WIFI信号的波长,比可见光波高了5个数量级,在穿过玻璃透镜时的特性是不一样的,不会像可见光那样发生折射,因此不会形成可见光那样的聚焦。
无论是可见光、紫外线、WIFI信号(属于微波)、还是无线电波,本质上都是电磁波,拥有电磁波的所有特性,它们之间本质上只是波长不同而已。
我们知道可见光在均匀的介质中沿直线传播,也会被物质吸收和反射,在穿过不同介质时还会发生折射现象,利用这一原理,可见光穿过凸透镜时就能产生聚焦。
我们来看WIFI信号和可见光的对比:
可见光
波长:380nm~780nm
频率:380THz~790THz
WIFI信号
波长7~13cm
频率:2400MHz~4500MHz
玻璃的主要成分是二氧化硅(SiO2),其微观原子呈无规则网状结构,网状结构的平均尺度在微米数量级,略比可见光波长大。
由于可见光的波长短,加上玻璃材料对可见光的吸收很少,所以可见光的光子可以穿过了玻璃,由于可见光在玻璃中的传播速度发生了变化,根据能量最小原理光会在介质交界处发生折射,而凸透镜刚好能把折射后的光线聚焦于一点。
WIFI的波长远大于玻璃分子的网状结构,于是WIFI信号穿过玻璃的网状结构时,不是光子穿了过去,而是看成电磁波发生了衍射,两者波长的差别,导致玻璃材料对厘米波不会产生折射,也就不具备玻璃透镜的聚焦效果。
但是我们可以利用金属材料,来反射微波和无线电波,并让电磁波聚焦于一个区域内,比如接收卫星信号的装置,外观呈锅的形状。
对于波长比可见光更短的X射线,由于玻璃对X射线的折射率接近于1,折射现象不明显,而且玻璃对X射线的吸收严重,所以X射线的聚焦也是技术上的一个难点。