 全取一类 1.我国唐代大学士贾公彦是第一个提出指纹鉴别的 人（指纹上凸出部位称为嵴，凹陷部位称为峪）。某 真空 手机采用的是光学指纹识别，其识别原理示意图如 图a,手指按压指纹识别区时，与镜片接触的蜂线 破坏接触区域的全反射，使得反射光线出现明暗分 负斯射率材料 光屏 布，CCD图像传感器通过识别光线的强弱对指纹 甲 进行识别，如图b。若镜片的折射率为川=1.45， (1)为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射 实验测得人手指折射率2在1.50~1.56之间，以 出，求0的取值范围： 下说法中正确的是 (2)若0=30°，求两种频率的光通过两棱镜后， 打在光屏上的点距P点的距离分别多大？ 光源 透镜 (D图像传感器 图a 图b A.手指未按压指纹识别区时，光线在镜片的上表 面不能发生全发射 B.手指按压指纹识别区时，光线在与镜片接触的 嵴线处不能发生全反射 C.手指未按压时，入射角i越大，光线在镜片的上 表面越不容易发生全发射 D.当光线垂直入射镜片下表面时，仍然可以实现 指纹识别功能 [解题关键] 2.人眼结构的简化模型如 切入，点理解什么是负折射率，并画出光路图。 图所示，折射率相同、半 隐藏点 两种频率的光都能从棱镜A斜面射出的条 径不同的两球体共轴，球 件，并分析范围。 心分别为O和O2,O 障碍点根据对称性，画出光路图，根据几何关系求解。 位于小球面上。宽为d 铺107 新高考方案系列丛书一书三用物理 的单色平行光束对称地沿轴线方向射入小球，会聚在：5.截面为直角梯形的玻璃砖ABCD,折射率n=√2， 轴线上P点，光线的会聚角∠APB=a。则()： 一束光线由AB面射人玻璃砖，入 A.不能求出小球的半径 射角i一45°，如图所示。光线首先 B.可求出球体对该色光的折射率 到达BC面，恰好发生全反射，然 C.光线射到P点时可能会发生全反射 后到达CD面。求： D.若大球折射率略减小，光线将会聚在P点右侧：（门）顶角B的大小： 3.甲同学用玻璃砖和贴纸搭建了一个魔术装置，如： (2)若玻璃砖在AB方向足够长，光线从AD面出 图a所示在透明玻璃砖左侧贴上贴纸，已知贴纸与： 射时的折射角。 玻璃砖之间有一层很薄的空气膜。甲同学让乙同 学只能在虚线MN上进行观察，乙同学发现在A点 观察时恰好看不到贴纸（在AB之间观察时可以看： 到贴纸)。可以认为光线沿四面八方从O点人射，如： 图b所示。已知sin30= 2,sin60°=v8 √2 ,in37°-3 ，则玻璃砖的折射常为 :6.某小轿车雨刮器自动控制装置的主要部件是雨量 M 传感器，雨量传感器外表面前挡风玻璃 0.8m 贴纸 的结构如图所示。传 内表而新 感器的光学元件 光学元件 空气 B MNQP紧贴在前挡 风玻璃内表面，其折 图a 图b 射率与挡风玻璃相同，光学元件的MN、PQ边分别 A B.√2 C.3 D.1.6 与挡风玻璃表面垂直，MN、PQ的长度均为3.4cm, 4,如图甲所示，某仪器的外壳盖板（不透明）厚度为： MP的长度为2√5cm,挡风玻璃的厚度为0.8cm。 d,需要在其圆孔上镶嵌玻璃，玻璃的前、后面要与仪： 当挡风玻璃外表面处于干燥状态时，红外发射管发 器外壳的内、外两面平齐，要求能够通过该玻璃观察：出一细束红外线从MN中点射向挡风玻璃，红外 到仪器内部的所有地方（小孔所在的外壳内壁除外，：线恰好在挡风玻璃的外表面发生全反射后射向 观察时打开仪器内的光源)。为了确定所镶嵌玻璃： PQ中点，最终