光是电磁波,可以用光学凸透镜聚焦,WiFi信号也是电磁波,可以用同样方法聚焦吗?

伊犁老王


根据麦克斯韦方程,理论上,是可以的。

wifi信号属于微波频段,频率在2G赫兹左右,而可见光的波长在450----700纳米之间,频率更高,它们理论上都属于电磁波,只是频率不一样,那么就可以大胆的假设,既然光可以透过凸透镜折射,那么wifi信号也是可以的。

事实上微波炉的频率也是在2G赫兹徘徊,跟wifi信号差不多频段,只是微波炉的功率比较大,所以加热效果明显,微波炉是美国雷达工作者不小心发现的,雷达也就是个类似的微波炉,利用食物中的极性分子——水分子的吸收电磁波能量加热的原理,wifi这里就简单的等同微波炉吧。


天体物理爱好者


先不谈聚焦,谈这两种电磁波的本质。

提问者明显把这两种电磁波混为一谈。这两种电磁波本质不同,不能等同。

光族电磁波是量子化的光子波,可以在介质间折射,遇金属反射,所以,可两种聚焦: 折射聚焦、抛物面聚焦。

无线电波是一种电磁振荡波,属经典波,与光波本质不一样,波长也长,穿透性极强,遇金属不反射,聚焦性差。

本人非民科,不说无根无据的内容。


重庆叶宏


光是电磁波,可以用光学凸透镜聚焦,WIFI信号也是电磁波,可以用同样的方法聚焦吗?

首先对你的问题肯定的是,你对于自然科学的问题具有能够提出疑问的精神。其二是对于你的问题我们可以依据现有的科学技术理论进行讨论。

我们知道光是电磁波,有与电磁波属性,也就是折射反射衍射等属性。同样,作为一种射线,电磁波显然与光线一样,在通过凸透镜或凹面镜时会发生聚焦或散射作用。同理,光线与电磁波一样,在遇到凹面镜或凸面镜时会发生反射聚焦或散射作用。那么,这就意味着,你的问题的答案是肯定的。

那么,为什么人们不用凸透镜聚焦无线电波呢?一是因为无线电通过透镜后,我们不能像光线传递信息直接看到其传递的信息是什么因为,还需要一些电子信息技术进行处理还原信息,这样会增加设计成本。二是光学镜片制造成本非常高,而电子信息信号一般比较弱,如果用非常大的凸透镜进行聚焦,比起凹面镜制造成本来说,造价巨大,同时过于沉重,显然没有必要。而凹面镜却可以制造的非常大,比如说我国制造的超大射电天文望远镜,同样可以实现无线电波的聚焦和接收,并在通过电子信息技术进行后期处理更容易。

实际上,随着科技的发展,无透镜接收光线光波光谱的技术也可能会淘汰笨重的光学镜片接收光学信息的技术。


郑继文1


光和wifi信号本质上都是电磁波,通过凸透镜都能实现聚焦,只是效果不一样。

电磁波是同相震荡且相互垂直的电场和磁场,在空间中传播的震荡粒子波,具有波粒二象性。


电磁波频率由低到高,也就是波长由长到断,主要分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。其中光属于可见光,波长在380-780nm;wifi信号属于无线电波,波长在几厘米到十几厘米。

电磁波都具有一定的穿透能力,同时也会因进入媒介的不同,产生不同的反射和折射现象,能量也会发生衰减。与wifi相比,可见光的波长较短,所携带的能量就高。

在穿过凸透镜时,未衰减的能量就多,而且由于可见性,我们在凸透镜后一定距离放置接收投影的物体,就会看到折射后的焦点,如果把太阳光聚焦,我们甚至可以把纸张、布料、木材点燃。


与此相对应的wifi,由于其波长达到厘米甚至十几厘米,传播过程中振幅很大,而且在遇到和它波长差不多物体(比如凸透镜)时,根据衍射原理,它就会很容易改变传播方向,所以wifi在遇到凸透镜时很大几率会绕着走。同时,由于wifi携带能量较低,即使穿透凸透镜,剩余的能量也衰减了很多,聚焦就失去了意义。


优美生态环境保卫者


光是电磁波,可以用光学凸透镜聚焦,WiFi信号也是电磁波,可以用同样方法聚焦吗?

♛不可以。它们虽然属于一个电→磁→光系统,但是它们之间传播方式与工作原理完全不一样。

♥凸透镜聚焦的原理见下图所示。

光与主轴,通过凸透镜两个球面球心 C1、C2 的直线叫凸透镜的主光轴。凸透镜的中心0 点是透镜的光心。平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F,这一点是凸透镜的焦点。焦点F 到凸透镜光心0 的距离叫焦距,用f表示。物体到凸透镜光心的距离称物距,用u 表示。物体到凸透镜所形成的像到凸透镜光心的距离叫像距,用v 表示。

♛将平行光线平行于主光轴凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴的射入凸透镜,光在透镜的两面经过两次折射后,集中在轴上的一点,此点叫做凸透镜的焦点。凸透镜在镜的

两侧各有一实焦点,如为薄透镜时,此两焦点至透镜中心的距离大致相等。凸透镜之焦距是指焦点到透镜中心的距离,用f 表示。凸透镜拥有放大作用。凸透镜二倍焦距分大小,一倍焦距分实虚正倒。凸透镜球面半径越小,焦距越短。凸透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、摄影机、电影放映机、幻灯机、显微镜、望远镜等。


