1 先估算可见光与微波的光子尺度可见光波长在380nm~800nm，本文取名叫紫光波（λᵥ=7×10⁻⁷米），wifi波长在7~12cm，本文取名叫厘米波（λₘ=7×10⁻²米）。 虽然光子是可类比正弦波的一个波节，但也可以可拓扑为一个球模型。一个波节长度就是光子的波长，光子半径可按下面的公式计算， 即：r=λ/2π......(1) 这就意味着，厘米波与紫光波的光子半径比为：rₘ/rᵥ=(10⁻²/10⁻⁷)=10⁵倍。二者的光子体积比为：Vₘ/Vᵥ=(rₘ/rᵥ)³=10¹⁵倍。 紫光波光子半径为：rᵥ=λᵥ/2π≈1.1×10⁻⁷m 厘米波光子半径为：rₘ=λₘ/2π≈1.1×10⁻²m 2 可见光在玻璃与金属中的传播行为玻璃，有点像冰，属于非晶体，微观上成大小孔眼彼此缔结起来的网络结构，类似缔合冰分子(H₂O)ₙ，粗略写成(SiO₂)ₙ。 
玻璃分子网眼的孔径较大，大约比可见光的光子半径大1~2个数量级，即网孔的平均尺度为微米级(10⁻⁶m)左右。这么大的孔径，足以让紫外光的光子顺利穿越。 从宏观上看，纯净玻璃可直接透射可见光。而在微观上，可见光受到核外电子的康普顿散射效应的干扰，在玻璃中的辐射路径是弯弯曲曲的，大概多走了⅓的光程，故光在玻璃中的表观速度大约为0.67c（其实光速依然是c）。 玻璃最重要的特性是：光在玻璃中具有折射特性。这就决定透镜具有聚光性能，这是激光技术装备的物质基础。 然而，对于金属晶体或其它准晶体材料而言，则不存在玻璃的缔合分子网格结构，原子晶格半径与晶格点阵之间的距离，通常不超过0.3纳米，远远小于可见光的光子半径0.7微米。 
当可见光照射这些晶体材料时，光子只有两个命运：要么被原子晶体吸收而升温，要么被晶体表面如银镜一样反射出来。因此，我们不能用非玻璃材料制做透镜装置。 3 厘米波在玻璃与金属中的传播行为从第1节的介绍可知，厘米波的光子半径高达1.1厘米，比玻璃缔合分子网格的孔径6微米大了10000倍，很容易把网格分子间的巨大间隙中套穿过去，即发生所谓光的衍射效应。 由于玻璃材料对无线电信号(包括微波信号)不存在折射特性，因此就不可能有透镜型的聚焦效应。 但是，对于晶体或准晶材料，由于原子晶体及其间隙的尺度只有0.3纳米，远远小于可见光0.11微米，表现出对厘米波的致密性阻碍。因此我们有可能用晶体材料制作抛物面状的「大锅」，把厘米波汇聚在焦点位置。  事实上，当我们走进金属壁的电梯里，手机的微波信号就被致密的原子晶体屏蔽了，此时我们无法进行正常通信。  然而当我们乘坐带有玻璃窗的公交车时，微波信号就可以从玻璃的缔合分子之间的间隙中衍射出来。此时哪怕在地铁车厢内，我们依然可以接收微波信号与其它无线电信号(如收听收音机)。 小结在地球所有矿物质材料或及其加工品材料中，绝大多数品种都是晶体或准晶体材料，只有极其珍贵的玻璃类是非晶体材料，可以专一性制作透镜聚光元件，这是大自然对人类的恩赐。 |
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