1、第二十一章 信息的传递第 1 节 现代顺风耳 电话导入一:问题导入你知道这是什么吗?你见过吗? 玩过吗 ?过渡语 电话是现代生活中的重要通讯工具,它为什么能传声呢?这节课我们就学习有关这方面的知识,了解电话是怎样工作的,电流起到了什么作用.导入二:情景导入播放视频“烽火戏诸侯”.请你说说古代人是如何传递信息的?回答:烽火、驿站、书信.过渡语 我们已经了解了古代传递信息的一些方法.你能说说近现代的通信方法吗?在这一节课里,我们将一起来学习这方面的问题.一、电流把信息传到远方思路一1.信息传递的历史人类活动离不开信息的交流与传递,信息传递的变革推动了生产力的巨大发展,促进了人类文明的进程.请同学们
2、说说人类经历了哪些信息和信息传递活动?总结:信息和信息传递活动经历了五次巨大的变革.语言的诞生、文字的诞生、印刷术的诞生、电磁波的应用、计算机技术的应用等.2.电流把信息传到远方近现代信息的传递很大一部分还是依靠电话.你知道电话是谁发明的吗?它主要是由哪些部分组成的呢?回答:最早的电话是由贝尔发明的.电话机主要是由话筒、听筒和拨号器等几部分组成.展示电话机图片.电话是如何把信息传递到远方的?阅读课本“电流把信息传到远方”,思考下列问题:问题 1:老式电话的话筒由哪些部分组成?它是如何把声音信号转化成变化的电流的?回答 1:老式电话的话筒是由金属盒、膜片和炭粒组成.当对着话筒讲话时,膜片时紧时松
3、地压迫炭粒,它们的电阻随之变化,流过炭粒的电流就会相应改变,于是形成了随声音变化的电流信号.问题 2:听筒由哪些部分组成?它的工作原理是怎样的?回答 2:听筒利用了磁场对电流的作用的原理.它主要是由电磁铁和薄铁膜片组成,当随声音振动而强弱变化的电流流过电磁铁时,电磁铁的磁性强弱也随之变化,它对薄铁膜片的吸引力也在发生变化,使得薄铁膜片振动发声.投影电话的话筒和听筒结构图片:教师总结:话筒的工作原理:声波振动振动膜振动炭粒忽松忽紧电阻忽大忽小电流忽弱忽强.听筒的工作原理:电流忽强忽弱磁性忽强忽弱振动膜受忽大忽小的磁力而振动还原成声音.过渡语 最初的电话并没有拨号盘,所有的通话都是通过接线员进行,
4、由接线员将通话人接上正确的线路.如果很多人同时打电话,接线员忙不过来怎么办?思路二1.电话是 1876 年贝尔发明的,美国人.2.如何通过电流把信息传到远方呢?通过电话,电流把信息传到远方.电话由话筒和听筒组成.(1)话筒的作用:把声音信息转变为电流;(2)听筒的作用:把电流信息转变为声音.3.老式电话的基本构造(1)话筒:由金属盒、炭粒、膜片构成.原理:当人对着话筒讲话时,膜片时紧时松地压迫炭粒,它们的电阻随之发生改变,流过炭粒的电流也会相应地改变,于是形成了随声音变化的电流.原理的本质在于改变话筒中电阻的大小.(2)听筒:电磁铁、薄铁片( 膜片).原理:当电路中忽强忽弱的电流通过听筒里的线
5、圈时,由于电流不断变化,电磁铁对听筒薄铁片的吸力就发生忽大忽小的变化,薄铁片在这种忽大忽小的力的作用下振动起来,听筒薄铁片的振动情形跟话筒振动膜的振动情形是一样的,这样就听到与话筒前的讲话相同的声音.知识拓展 贝尔和沃森特正在进行模型的最后设计和改进,最后测试的时刻到了,沃森特在紧闭门窗的另一房间把耳朵贴在音箱上准备接听,贝尔在最后操作时不小心把硫酸溅到自己腿上,他疼痛地叫了起来:“沃森特先生 ,快来帮我啊!”没想到, 这句话通过他实验室中的电话传到了在另一个房间工作的沃森特先生的耳朵里.这句极普通的话,成为人类第一句通过电话传送的声音而记入史册.二、电话交换机电话刚问世时,一部电话机要与多少
6、部电话通话,就要有多少对电话线与外部相连,话机太多时很难做到与每部电话都单独连线.想想议议:一个地区有 5 部电话,要使这 5 部话机中的任意两部都能互相通话,要架设多少对电话线?学生用笔代替导线画出连接方法.数出需要电线的数量.你能否想出一个办法,要尽量减少线路的数量,但仍能保证 5 部电话中的任意两部都可以相互通话?学生尝试在图中画出方法.把所有的电话都接到虚线框内,在虚线框内转接,实现两两间通话,这样可以省电话线.虚线框内的就是电话交换机,一个地区的电话都接到同一台交换机上,每部电话都编上号码.使用时,交换机把需要通话的两部电话接通,通话完毕再将线路断开.下图是电话交换机工作示意图,你能
