放大鏡能聚焦各頻率的電磁波嗎?

時間 2021-05-31 04:37:07

1樓:麥克斯偉

不行。原因很簡單,平時所謂的透明物體,只是對可見光透明而已。玻璃在1700nm以上波長和400nm以下波長的吸收率會大幅上公升。

如果我沒有記錯,玻璃對微波波段的吸收率是非常高的,也就是說這個波段的電磁波還未透過放大鏡就已經被吸收了。

光學上談論材料光學性質時一定要特定波段特別考慮。因為材料對光的響應跟能帶,電子結構有很大的關係,不能一概而論。

這裡修改我的答案,在此之前的答案不做任何更改。下文為需要修正的內容。

首先感謝Kaysin指出我在微波波段說法的錯誤。我將微波波段的頻率記錯,記成在1THz左右,在這個波段,有很大一部分光是不透明的,這是由於玻璃的能帶結構引起(這裡批評一下Kaysin,連能帶論都沒學過,你好意思說我民科)。見附圖的玻璃透射譜。

本人平時是研究通訊波段的(1550nm),對微波不太熟悉,放了乙個錯誤的例子,給大家造成錯誤誤解,還望見諒。

另外,平時一直研究光纖,忽略了材料厚度對光學透過特性有巨大影響。

對於題主所提問題而言,對所有頻率的電磁波而言,仍然不成立。

從能帶論角度看,當光波頻率足夠大,其光子能量大於能隙時,光強在透過玻璃時將以指數形式衰減。對於能帶間隙以下能量的光子,有一些由於等離子激發或者原子震動導致的吸收峰(上圖的高低起伏就是由這種原子震動吸收峰導致),透過率高的波段,可以利用透鏡聚焦,透過率低的波段,一般而言不行。如果透鏡足夠薄,仍然可以透過,只是光強有一定衰減。

但是對於常見的,厚度大於2mm的透鏡,吸收強的波段,透過率小於1,可以認為不透過。

2樓:qfzklm

原則上是。

但是各個頻率的焦距不一樣。這一點稱之為色散。

至於一些特殊頻段,比如x光等,透鏡的折射率可能小於1,換言之,變成發散透鏡了。

update2014/9/4

這裡只需要考慮折射率的實部,實部才是影響波前方向的因素。折射率的虛部表明電磁波在穿透介質時有損耗,但這不是「放大鏡能(不能)聚焦」的原因。即便吸收很厲害,原則上透鏡足夠薄或者電磁波能流大就行。

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