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？

光和wifi都屬于電磁波，因為它們都是依靠光子來傳播能量和信息的。既然光可以聚焦，wifi當然也可以聚焦，只不過由于它們在電磁波譜中所處的波段和頻率不一樣，聚焦的方式就不可能一樣了。因此wifi是不可以用光學凸透鏡聚焦的，但它可以用其它方法聚焦。

電磁波整個波譜可分為可見光和不可見光。

嚴格意義上來說，我們通常說的光稱為可見光，電磁波譜中除了可見光波段外的其他電磁波可以稱為不可見光。可見光在電磁波譜中間占據一個小小的波段，即約在380nm~760nm之間。而整個波譜波長從億億億分之一米到上億米之間。

不可見光包括無線電波（含長波、中波、短波、微波）、紅外線、紫外線、X射線、γ射線等。無線電波和紅外線的波長比可見光要長，其中無線電波最長，從1mm~10^8m；微波是無線電波中波長最短的，從1mm~1m之間；紅外線波長在760nm~1mm之間，最短處連接上可見光波長。

紫外線、X射線、γ射線都比可見光波長要短，也就是都短于380nm。從紫外線到γ射線一個比一個短，最短的伽馬射線波長為10^-12~10^-24m，就是萬億分之一米到億億億分之一米。

wifi傳輸信號采用的是無線電波中的微波段，波長在7~12cm之間。

電磁波波長與頻率的關系。

電磁波波長越長，頻率越低，能量越小；反之波長越短，頻率越高，能量越大。因此無線電波是電磁波譜中頻率最低能量最小的不可見光；伽馬射線是電磁波譜中頻率最高能量最大的不可見光。故無線電波一般是不傷人的，而紫外線、X射線、γ射線會傷人和殺傷生物。

頻率與波長的關系遵循v=fλ公式，其中v代表波速，f是頻率，λ為波長。電磁波速為光速，因此公式為c=fλ，也可以變換為f=c/λ或λ=c/f。就是說，知道了電磁波波長，就能夠計算出其頻率，而知道了其頻率，就可以計算出其波長。

不同波長的電磁波要聚焦當然就要用不同的方法了。

微波與可見光穿透玻璃的方法不一樣。

先說說可見光穿透玻璃的機制。可見光的波長為380~760nm，玻璃屬于非晶體，分子網眼較大，平均尺度約10^-6m，也就是約1000nm，是可見光的波長約1~3倍，這樣，可見光隨便一鉆，就通過了，加上光在玻璃中具有折射性能，就可以通過凸透鏡聚焦。

wifi屬于無線電波中的微波波段，是厘米波，波長在7~12cm之間，比可見光波長要長9~30余萬倍，比玻璃分子網眼要大7~13萬倍，而且頻率又沒有可見光高，力量也就沒可見光大，再怎么鉆也鉆不過去。那么微波為啥能夠透過玻璃呢？原來它來硬的不行，就來彎彎繞，根據衍射效應，也就是繞彎子效應，從網格分子與分子之間的間隙中套穿過去了。

微波雖然可以透過玻璃，但過去的方法不一樣，也沒有折射效應，因此就無法通過透鏡聚焦了。

那么，wifi又怎么能聚焦呢？

這就要用不同的材料了。金屬晶體或其他非金屬晶體材料，不存在玻璃的二氧化硅締結分子網格結構，內部結構的原子晶格半徑和晶格點陣之間間隙都小于0.3nm，這個尺度比可見光最短波段380nm還小了1000多倍，比無線電波（包括微波）就更小了，因此無論是可見光還是無線電波都無法穿過，無線電波就更加被致密性阻礙住了，也就是被屏蔽。

這就是我們在乘電梯或者被封閉在一個鐵屋子里，無法接收到電波信號的原因。但這種材料不僅僅是屏蔽效應，還對電波有著高度的反射效應，為對無線電波聚焦創造了條件。人們把晶體結構材料做成拋物面，就可以對無線電波聚焦了。

射電望遠鏡就是將電磁波聚焦的典范。

射電望遠鏡的作用，就是將遠處照射過來的電磁波聚焦成像。原理是通過拋物面天線，將遠處平行傳輸過來的電磁波反射匯集到中心焦點上，通過接收器接收，經過電腦一系列處理就形成圖像。因此所有的射電望遠鏡都做成一個大鍋的樣子，和光學望遠鏡的拋物面反射鏡一樣的道理。