♥人们使用的WiFi信号属于高频无线电电磁波(千兆频率),是通过调制解调器利用一定频率,由发射天线向空间发射,它就像水塘中间扔出的一块石头一样,溅起的波浪是向360º方向延伸的。电磁波在传播过程中,电子与其它大气分子或离子将相互碰撞,电磁波的能量会被电离层及遮挡物吸收一部分而产生损耗。频率越高则损耗越小,频率越低损耗越大。

♛按照提问者所说情况,关键是光学凸透镜无法固定位置进行聚焦。即使是聚焦360º的一点波,根本没有能量聚集在一起。至今为止,科学家还没有能力将其电磁波采用利用凸透镜来假设聚焦电磁波的。再者将其WiFi信号聚焦了有什么作用?这里本人十分佩服提问者这种脑门大开的问答题。

知足常乐于上海2019.11.12日


知足常乐0724


这个问题其实很简单!

光学经过透镜而聚焦,从本质上讲,是光的折射的特例。或者说,光的折射定律是透镜聚焦光线的本质。光的折射定律是几何光学的基本定律之一。是在光的折射过程中,确定折射光线与入射光线之间关系的定律。1621年由斯涅耳提出。光从一种介质射向另一种介质的平滑界面时,一部分光被界面反射,另一部分光透过界面在另一种介质中折射,折射光线服从折射定律:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧。该定律同样适用于声波和无线电波.

Wifi使用的载波频率为2.4GHz电磁信号,理论上也可以通过光学透镜聚焦已透过的电磁波(注意是已透过的电磁波),但是这个频率的电磁波穿透障碍物包括玻璃的能力较差,在穿透玻璃的过程中大部分转化为热量而被玻璃吸收,同时还有很大一部分电磁能量发生了反射,能穿透透镜的Wifi信号微乎其微,所以用玻璃透镜是达不到聚能聚焦的效果,现实中,对于Wifi信号一般用球面金属反射面来达到能量聚焦的目的,类似于凹透镜的镜面反射!


理工大叔


可见光被玻璃透镜聚焦,本质是光通过不同密度介质,在两种介质的分界面产生反射和折射。

不同波长的光,折射率也不同,所以才会有三棱镜色散现象。如图,紫光波长比较短,折射最大,红光波长比较长,折射最小。

红光波长约650nm,紫光约400nm,都属于100纳米级,差别不到一个数量级,折射率就已经出现明显区别。

有了上述基础,再看题主问题,

光和wifi虽然都是电磁波,但波长相差极大,wifi的频率2.4GHz波长约为10厘米,属于分米波,比可见光的红光还要长大5-6个数量级,可想而知,wifi波在玻璃表面几乎不会发生折射的。

所以不可以用玻璃折射原理来聚焦wifi



tank72


光波和WiFi信号都是电磁波。聚焦原理差不太多。但是光学透镜对可见光比较好。并不是所有的电磁波都能过玻璃。所以电磁波透镜一般,不是用玻璃。

很多电磁波天线锅。其实就是电磁波反射镜。

而光学菲涅尔透镜。适用于光,对其它电磁波咋样不好说。

菲涅尔原理的天线,不是不可以。

菲涅尔反射太阳灶,

菲涅尔雷达反射天线。重量轻占体积少,是相控阵雷达天线的一种,


星辉650


理论上是可以的。可以用相同的理论来对光波和WiFi来建模的。只是材料和尺度问题。正是由于这两方面的原因工程上表现出来的对两种电磁波的操控方法相差很多。但物理本质基本是一致的。

1. 关于尺度。光波的波长和wifi电磁波的波长相差了数千倍。所以对相同尺度的结构而言,光波的衍射现象要比wifi电磁波的衍射作用更不明显。实现相同的操控功能,光对应的器件尺寸需要远小于wifi电磁波的器件尺寸,有些时候是不现实的,所以表现出来二者的实现技术路径也千差万别。举个例子,用金属网就可以实现wifi电磁波的镜面反射,而实现光的镜面反射则需要镜子这类表面平整的物体。实际上,当网状物体的网尺寸大小比光波长小很多时,也是有可能实现光的镜面反射的。

2.关于材料。材料与电磁波的相互作用与电磁波波长密切相关。对光光透明的物体对wifi电磁波不一定透明,反之亦然。要实现对二者的操控需要不同的材料体系。


科技直观


出这个题的人真是脑动大开啊,凸镜是聚焦光线使光线的热能集中在一点上可以点燃纸张布匹等,激光也是利用集中聚焦红外线线进行金属切割和测量距离定位目标,激光离物体近红外线热能可以做人体手术甚至可以切割钢铁。

至于利用凸镜集中wifi信号起到聚焦作用,凸镜是光学原理而集中电信号是不可能用光学原理去完成的,比如微波炉是利用金属内壳折射微波近距离使食物分子全面剧烈运动产生热量做熟和加热物体,因此WIFI信号只要加大信号定准方向即可聚焦传送信号,美囯在70年代发射的旅行者号太空探测器已飞行了200多亿公里已飞出太阳系依然可以接收发射电信号,科学是有益又有趣的一门学问,让人懂得知识和学会理智,如果利用科学知识搞恶作剧那是危险的绝不可以的。


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