7、说出它是如何工作的吗?学生观察图片讨论,分析得出:甲组中的某一电话拨打乙组中的电话,左侧的电话交换机先接通右侧的电话交换机,右侧的交换机再接通所需的电话.“占线”现象:甲、乙两组间电话是通过两个电话交换机接通的,两电话交换机间的线路数量是有限的 ,如果两交换机间有太多的用户要打电话,它们间的电话线不够用,就会出现占线现象.阅读课本电话交换机的发展历程,大致了解电话交换机的发展历史.知识拓展 占线时对方话机并不一定在使用,但连接两台交换机之间的连线一定在使用,这种现象长途时比较常见.过渡语 电话信号最初是模拟信号,但是存在难以克服的缺点.比如在长距离传输和多次加工、放大的过程中,信号会丢失一部分
8、信息,表现为声音、图像的失真,严重时会使通信中断,那么怎样解决这个问题呢?三、模拟通信和数字通信1.模拟信号话筒将声音转换成信号电流时,这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样,“模仿”着声信号的“ 一举一动”.这种电流传递的信号叫做模拟信号.利用模拟信号的通信方式叫做模拟通信.你能说出生活中一些模拟通信的例子吗?学生讨论,了解模拟通信,生活中模拟通信的有收音机、电视等信号传输.2.数字信号数字信号是利用数字、符号的组合来表示的信号.你能利用符号来表示信号吗?例如,把一句话转化成数字信号.学生讨论,方法是给符号编码.例如利用数字表示字母和音调给信号编码.利用 0,
9、1 的组合来表示信号.学生活动:在远距离无法听到声音,利用灯泡亮表示“1”,不亮表示“ 0”.利用“ 0”“1”不同排列传递信息.学生设计电路:利用此电路来设计信息编码.播放谍战片中有关密码本的汉字电报码,电报码就是给信息进行数字化处理.知识拓展 模拟通信:信号占用频道较窄,利用率高.缺点:抗干扰能力弱,耗能多.数字通信:抗干扰能力强,信息处理方便,安全性高.缺点:成本较高、信息利用率低.1.电话的话筒把声音信息转化成变化的电流.利用声音引起膜片振动,压迫炭粒,使电路中的电阻变化,引起电流的变化.2.听筒工作原理:把随声音变化的电流转化成电磁铁磁性的变化,对膜片吸引力大小变化,从而膜片振动发声
10、.3.电话交换机的作用:把不同地区的电话转接到所需电话机.4.模拟通信和数字通信的优缺点.1.下列有关电话机叙述中正确的是 ( )A.听筒是将声信号转变成电信号B.话筒是将电信号转变成声信号C.听筒内部是利用电磁铁来工作的D.话筒是利用电磁铁的原理来工作的解析:由电话的结构和原理我们知道,听筒用来接听声音,它将电信号转化成声信号,A 错误;话筒将声信号转化为电信号,B 错误;听筒内有电磁铁 ,利用电磁铁可以产生随电流信号变化的磁场,从而产生相应变化的声音,C 正确 ;话筒内没有电磁铁,D 错误.故选 C.2.下面是几位同学关于电话的几种说法,你认为正确的是 ( )A.电话能将声音沿着导线传至对
11、方B.电话是通过导线将携带信息的电流传给对方的C.话筒中变化的电流使膜片在磁场中振动,发出声音D.听筒中把声音变成变化的电流解析:电话机是由话筒和听筒组成的,话筒把变化的声音转化成电流,声音使话筒中炭粒的松紧发生变化,使其电阻变化,通过话筒的电流发生改变,A,C 错误,B 正确;变化的电流经导线传输到对方的听筒 ,听筒内安装有电磁铁,传来变化的电流使电磁铁磁性发生改变,对铁片的吸引力发生改变,引起铁片的振动发声,听筒把电流转化成变化的声音,D 错误.故选 B.3.下面说法中正确的是 ( )A.平常我们打电话可通过直接拨号接通所要联系的对方的电话,并不需要交换机进行转接B.数字通信是一种现代的通
12、信方式,以前没有出现过C.现代电话在使用的过程中既运用到数字通信,也运用到模拟通信D.数字通信在抗干扰方面没有模拟信号强解析:交换机使电话间的连接线大大减少,现在电话间传输信号都要经过交换机,A 错误;数字信号是用不同符号的不同组合来表示的信号,例如古代的烽火就可以认为是一种数字信号,有烟表示有入侵,无烟表示安全,B 错误 ;现代电话既有模拟信号 ,也有数字信号,C 正确;现代计算机技术利用 “0,1”的组合来表示信息.通常数字信号只包含两种不同的状态,形式简单,所以抗干扰能力特别强,D 错误.故选 C.4.(2015安徽中考) 如图为动圈式话筒的构造示意图.对着话筒说话时,声音使膜片振动,带