我們遠看射電望遠鏡的大鍋拋物面，就像一面光滑的鏡子，其實每一塊拼接的材料并不需做成密實的整體，而是留有孔眼的網狀結構，這是因為這個聚焦的拋物面大鍋，只要阻擋住電波就行了，網眼小于需要接受的電波波長，對于電波來說，就是反射的鏡子。

射電望遠鏡一般都是接收無線電波的，無線電波波長最短的就是微波，在毫米級，因此如果要阻擋微波匯集聚焦，這個反射面孔洞就要小于厘米級。

我國2013年建成的上海佘山65米口徑射電望遠鏡，接收的電波信號最短可達7毫米，最長可達21厘米，有8個接受波段，總體性能排在世界第四位；而2016年建成的貴州500米口徑球面射電望遠鏡（FAST），被譽為中國天眼，是迄今世界最大的單口徑射電望遠鏡，工作頻率在70MHz～3GHz，根據頻率與波長換算，可探測波長約10cm~4.3米的無線電信號。

除了射電望遠鏡，還有射線望遠鏡，如紅外線望遠鏡、X射線望遠鏡、伽馬射線望遠鏡，這些都是利用對電磁波屏蔽反射原理聚焦，接收遙遠太空傳過來的各種射線微弱信號，通過聚焦放大成像，讓人類了解億萬光年外的天體。

綜上所述，wifi是可以聚焦的，只不過不能夠用光學透鏡來聚焦。

所謂wifi就是現代無線通信，采用的是微波段信號，由于發射和接收面向四面八方，因此無需聚焦定向。但許多微波發射站、中繼站、終端站，為了放大發射和接收信號，就采用了鍋式天線聚焦。

因此，不但wifi信號，各種波段的電磁波信號都可以聚焦，只不過是聚焦方法與可見光不一樣而已。謝謝閱讀，歡迎討論。

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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。它們雖然屬于一個電→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。平行于主軸的光線經過凸透鏡后會聚于主光軸上一點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。

?將平行光線平行于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后，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。凸透鏡可用于放大鏡、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信號屬于高頻無線電電磁波(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采用利用凸透鏡來假設聚焦電磁波的。再者將其WiFi信號聚焦了有什么作用？這里本人十分佩服提問者這種腦門大開的問答題。

知足常樂于上海2019.11.12日

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。

電磁波是同相震蕩且相互垂直的電場和磁場，在空間中傳播的震蕩粒子波，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。其中光屬于可見光，波長在380-780nm；wifi信號屬于無線電波，波長在幾厘米到十幾厘米。

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，而且由于可見性，我們在凸透鏡后一定距離放置接收投影的物體，就會看到折射后的焦點，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，由于其波長達到厘米甚至十幾厘米，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，由于wifi攜帶能量較低，即使穿透凸透鏡，剩余的能量也衰減了很多，聚焦就失去了意義。

1 先估算可見光與微波的光子尺度

可見光波長在380nm~800nm，本文取名叫紫光波（λ?=7×10??米），wifi波長在7~12cm，本文取名叫厘米波（λ?=7×10?2米）。

雖然光子是可類比正弦波的一個波節，但也可以可拓撲為一個球模型。一個波節長度就是光子的波長，光子半徑可按下面的公式計算，

即：r=λ/2π......(1)

這就意味著，厘米波與紫光波的光子半徑比為：r?/r?=(10?2/10??)=10?倍。二者的光子體積比為：V?/V?=(r?/r?)3=101?倍。

紫光波光子半徑為：r?=λ?/2π≈1.1×10??m

厘米波光子半徑為：r?=λ?/2π≈1.1×10?2m

2 可見光在玻璃與金屬中的傳播行為

玻璃，有點像冰，屬于非晶體，微觀上成大小孔眼彼此締結起來的網絡結構，類似締合冰分子(H?O)?，粗略寫成(SiO?)?。

▲玻璃的二氧化硅的締合分子網格結構

玻璃分子網眼的孔徑較大，大約比可見光的光子半徑大1~2個數量級，即網孔的平均尺度為微米級(10??m)左右。這么大的孔徑，足以讓紫外光的光子順利穿越。

從宏觀上看，純凈玻璃可直接透射可見光。而在微觀上，可見光受到核外電子的康普頓散射效應的干擾，在玻璃中的輻射路徑是彎彎曲曲的，大概多走了?的光程，故光在玻璃中的表觀速度大約為0.67c（其實光速依然是c）。

