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第二十一章 信息的传递 古代传递信息 飞鸽传书   驿站、书信  以特殊声音,如钟声,鼓声,鞭炮声等传递信息  以灯光,火光,如孔明灯,烽火等传递信息 现代传递信息 有线通信:电话、电报、电视 无线通信:收音机、对讲机、手机 数字化通信:互联网、数字电视 纸张通信:书信、报纸1876年贝尔发明电话一、电流把信息传到远方1.组成:由话筒、听筒、电话线组成。2.原理:话筒把声音转换成变化的电流(磁生电,电磁感应),听筒把变化的电流转换成声音(电生磁,电流磁效应)。女孩说话 话筒膜片振动炭盒电阻变化回路电流变化磁性强弱变化 听筒膜片振动男孩听到声音二、电话交换机作用:实现任意用户之间的通话,尽量减少线路数量,提高线路利用率。甲 乙三、模拟通信和数字通信:1.模拟信号: 模仿声信号一举一动的电流传递的信号。 以电话信号为例:在话筒将声音转换成信号电流时,电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样。2.数字信号: 用不同符号不同组合表示的信号。 以电报信号为例:用点“  · ”和画“—” 的组合代表各种数字,一定的数字组合代表一个汉字。 发声、发光的长短,电压、电流的有无,数字0和1,磁体的N、S极等不同符号信息都可组成数字信号。3.信号的传输 (1)模拟信号通信只能用来传输语音信号(1G)(2)数字信号通信传输语音信号外, 2G还能传输文字、图片,3G、4G还能传输视频信号, 5G 传输高清视频信号。(3)比较两种信号传输的优缺点4.数字通信是通信发展方向 发展方向:1G、2G、3G、4G、5G 当今4G,未来5G模拟通信的缺点:  易受干扰  放大失真  形成噪音数字通信的优点:  信号失真小  便于存储  传输数据处理简便一、电磁波是怎样产生的1.实验:结论:迅速变化的电流能在周围产生电磁波。2.实质:电磁场能量由近及远的传播。3.类比法:木棍在水面振动产生水波(机械波),说话时声带振动在空气中产生声波,导线中电流迅速变化会在空间激起电磁波。连续调节台灯亮度旋钮导线时断时续接触电池的一极二、电磁波是怎样传播的1.实验:把手机放入真空罩中,拨打号码,手机有反应吗? 结论:电磁波的传播不需要介质。2.电磁波可以在真空中传播。3.电磁波几个要素(1)波长λ:指电流每振荡一次,电磁波向前传播的距离,或两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离。单位:m。(2)频率f:指1s内电流振荡的次数,或在1 s内出现波峰或波谷的个数。单位:赫兹Hz、 千赫kHz、兆赫MHz。(3)波速c:波传播的快慢。 单位:m/s。电磁波是向空间各个方向传播的,它在真空中传播的波速约为3×108m/s。(4)周期T:振动一次所需要的时间。每个周期内,振动方向改变2次。4.波速公式:波速=波长×频率,即   c=λf课堂练习如图是一台收音机的刻度板,表明它能接收电磁波的频率范围。广播电台靠迅速变化的电流发射电磁波。当广播电台发射FM100MHz的电磁波时,线路中的电流方向每秒钟变化_______次,电磁波在真空中的波速为_______m/s。答案: 2×108; 3×108三、电磁波家族(1)分类:电磁波按波长由大到小分为长波、中波、短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。(2)无线电波:用于广播、电视和移动电话,频率为数百千赫至数百兆赫。(3)所有射线:如X射线、γ射线用于医学、农业、工业等。(4)光是一种电磁波,光速即为电磁波传播速度。四、电磁波与我们的生活1.雷达:雷达工作依靠电磁波,倒车雷达依靠超声波。2.微波炉:原理:食物表面和内部的分子在微波的作用下同时剧烈振动,使得内能增加,温度升高(水分子共振);将电磁波的能量转化为食物的内能。特点:(1)微波可穿透某些非金属材料,如玻璃、陶瓷、塑料,不会吸收微波,不会被加热。(2)微波不能穿透金属网,而被反射回去(屏蔽作用)。科学世界为什么微波炉外壳使用金属材料?答:金属材料对电磁波有屏蔽作用,可防止微波泄漏对人体造成伤害。为什么微波炉不能使用金属器皿?答:金属容器对电磁波有屏蔽作用,导致金属容器内食物无法被微波加热。而且金属中激发电子产生大电流,在金属器皿与微波炉体间产生大电流放电火花,烧坏炉体或器皿。一、无线电广播信号的发射和接收1.无线电广播信号的发射由广播电台完成麦克风:将声信号转换成电信号。调制器:将音频电信号加载到高频电流上。2.收音机负责信号的接收与还原天线:接收各种各样的电磁波。调谐器:选择需要电台的载波信号(解调)。解调:从载波信号中复原音频信号。扬声器:将音频电信号转换成声音。二、电视的发射和接收1.图像信号工作过程(音频与收音机相同)摄像机:将图像转换成电信号发射机:将电信号加载到频率很高的电流上天线:将高频信号发射到空中2.电视接收机工作过程天线:接收包含声、像信息的高频信号。接收机:取出并放大图像和音频电信号。显示器:复原图像信号。音频放大:将微弱音频电信号放大并输出。三、移动电话1.移动电话:(发射接收二合一)手机既是无线电发射台又是无线电接收台。2.无绳电话:座机接在市话网上,相当于小型基地台。工作区域在几十米至几百米的范围。信息理论:作为载体的电磁波,频率越高,相同时间内传输的信息就越多。一、微波通信1.微波几乎沿直线传播。必须每隔50km左右建一个中继站,经很多中继站把信息传到远方。2.讨论月亮做中继站可行性。结论:太远,不方便;还自转,信号不稳定。解决方案:人造卫星通信二、卫星通信同步卫星:通信卫星相对地球“静止”。三颗同步卫星可以实现全球通信中国北斗卫星导航系统三、光纤通信光在光导纤维中的传播,光的反射。优点:(1)传输频带极宽,通信容量很大;(2)光纤衰减小,无中继设备,传输距离远;(3)频率稳定,信号传输质量高;(4)光纤抗电磁干扰,保密性好。四、网络通信 利用因特网实现资源共享和信息传递。 网址:www.163.com 电子邮箱地址:xyzabc@163.com 查看更多

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