13、动线圈在磁场中振动,把线圈两端的导线接入扩音机,就能通过扬声器听到说话的声音.这种话筒应用的原理是 . 解析:线圈在磁场中的振动,实际上是线圈在做切割磁感线运动,从而产生感应电流,这种话筒应用的原理是电磁感应现象.【答案】 电磁感应现象1.电流把信息传到远方(1)话筒的作用:把声音信息转变为电流;(2)听筒的作用:把电流信息转变为声音.2.电话交换机3.模拟通信和数字通信(1)模拟信号:在话筒将声音转换成信号电流时,信号电流的频率、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:用不同符号的不同组合表示的信号.一、教材作业【必做题】 教材第 149 页动手动脑学物理的 1,
14、2 题.【选做题】 教材第 149 页动手动脑学物理的 3 题.第 2 节 电磁波的海洋导入一:问题导入问题 1:电话有固定电话,还有手机,手机是通过什么实现自由通话的?问题 2:我们收看电视、收听广播时又是如何接收到电视、广播信号的?过渡语 它们的一个共同特点是没有使用通信导线,信号都是通过电磁波传播的,今天我们就学习一下有关电磁波这方面的知识,电磁波的海洋.导入二:情景导入展示利用电磁波工作的用电器的图片.同学们知道这些用电器是靠什么来工作的吗?收音机里的声音是电磁波传递来的.电视机里的声音和图像也是电磁波传递来的.手机也是靠电磁波来传递信息的.微波炉是利用电磁波来加热食品的家用电器.过渡
15、语 电磁波既可以传递信息又可以加热食品.平常我们见到的各种天线有的可以发射电磁波,有的可以接收电磁波.那么电磁波是如何产生的呢?这节课我们就来学习有关电磁波的知识.一、电磁波是怎样产生的思路一1.电磁波看不见、摸不到,我们如何研究它呢?2.下面我们制造一下电磁波,大家感受一下.【实验】 打开收音机的开关,将调谐旋钮旋至没有电台的位置,将音量开大,取一节干电池和一段导线,拿到收音机附近,先将导线的一端与电池的正极相连,再将导线的另一端与和电池负极连接的锉刀相摩擦,使它们时断时续地接触,从收音机里能听到什么?【现象】 在收音机里听到“喀喀 ”的杂音.【分析】 这是因为在导线与电池组成的电路中产生了
16、快速变化的电流,变化的电流产生了电磁波,收音机接收了这一电磁波,并把它放大转换成声音,这就是我们听到的“ 喀喀” 声.3.用水波类比电磁波的产生:视频 1:手持木棍,让木棍下端接触水槽水面上,水面上有一圈一圈凸凹相间的状态从木棍接触水面处向外传播,形成水波.视频 2:两个音叉并排放置,并离得很近,敲击其中一个音叉,和另一个音叉接触的小珠被弹起.音叉振动时,在空气中会有疏密相间的状态向外传播,形成声波.声波看不见,摸不到,但声波传到我们的耳朵,会引起鼓膜振动,使我们产生听觉.【结论】 电磁波虽然看不见、摸不到,但它确实是存在的,它能为我们传递信息.知识拓展 “电磁污染”是指各类用电器,比如电脑、
17、手机、微波炉、电磁炉、冰箱、空调、电视机、音响、电热毯等在工作过程中,发射出功率相对较小的电磁波,可能会带来不同程度的电磁辐射污染,影响人体健康.过渡语 电磁波看不见、摸不到,怎样知道它是如何传播的?思路二师:首先,我们观察一个演示实验.发生了什么现象?生:电流通断瞬间,正常的电视节目出现异常现象,比如雪花变多,不清晰.师:为什么会产生这样的现象呢?生:是电流干扰.师:其实是导体电流发生变化时激发了电磁波.电磁波对传播节目的信号产生干扰造成的.知识拓展 环保专家认为,人体长时间处在电磁辐射下,容易产生失眠、嗜睡等神经功能紊乱症状,还可能伴有白细胞减少、视力下降、心电图改变、免疫力差等症状.一般
18、在高压变电站、电台、电视台、雷达站和发射塔等机构工作的人员,经常使用各种电器的人员,孕妇、儿童、老人和伤病员以及长时间使用手机的人较易遭到电磁辐射污染.过渡语 我们知道,声不可以在真空中传播,那么电磁波可以吗?有什么现象能证明?二、电磁波是怎样传播的1.我们知道声波的传播需要介质,那么电磁波的传播是否也需要介质?【实验 1】 把手机放在塑料袋里,再放入水中,拨打电话,观察手机能否收到信号.实验说明:电磁波在液体中能够传播.【实验 2】 把手机放在密闭的木制盒子里,拨打手机,观察手机能否收到信号.实验说明:电磁波在固体中能传播.【实验 3】 把手机放在真空罩中,拨打手机,观察手机能否收到信号.