玻璃最重要的特性是：光在玻璃中具有折射特性。這就決定透鏡具有聚光性能，這是激光技術裝備的物質基礎。

然而，對于金屬晶體或其它準晶體材料而言，則不存在玻璃的締合分子網格結構，原子晶格半徑與晶格點陣之間的距離，通常不超過0.3納米，遠遠小于可見光的光子半徑0.7微米。

▲原子晶體圖片

當可見光照射這些晶體材料時，光子只有兩個命運：要么被原子晶體吸收而升溫，要么被晶體表面如銀鏡一樣反射出來。因此，我們不能用非玻璃材料制做透鏡裝置。

3 厘米波在玻璃與金屬中的傳播行為

從第1節的介紹可知，厘米波的光子半徑高達1.1厘米，比玻璃締合分子網格的孔徑6微米大了10000倍，很容易把網格分子間的巨大間隙中套穿過去，即發生所謂光的衍射效應。

由于玻璃材料對無線電信號(包括微波信號)不存在折射特性，因此就不可能有透鏡型的聚焦效應。

但是，對于晶體或準晶材料，由于原子晶體及其間隙的尺度只有0.3納米，遠遠小于可見光0.11微米，表現出對厘米波的致密性阻礙。因此我們有可能用晶體材料制作拋物面狀的「大鍋」，把厘米波匯聚在焦點位置。

事實上，當我們走進金屬壁的電梯里，手機的微波信號就被致密的原子晶體屏蔽了，此時我們無法進行正常通信。

然而當我們乘坐帶有玻璃窗的公交車時，微波信號就可以從玻璃的締合分子之間的間隙中衍射出來。此時哪怕在地鐵車廂內，我們依然可以接收微波信號與其它無線電信號(如收聽收音機)。

小結

在地球所有礦物質材料或及其加工品材料中，絕大多數品種都是晶體或準晶體材料，只有極其珍貴的玻璃類是非晶體材料，可以專一性制作透鏡聚光元件，這是大自然對人類的恩賜。

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。并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。適用于光，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。重量輕占體積少，是相控陣雷達天線的一種，

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，你對于自然科學的問題具有能夠提出疑問的精神。其二是對于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。那么，這就意味著，你的問題的答案是肯定的。

那么，為什么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后，我們不能像光線傳遞信息直接看到其傳遞的信息是什么因為，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。二是光學鏡片制造成本非常高，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，比起凹面鏡制造成本來說，造價巨大，同時過于沉重，顯然沒有必要。而凹面鏡卻可以制造的非常大，比如說我國制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，并在通過電子信息技術進行后期處理更容易。

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。

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系的定律。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于法線的兩側。該定律同樣適用于聲波和無線電波．

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，對于Wifi信號一般用球面金屬反射面來達到能量聚焦的目的，類似于凹透鏡的鏡面反射！

光是電磁波，可以用光學凸透鏡聚焦，WⅰFⅰ也是電磁波，可以用同樣的方法聚焦嗎？答案是“不可以”。那原因是什么呢？

要搞清這個問題首先要了解一個概念叫做光的“折射”。它是指光線在兩種不同媒質間傳播時，通過界面的光線會發生偏折改變方向的現象。我們常見的凸透鏡就是利用光的折射原理來工作的。下圖就是兩個不同曲光度凸透鏡對光線聚焦的示意圖。

因為透鏡是置于空氣中的，所以在鏡面上就形成玻璃和空氣兩種媒質的界面，由于每種材料的折射率是固定的，所以凸透鏡的曲率越大，折射角度也會變大，聚焦效果越明顯，

另外用不同材質制成的同形狀凸透鏡，其“度數”也是不一樣的，這也是用玻璃和塑料制成的同度數眼鏡厚薄不一樣的原因。

不過除了材質以外，影響光線折射的另一個重要因素就是光的頻率或波長，一般來說光的波長越長或頻率越低折射越小。光的這一特征可以通過一個棱鏡分光的小試驗加以證實:

