光是電磁波,可以用光學凸透鏡聚焦,WiFi信號也是電磁波,可以用同樣方法聚焦嗎?

伊犁老王


根據麥克斯韋方程,理論上,是可以的。

wifi信號屬於微波頻段,頻率在2G赫茲左右,而可見光的波長在450----700納米之間,頻率更高,它們理論上都屬於電磁波,只是頻率不一樣,那麼就可以大膽的假設,既然光可以透過凸透鏡折射,那麼wifi信號也是可以的。

事實上微波爐的頻率也是在2G赫茲徘徊,跟wifi信號差不多頻段,只是微波爐的功率比較大,所以加熱效果明顯,微波爐是美國雷達工作者不小心發現的,雷達也就是個類似的微波爐,利用食物中的極性分子——水分子的吸收電磁波能量加熱的原理,wifi這裡就簡單的等同微波爐吧。


天體物理愛好者


先不談聚焦,談這兩種電磁波的本質。

提問者明顯把這兩種電磁波混為一談。這兩種電磁波本質不同,不能等同。

光族電磁波是量子化的光子波,可以在介質間折射,遇金屬反射,所以,可兩種聚焦: 折射聚焦、拋物面聚焦。

無線電波是一種電磁振盪波,屬經典波,與光波本質不一樣,波長也長,穿透性極強,遇金屬不反射,聚焦性差。

本人非民科,不說無根無據的內容。


重慶葉宏


光是電磁波,可以用光學凸透鏡聚焦,WIFI信號也是電磁波,可以用同樣的方法聚焦嗎?

首先對你的問題肯定的是,你對於自然科學的問題具有能夠提出疑問的精神。其二是對於你的問題我們可以依據現有的科學技術理論進行討論。

我們知道光是電磁波,有與電磁波屬性,也就是折射反射衍射等屬性。同樣,作為一種射線,電磁波顯然與光線一樣,在通過凸透鏡或凹面鏡時會發生聚焦或散射作用。同理,光線與電磁波一樣,在遇到凹面鏡或凸面鏡時會發生反射聚焦或散射作用。那麼,這就意味著,你的問題的答案是肯定的。

那麼,為什麼人們不用凸透鏡聚焦無線電波呢?一是因為無線電通過透鏡後,我們不能像光線傳遞信息直接看到其傳遞的信息是什麼因為,還需要一些電子信息技術進行處理還原信息,這樣會增加設計成本。二是光學鏡片製造成本非常高,而電子信息信號一般比較弱,如果用非常大的凸透鏡進行聚焦,比起凹面鏡製造成本來說,造價巨大,同時過於沉重,顯然沒有必要。而凹面鏡卻可以製造的非常大,比如說我國製造的超大射電天文望遠鏡,同樣可以實現無線電波的聚焦和接收,並在通過電子信息技術進行後期處理更容易。

實際上,隨著科技的發展,無透鏡接收光線光波光譜的技術也可能會淘汰笨重的光學鏡片接收光學信息的技術。


鄭繼文1


光和wifi信號本質上都是電磁波,通過凸透鏡都能實現聚焦,只是效果不一樣。

電磁波是同相震盪且相互垂直的電場和磁場,在空間中傳播的震盪粒子波,具有波粒二象性。


電磁波頻率由低到高,也就是波長由長到斷,主要分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。其中光屬於可見光,波長在380-780nm;wifi信號屬於無線電波,波長在幾釐米到十幾釐米。

電磁波都具有一定的穿透能力,同時也會因進入媒介的不同,產生不同的反射和折射現象,能量也會發生衰減。與wifi相比,可見光的波長較短,所攜帶的能量就高。

在穿過凸透鏡時,未衰減的能量就多,而且由於可見性,我們在凸透鏡後一定距離放置接收投影的物體,就會看到折射後的焦點,如果把太陽光聚焦,我們甚至可以把紙張、布料、木材點燃。


與此相對應的wifi,由於其波長達到釐米甚至十幾釐米,傳播過程中振幅很大,而且在遇到和它波長差不多物體(比如凸透鏡)時,根據衍射原理,它就會很容易改變傳播方向,所以wifi在遇到凸透鏡時很大幾率會繞著走。同時,由於wifi攜帶能量較低,即使穿透凸透鏡,剩餘的能量也衰減了很多,聚焦就失去了意義。


優美生態環境保衛者


光是電磁波,可以用光學凸透鏡聚焦,WiFi信號也是電磁波,可以用同樣方法聚焦嗎?

♛不可以。它們雖然屬於一個電→磁→光系統,但是它們之間傳播方式與工作原理完全不一樣。

♥凸透鏡聚焦的原理見下圖所示。

光與主軸,通過凸透鏡兩個球面球心 C1、C2 的直線叫凸透鏡的主光軸。凸透鏡的中心0 點是透鏡的光心。平行於主軸的光線經過凸透鏡後會聚於主光軸上一點F,這一點是凸透鏡的焦點。焦點F 到凸透鏡光心0 的距離叫焦距,用f表示。物體到凸透鏡光心的距離稱物距,用u 表示。物體到凸透鏡所形成的像到凸透鏡光心的距離叫像距,用v 表示。

♛將平行光線平行於主光軸凸透鏡兩個球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸的射入凸透鏡,光在透鏡的兩面經過兩次折射後,集中在軸上的一點,此點叫做凸透鏡的焦點。凸透鏡在鏡的

兩側各有一實焦點,如為薄透鏡時,此兩焦點至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點到透鏡中心的距離,用f 表示。凸透鏡擁有放大作用。凸透鏡二倍焦距分大小,一倍焦距分實虛正倒。凸透鏡球面半徑越小,焦距越短。凸透鏡可用於放大鏡、老花眼及遠視的人戴的眼鏡、攝影機、電影放映機、幻燈機、顯微鏡、望遠鏡等。