19、实验说明:电磁波在真空中能够传播.月球上没有空气,声音无法传播,但是电磁波能够在真空中传播,所以宇航员在月球上可以用电磁波来通信.2.波长、频率与波速(1)波长()相邻两个波峰(或波谷) 间的距离是一定的,这个距离叫波长.(2)频率波在 1 秒内出现的波峰数(或波谷数) 叫做频率(f).(3)波速电磁波的传播速度.真空中电磁波的波速为 c.总结:电磁波的传播速度为 c=2.99792458108 m/s3105 km/s.单位:电磁波频率的国际单位是赫兹(Hz),常用单位有千赫(kHz) 和兆赫(MHz) .应用:计算某频率的波长.电磁波是个大家族,通常用于广播、电视和移动电话的频率为数百千赫
20、至数百兆赫的那一部分,叫做无线电波.知识拓展 雷达是利用无线电波测定物体位置的设备.电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,因此雷达用的是微波.利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹等军事目标,还可以用来为飞机、船只导航.“隐形飞机” 是一种先进的军用飞机,可以防止雷达发现 .隐形飞机用的主要是吸波材料,它的功能是通过吸收、散射等多种方式,使材料表面的电磁波能量转换成其他形式的能量,从而减少飞机对电磁波的反射,使雷达很难发现它.1.电磁波是怎样产生的电磁波是由变化的电流产生的.2.电磁波是怎样传播的电磁
21、波的传播不需要介质,在真空中也能传播.3.电磁波的应用(1)微波炉.(2)雷达.1.如图所示,A 为信号源,B 为接收器,A,B 间有一真空区域,当信号源分别发射出次声波、无线电波、可见光和紫外线信号时,接收器不能接收到的信号是 ( ) A.次声波 B.无线电波C.可见光 D.紫外线解析:由于 A 和 B 之间有一真空区域,声音的传播需要介质,声波不能在真空中传播,所以接收器不能接收到的信号是次声波,A 正确.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播.无线电波、可见光、紫外线都是电磁波,它们都能被接收器接收到,B ,C,D 错误.故选 A.2.下列有关电磁波的说法中正确的是 ( )A.电磁波的
22、传播需要介质B.电磁波是沿某一特定的方向在空间向远处传播的C.在月球上宇航员面对面交谈听不见,而是靠无线电话来交谈D.水波、声波是一种自然现象,而电磁波是一种人为制造的现象解析:电磁波与水波、声波的传播相似,导体中电流迅速变化会在空间激起电磁波,并向四周传播.月球上没有空气,声音无法传播,而电磁波可以在真空中传播,也就是说它的传播不需要介质,所以 A,B,D 错误,C 正确.故选 C.3.有一种“隐形飞机”,可以有效避开雷达的探测,秘密之一在于它的表面有一层特殊材料,这种材料能够 (填“ 增强 ”或“ 减弱”) 对电磁波的吸收作用;秘密之二在于它的表面制成特殊形状,这种形状能够 (填“增强”或
23、“ 减弱”)对电磁波的反射. 解析:电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.要有效避开雷达的探测,就要设法减弱对电磁波的反射.【答案】 增强 减弱1.电磁波的传播2.波长、波速、频率、周期之间的关系3.电磁波的应用及危害一、教材作业【必做题】 教材第 153 页动手动脑学物理的 1,2 题.【选做题】 教材第 153 页动手动脑学物理的 3 题.第 3 节 广播、电视和移动通信导入一:情景导入电磁波是传递信号的载体.课前大家已经查阅了很多资料,那么,广播、电视的图像和声音是依靠什么传过来的呢?就像信鸽传书一样,广播、电视的图像和声音是以电磁波为载
24、体,依靠电磁波传过来的.过渡语 那广播、电视的图像和声音是怎样传过来的呢?这节课我们就来学习有关广播、电视和移动通信的知识.导入二:问题导入问题 1:电磁波是如何产生的?回答 1:当导体中有迅速变化的电流时,会向周围空间发射电磁波.问题 2:电磁波在真空中的传播速度是多少?回答 2:电磁波在真空中的传播速度是 3108m/s.教师:同学们回答得很好!我们已经知道 c=f,由于电磁波的频率和波长可以各不相同,所以用途也不同.电磁波可以用来进行无线电通信,其中与我们日常生活紧密相关的就是无线电广播、电视和移动电话.有了无线电广播和电视,就把我国古代传说中的“千里眼”“顺风耳” 的神话变成了现实.有