由于紅光的頻率低故折射角度較小，藍光頻率高折射最為明顯。這就按不同的波長把白色的陽光分解為漂亮的彩帶。從圖中可以看出，無線電波的頻率比紅光還要低得多，所以當無線電波遇到凸透鏡時可徑直通過，基本不會發生折射現象，當然也就不可能實現聚焦了。以上是我的回答。

歡迎評論，轉發、點贊！

可以、但是從物理學上來說、電磁波能不能穿透玻璃呢,電磁波的能量密度可是比可見光波低很多的

光是一種電磁波這個概念很多人應該都知道，我們平時說的光其實指的就是某一段特殊的電磁波，由于我們眼睛中的視錐細胞只能感受到這一段頻率的電磁波，因此，這部分電磁波能夠被我們的人眼所見到，于是我們稱之為“可見光”，而人類所看見的光僅僅只是電磁波中的一小部分。

光是電磁波，WIFI同樣也是電磁波，它們的屬性是一樣的，那么既然可見光能夠被凸透鏡聚焦，WIFI能被聚焦嗎？理論上可以，但這個凸透鏡需要很大，并且很厚。之所以會這么說，主要基于下面兩個原因。

1.WIFI信號發射的電磁波波長較長，玻璃對此的折射率較低，因此，在聚焦點不至于離的太遠的情況下，需要做的更厚，對光線形成更大的偏折角

可見光對應的電磁波段頻率還是比較大的，波長也非常短，屬于納米級別，而我們常使用的無線電的波長對應的一般是厘米至千米級的波長，我國的wifi信號在一般在2.4GHz頻段，通過計算可以知道它的波長大約在12.5cm左右。

同樣的一塊玻璃對于不同波長的電磁波折射率是不一樣的，這也正是我們通過三棱鏡能夠散射出紅橙黃綠青藍紫七種顏色的原因，因為不同顏色的色光波長不一樣，導致折射角度不一樣。

從三棱鏡的這個散射規律我們就能看出，頻率越小（波長越長）的電磁波偏折角度越小（光譜中紅光波長最長，折射角度最小，處于最上方，而紫光處于最下方）。那么對于WIFI發出的電磁波波長就更長了，大約是可見紅光波長的幾十萬倍，因此，折射角度就更小了，如果想要在較短的距離內將WIFI電磁波匯聚在一點，就需要增大圓弧面切角（增大鏡面曲率），也就是需要增厚鏡片。

2.由于WIFI信號電磁波波長較長，如果凸透鏡尺寸較小會發生衍射現象，導致電磁波直接繞過凸透鏡進行傳播，不能起到聚焦作用，所以需要將凸透鏡尺寸做的很大。

• 什么是衍射？

衍射，又稱繞射，是指波遇到障礙物時偏離原來直線傳播的物理現象。這是波的一個特有性質。當然波在什么情況下會發生衍射是有條件的，當波的波長遠大于障礙物尺寸或者波長相近的時候，最容易發生衍射現象。我們可以以水波為例解釋這種衍射現象，當一個水波向外傳播時，如果遇到較小的障礙物，水波很容易就能夠繞過這個障礙物繼續傳播，而當障礙物很大時（遠大于水波波長），水波的傳播就會被障礙物阻擋住。

那么如果要對發射過來的WIFI電磁波進行凸透鏡聚焦，就不能讓電磁波直接繞過凸透鏡（也就是不能讓電磁波發生衍射），而是讓它們穿過凸透鏡從而發生折射，因此，凸透鏡的尺寸需要遠大于WIFI電磁波的波長，否則這些電磁波會直接繞過凸透鏡傳播，也就起不到聚焦的作用，WIFI電磁波的波長大約就有十幾厘米，因此凸透鏡想要起到較好的作用需要比波長大幾個數量級。

總結

所以說凸透鏡想要聚焦WIFI電磁波是可以實現的，但是，對凸透鏡本身的大小和結構要求與我們普通使用的凸透鏡不一樣，因此需要做的又大又厚，同時不同波長對應的需要不同的結構，這種做法完全不適于波長大、頻率范圍又廣的無線電波，針對這些無線電磁波一般是使用金屬面板來對電磁波進行反射匯聚（比如我們常見的衛星信號接收器、中國的著名的射電望遠鏡天眼FAST等），增強信號，因為即使是不同頻率的電磁波，都會遵循同樣的反射規律，從而匯聚到同一點進行信號增強，而基本不會使用光學器件。