♥人們使用的WiFi信號屬於高頻無線電電磁波(千兆頻率),是通過調制解調器利用一定頻率,由發射天線向空間發射,它就像水塘中間扔出的一塊石頭一樣,濺起的波浪是向360º方向延伸的。電磁波在傳播過程中,電子與其它大氣分子或離子將相互碰撞,電磁波的能量會被電離層及遮擋物吸收一部分而產生損耗。頻率越高則損耗越小,頻率越低損耗越大。

♛按照提問者所說情況,關鍵是光學凸透鏡無法固定位置進行聚焦。即使是聚焦360º的一點波,根本沒有能量聚集在一起。至今為止,科學家還沒有能力將其電磁波採用利用凸透鏡來假設聚焦電磁波的。再者將其WiFi信號聚焦了有什麼作用?這裡本人十分佩服提問者這種腦門大開的問答題。

知足常樂於上海2019.11.12日


知足常樂0724


這個問題其實很簡單!

光學經過透鏡而聚焦,從本質上講,是光的折射的特例。或者說,光的折射定律是透鏡聚焦光線的本質。光的折射定律是幾何光學的基本定律之一。是在光的折射過程中,確定折射光線與入射光線之間關係的定律。1621年由斯涅耳提出。光從一種介質射向另一種介質的平滑界面時,一部分光被界面反射,另一部分光透過界面在另一種介質中折射,折射光線服從折射定律:折射光線與入射光線、法線處在同一平面內,折射光線與入射光線分別位於法線的兩側。該定律同樣適用於聲波和無線電波.

Wifi使用的載波頻率為2.4GHz電磁信號,理論上也可以通過光學透鏡聚焦已透過的電磁波(注意是已透過的電磁波),但是這個頻率的電磁波穿透障礙物包括玻璃的能力較差,在穿透玻璃的過程中大部分轉化為熱量而被玻璃吸收,同時還有很大一部分電磁能量發生了反射,能穿透透鏡的Wifi信號微乎其微,所以用玻璃透鏡是達不到聚能聚焦的效果,現實中,對於Wifi信號一般用球面金屬反射面來達到能量聚焦的目的,類似於凹透鏡的鏡面反射!


理工大叔


可見光被玻璃透鏡聚焦,本質是光通過不同密度介質,在兩種介質的分界面產生反射和折射。

不同波長的光,折射率也不同,所以才會有三稜鏡色散現象。如圖,紫光波長比較短,折射最大,紅光波長比較長,折射最小。

紅光波長約650nm,紫光約400nm,都屬於100納米級,差別不到一個數量級,折射率就已經出現明顯區別。

有了上述基礎,再看題主問題,

光和wifi雖然都是電磁波,但波長相差極大,wifi的頻率2.4GHz波長約為10釐米,屬於分米波,比可見光的紅光還要長大5-6個數量級,可想而知,wifi波在玻璃表面幾乎不會發生折射的。

所以不可以用玻璃折射原理來聚焦wifi



tank72


光波和WiFi信號都是電磁波。聚焦原理差不太多。但是光學透鏡對可見光比較好。並不是所有的電磁波都能過玻璃。所以電磁波透鏡一般,不是用玻璃。

很多電磁波天線鍋。其實就是電磁波反射鏡。

而光學菲涅爾透鏡。適用於光,對其它電磁波咋樣不好說。

菲涅爾原理的天線,不是不可以。

菲涅爾反射太陽灶,

菲涅爾雷達反射天線。重量輕佔體積少,是相控陣雷達天線的一種,


星輝650


理論上是可以的。可以用相同的理論來對光波和WiFi來建模的。只是材料和尺度問題。正是由於這兩方面的原因工程上表現出來的對兩種電磁波的操控方法相差很多。但物理本質基本是一致的。

1. 關於尺度。光波的波長和wifi電磁波的波長相差了數千倍。所以對相同尺度的結構而言,光波的衍射現象要比wifi電磁波的衍射作用更不明顯。實現相同的操控功能,光對應的器件尺寸需要遠小於wifi電磁波的器件尺寸,有些時候是不現實的,所以表現出來二者的實現技術路徑也千差萬別。舉個例子,用金屬網就可以實現wifi電磁波的鏡面反射,而實現光的鏡面反射則需要鏡子這類表面平整的物體。實際上,當網狀物體的網尺寸大小比光波長小很多時,也是有可能實現光的鏡面反射的。

2.關於材料。材料與電磁波的相互作用與電磁波波長密切相關。對光光透明的物體對wifi電磁波不一定透明,反之亦然。要實現對二者的操控需要不同的材料體系。


科技直觀


出這個題的人真是腦動大開啊,凸鏡是聚焦光線使光線的熱能集中在一點上可以點燃紙張布匹等,激光也是利用集中聚焦紅外線線進行金屬切割和測量距離定位目標,激光離物體近紅外線熱能可以做人體手術甚至可以切割鋼鐵。

至於利用凸鏡集中wifi信號起到聚焦作用,凸鏡是光學原理而集中電信號是不可能用光學原理去完成的,比如微波爐是利用金屬內殼折射微波近距離使食物分子全面劇烈運動產生熱量做熟和加熱物體,因此WIFI信號只要加大信號定準方向即可聚焦傳送信號,美囯在70年代發射的旅行者號太空探測器已飛行了200多億公里已飛出太陽系依然可以接收發射電信號,科學是有益又有趣的一門學問,讓人懂得知識和學會理智,如果利用科學知識搞惡作劇那是危險的絕不可以的。


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