25、了移动电话使通讯更加方便.问题 3:那么怎样利用电磁波来传递声音和图像信号呢?我们先回顾一下古代、近现代人们是如何传递信息的?回答 3:古代战争时,人们利用烽火台,白天用烟、夜晚用火来传递信息.人们还用鸽子传递信件等传递信息.近现代人们还常通过马、火车、飞机等交通工具邮寄信件来传递信息.传递信息要有像烟、鸽子、马、火车、飞机等这些工具.也就是说,传递信息要有载体.问题 4:那么无线电通信的载体是什么?回答 4:是电磁波.过渡语 电磁波传递信息又快又远,无线电通信就是利用它作为“载体” 来传递信息,进行无线电通信.这节课我们一起来研究学习电磁波是怎样传递信息的.一、无线电广播信号的发射和接收思路
26、一展示一台多波段收音机,播放广播节目,说说你观察的内容.它的作用是什么?学生观察,说出观察结果.上面标有不同的频率,有调谐旋钮,有音量开关等.利用收音机可以接收一定频率范围内的广播信号.那么广播电台是如何发射信号,收音机是如何接收信号的呢?阅读课本无线电广播信号的发射和接收,思考下列问题:问题 1:无线电信号是从哪里发射的?回答 1:通常收到的广播信号是由广播电台发射,再被收音机接收.问题 2:声音信号是如何发射到空中的?回答 2:首先用话筒把声音信号转换成音频电信号,然后由载波发生器产生高频电磁波,通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上,最后通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去.问题
27、3:信号是如何接收的?收音机接收到信号是如何变成声音的?回答 3:收音机的天线接收到电磁波,利用调谐器选出我们所需频率的电磁波,然后从高频信号中取出音频信号,放大后送到扬声器,最后利用扬声器把电信号转化成声音.分析总结:无线电广播主要是由信号发射和信号接收两部分组成.我们可以把广播信号类比成信件的书写、传递和接收.利用话筒把声音信号转化成电信号与写信相似;高频振荡电流相当于邮差;调制器的调制就是把信件交给邮差,天线相当于驿站;选台相当于信件的分拣;解调就是把信件从邮差身上解下来;扬声器就是阅读信件了.知识拓展 由于天线可以接收很多频率的电磁波,如果把它们都转变成声音,那将是一片嘈杂声,什么也听
28、不清楚.所以要再利用收音机调谐器选出我们所需的某一频率的电磁波.如果把调谐器选出来的频率很高的电信号直接送到耳机,不能使耳机发出声音.所以还需要从高频电信号中取出音频信号,放大后,送到扬声器里,扬声器把音频电信号转换成声音.这样我们就听到收音机里的节目了.过渡语 我们现在已经知道了无线电广播信号的发射和接收过程,那电视信号的发射和接收过程又是怎样的呢?思路二1.无线电广播(1)信号的发射话筒把声音信号转换成音频信号.载波发生器产生高频电磁波,通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上.通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去.(2)信号的接收利用天线接收电磁波.利用收音机调谐器选出我们所需的某一
29、频率的电磁波.从高频电信号中取出音频信号,放大后,送到扬声器里.扬声器把音频电信号转换成声音.知识拓展 1.音频信号就相当于写信的人把信写好;2.高频振荡电流就相当于能够运载信件的信鸽、马、火车、飞机等交通工具;3.调制器的调制过程就相当于把信件装在了信鸽、马、火车、飞机等交通工具上.过渡语 电视与无线电广播相比有什么不同?电视声音的传递与无线电广播是一样的,那么图像的传递是怎样的呢?二、电视信号的发射和接收展示电视机,给电视机接上天线,利用电视机播放某一电视台的节目.阅读课本有关电视信号的发射和接收内容,思考下列问题:问题 1:电视信号中图像和声音信号是如何发射的?回答 1:电视信号包括了声
30、音和图像信号,声音信号的产生、发射、接收与无线电广播的工作过程相似.摄像机把图像变成电信号,发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上,通过发射天线发射到空中.问题 2:电视信号中图像和声音信号是如何接收的?回答 2:电视机天线把高频信号接收下来,通过电视机把图像和声音信号取出来放大,由显示器显示图像,喇叭发出声音.这样,我们就能看到声形并茂的电视了.知识拓展 数字电视是数字信号的电视系统或电视设备.其传输过程是:由电视台送出的图像及声音信号,经数字压缩和数字调制后,形成数字电视信号,经过卫星、地面无线电广播或有线电缆等方式传送,由数字电视接收后,通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及
31、伴音.因为全过程均采用数字技术处理,因此信号损失小,接收效果好.过渡语 知道了广播、电视的图像和声音是怎样传过来的后,大家现在可能已经想到移动电话是如何工作的了吧?三、移动电话利用移动电话拨打另一电话.移动电话是如何把信号传递给另一部电话的?学生思考,得出结论:移动电话是靠电磁波把信号传递给另一部电话的.阅读课本有关移动电话的内容,思考下列问题:问题 1:移动电话是如何把信号发射出去的?又是如何接收到对方电话的信号的?回答 1:移动电话既是信号发射台又是信号接收台.移动电话相当于是无线电台,它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中,同时它又捕捉空中的电磁波,使用户接收到通话方传来的信息.问题
32、2:移动电话既是一个信号发射台又是信号接收台,为什么广播电视塔要建那么高大,而移动电话只要这么一点大呢?回答 2:手持移动电话的体积很小,发射功率不大.它的天线也很简单,灵敏度不高,因此,它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台(即基地台 )转接来达到通话的目的.问题 3:在我们家中曾经使用过一种可以移动的无绳电话,它是如何工作的呢?回答 3:无绳电话的主机和手机上各有一个天线,它们是通过电磁波来工作的,主机接在电话网上,相当于一个小型的无线电台.知识拓展 手机是一种非常奇妙的小设备,有了它,您几乎可以在任何地方与任何人通话!如今手机提供的功能几乎让人不可思议,而新功能也在不断涌现,让人目不暇
33、接.如果拆开一个手机,您会看到它主要包含如下几个部件:电路板、天线、显示屏、键盘、麦克风、扬声器、电池等.电路板是手机系统的心脏.令人惊奇的是,在几十年前要实现所有这些功能,相关的设备可能需要填满整个一层办公楼,而如今这些功能却能够封装在一个巴掌大小的装置中,让一切尽在您的掌握之中!1.无线电广播信号的发射和接收(1)发射;(2) 接收.2.电视信号的发射和接收(1)发射;(2) 接收.3.移动电话(1)基地台;(2) 无绳电话.1.下列说法中不正确的是 ( )A.现在使用的移动电话有发射装置和接收装置B.现在使用的对讲机有发射装置和接收装置C.电视机有发射和接收装置D.收音机只有接收装置没有
34、发射装置解析:现代的移动电话和对讲机在接听时它的天线是接收天线,在讲话时则是发射天线,所以移动电话和对讲机既有发射装置又有接收装置,不过移动电话通过基站转接信号,而对讲机通过电磁波直接联系,A,B 正确;电视机和收音机都只能接收信号不能发射信号,它们只有接收装置没有发射装置,C 错误,D 正确.故选 C.2.现代战争经常应用电子干扰战术,电子干扰战术就是破坏敌方的信息传递.电子干扰具体的做法是 ( )A.对敌方发射很强的电磁波B.对敌方发射电磁波C.对敌方发射频率很高的电磁波D.对敌方发射与敌方设备相同频率的高强度电磁波,并施放反射电磁波的干扰片解析:在收听广播时,当两个电台的频率十分接近时,
35、收音机会同时出现两个电台的声音,会干扰我们正常收听;当两个电台的频率相差较大时,就不会出现这种情况.电子干扰战术就是这个道理,如果知道敌方电磁波的频率后,向敌方发射频率相同的高强度电磁波,使敌方无法辨清自己的电磁波.所以 A,B,C 错误,D 正确.故选 D.3.关于无线电广播的发射和接收,下列说法错误的是 ( )A.收音机的工作过程依次是调谐接收天线检波喇叭B.收音机的工作过程依次是接收天线调谐检波喇叭C.发射时将音频电流和射频电流先输入调制器,变成调幅电流,再输入发射机,由发射机传给天线发射出去D.天线接收到电磁波,利用调谐器选出所需频率的电磁波;从中取出音频信号,放大后利用扬声器转化成声
36、音解析:收音机工作时,天线将接收到的“信号” 送入调谐电路,然后经过解调器 (检波)分离出音频电流,送入放大器放大后输送给喇叭,A 错误,B 正确;发射信号时,将音频信号与射频信号一同送入调制器中,变成调幅电流,再由发射机放大后输出,由天线发射出去,C 正确;收音机的天线接收到电磁波,利用调谐器选出我们所需频率的电磁波;从高频信号中取出音频信号,放大后送到扬声器;利用扬声器把电信号转化成声音,D 正确.故选 A.4.(2015武汉中考) 关于电磁波,下列说法错误的是 ( )A.收音机、电视机和移动电话都是靠电磁波来传递信息B.跟水波类似,电磁波也有自己的频率、波长和波速C.真空中电磁波的波速约
37、为 30 万千米每秒D.微波炉内的微波是一种波长很长、频率很低的电磁波解析:微波炉内的微波是一种波长很短、频率很高的电磁波,D 选项错误,符合题意.故选 D.1.无线电广播信号的发射和接收2.电视信号的发射和接收3.移动电话一、教材作业【必做题】 教材第 157 页动手动脑学物理的 1 题.【选做题】 教材第 157 页动手动脑学物理的 2 题.第 4 节 越来越宽的信息之路导入一:问题导入问题 1:上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程,那么电视和无线电广播相比,在相同的时间内哪个传输的信息多?回答 1:电视传输的信息多.播放广播、电视、手机互联网通信的视频.问题 2:广播和电视传播的信
38、息有什么不同?回答 2:电视除了能通过声音传播信息,还可以传播图像、视频等信息.过渡语 信息理论表明,作为载体的无线电波频率越高,拥有的范围越宽,相同时间内传输的信息就越多.因此,几十年来,无线电通信、电视广播等所用电磁波的频率越来越高,我们可以形象地说,信息之路越来越宽了.这就是我们今天这节课所要学习的内容.导入二:情境导入师:同学们,请大家谈谈古代人、近代人、现代人用什么传递信息.他们传递信息的信息量有什么变化?生甲:古代人用语言(大声喊)传递信息.生乙:古代、近现代人用手势、消息树、烽火台传递信息.传递的信息比甲说的快、范围大.生丙:古代、近现代人用文字写成书传递信息,传递的信息量比上面
39、两种情况范围大.生丁:发明了电以后,近代人用收音机、黑白电影、电话、电报传递信息.生戊:现代人用彩色电影、立体电影、手提电话、彩色电视、音响、DVD、电脑等传递信息.师:刚才同学们说得很好,通过大家的讨论,我们可以得出什么结论?生:随着时代的发展、科技的进步,人类获取的信息量越来越大,越来越多,越来越快.过渡语 大家总结得很好,这说明信息之路越来越宽,越来越快,今天我们就来学习第四节越来越宽的信息之路.一、微波通信特点 1:频率宽泛,容量大问题:为什么要用微波通信呢?阅读课本,回答问题.学生:微波的波长在 1 mm10 m 之间,频率在 30 MHz3105MHz 之间 ,比中波和短波的频率更
40、高,它可以同时开通几千、几万路电话,所以传输的信息更多.特点 2:直线传播损失大,需要中继站微波沿直线传播不能绕射,因此衰减很快,要使它传向远方,必须建设中继站,像接力赛那样,一站一站地向外传播.问题:你见过中继站吗?学生结合生活举例:移动、联通通信网络在一些建筑物上都有自己的中继塔,就是想让信号传递到人们活动的各个角落.知识拓展 因为微波不能沿地球表面绕射,为了接收到微波,在地面上每隔 50 km 建立微波中继站,把信号接收过来,经过处理后,再传到下一站去.由于微波通信传输的信息量大,所以各种电信业务的传输,比如电话、电报、数据、传真等.过渡语 高山、海洋中无法建设中继站,怎么办呢?这就需要
41、在高处悬挂一个中继站,这就要靠卫星来实现.二、卫星通信思路一问题 1:卫星做中继站随便移动可以吗?回答 1:通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同,这样的卫星叫做地球同步卫星.播放地球同步人造卫星影像资料.问题 2:月球能作中继站通信吗?回答 2:月球不能作为微波中继站.因为月球距地球太远,信号衰减、时间延迟、连接受月球位置限制等.问题 3:卫星通信系统由哪几部分组成?回答 3:卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成.问题 4:要实现全球通信至少需要几颗卫星?回答 4:至少需要三颗卫星才能基本实现全球通信(并不能实现真正的全球通信,比如不能覆盖两极地区等).小结:通信卫星就像一个无
42、人值班的空中微波中继站,它从一个地面站接收发射来的信号,经过处理后,再发送到另一个或几个地面站.优点:现在一个地方出现的突发事件,全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面,这就是通信卫星带来的好处.思路二师:谈到卫星通信,你觉得它给你带来的最大好处是什么?生:电视频道多了,能收看的节目多了,能够及时知道在世界各地发生的事情了.师:那么通信卫星是怎样完成电视节目的转播任务的呢?分析:我们以一场 NBA 全明星篮球赛的直播为例,电视转播车在比赛现场将比赛实况摄下后,一般以微波通信的方式送给电视台,电视台经过编辑处理后,通过无线电塔将电信号发射给太空中通信卫星,通信卫星接收电信号,经过处理后,再向地面
43、发送,通过电视台进行播放,我们在电视机前就可以看到球赛的直播了.知识拓展 现在的卫星通信大多是同步卫星通信.通信卫星在赤道上空 35786 km 的轨道上,它绕地球一周的时间恰好与地球自转一周的时间相同,也是 24 小时(严格说是 23 小时 56 分 4 秒),所以从地球上看,它好像悬挂在空中静止不动,所以叫做地球同步卫星.过渡语 我们已经知道,电磁波的传播速度等于光速.实际上光也是一种电磁波.与微波相比,光的频率更高,如果用光来通信,这条“高速公路 ”要比短波、微波的“公路” 宽出百万倍、千万倍.但如何实现这一目的呢?三、光纤通信介绍人类发现利用光纤通信的历史过程.阅读课本有关光纤通信的内
44、容,思考以下几个问题:问题 1:光纤通信使用的是什么光源?回答 1:光纤通信使用的光源是激光.普通光源方向性差,如果用它作载波,就像收音机同时接收到了许多频率节目,声音重叠在一起,让人无法分辨清楚.美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器,它能产生单一频率、方向高度集中的光激光,才使光作为载波得以实现,用光进行通信成为现实.问题 2:光纤通信使用什么材料?回答 2:光纤通信使用的材料是光导纤维.问题 3:光是如何在光纤中传播的?回答 3:激光射入光导纤维中,在光纤内壁上多次反射,把信号从一端传递到另一端.我国现阶段光纤通信的发展情况.演示光纤如何传导光的.光在光导纤维里传播:把大塑料瓶用不
45、透光的纸包上,瓶的侧壁开个小孔,塑料瓶内盛满水,水中有一个光源,观察水流出时的光随着弯弯的水流照到地面,在地面产生一个光斑.这个实验说明光可以沿弯弯的水流传播也可以沿玻璃丝传播,不管玻璃丝怎样弯曲都可以传播.知识拓展 光导纤维是很细很细的玻璃丝,是用高纯度的石英玻璃拉制成的.光缆是数条光纤敷上保护层,制成多芯光缆.光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输.光纤通信,通信容量大,通信质量高,保密性好.过渡语 电子计算机的发明和应用给人们的工作、学习、生活带来了巨大的变化.计算机与通信的结合将成为 21 世纪信息社会的基础.全球信息网的建立,使人们通过一台联网的电脑,只要轻轻点击鼠标,就可以做到“秀
46、才不出门,便知天下事”.那么如何使用网络进行通信呢?四、网络通信播放有关网络通信的视频.阅读课本有关网络通信的知识,结合生活常识,回答下列问题:问题 1:什么是网络通信?回答 1:计算机可以处理各种信息,把各台计算机与服务器相联,就可以实现信息的传递,这就是上网,它们之间的通信就是网络通信.问题 2:电子邮件是如何传送的?回答 2:电子邮件是网络通信形式的一种.当甲给乙发送一封邮件,他的服务器 A 把邮件送到乙的服务器B,当乙上网时就能从 B 服务器上得到这个邮件.问题 3:你知道如何把邮件发到 的邮箱中吗?回答 3:(1)先登陆自己的邮箱 ,即连接自己的服务器 A;(2)填收件人地址 ,并
47、填好信件内容;(3)点击发送,邮件传送到 网络所在服务器.电子邮件的传送过程可以使用下图来说明.问题 4:现代网络已经非常发达,已经不局限于收发电子邮件,你还能说出一些互联网在实际生活中的应用吗?回答 4:网络通信在实际中可以用于传递语音、文字、图像信息.互联网在生活中已经遍布生活的各个部分,可以通过网络了解不断更新的全球新闻,查阅各种资料,进行网络购物、视频会议、网络教育等.知识拓展 电脑网络是通过光纤来传输信息的.光纤传输的信息量非常大,一对光纤,从理论上讲,可以开通 1 亿路电话,再加上通信中光沿管道传播,不容易受到外界干扰、保密性好,正在被越来越广泛地应用.1.应用微波通信是因为它的
48、频率比较宽泛,容量大,但传输时损耗也快,需要建立中继站.2.高山、海洋处建立中继站很困难,于是人们想到了卫星通信,在太空设立三颗地球同步卫星就能实现全球通信.3.光是一种电磁波,它也能通信,专门用于通信用的光是激光,需要它在专门的光导纤维里通行,它损失小,保密性好,容量大,传输质量高,所以近年来电话很少有占线现象,这都得益于光纤通信的发展.4.网络通信集合了通信的多种功能,让人们的生活更加丰富多彩.1.下列说法错误的是 ( )A.计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件B.网络通信是数字通信C.计算机的联网需要金属导线,还使用光缆 ,但不需要通信卫星D.宽带网是指频率较高,能传输更多信息的网络
49、解析:A,B,D 的叙述均正确,C 中计算机的联网不仅需要导线、光缆, 还要靠通信卫星快速传递信息,故 C错误.故选 C.2.关于光纤通信,下列说法中正确的是 ( )A.载有信息的激光在光缆内壁上不断发生光的折射,把信息从光缆一端传到另一端B.用于通信的激光是在空中传播的C.光在光导纤维中的传播是直线传播D.光纤通信要比短波、微波通信容量更宽解析:激光在光缆中传播发生的是反射,不是折射,A 错误;用于通信的激光到目前为止,仍在光纤中传播,B 错误;光在光导纤维中的传播轨迹是折线,C 错误;光纤通信比短波、微波通信容量更宽 ,D 正确.故选 D.3.光纤通信是利用 (填“电磁波”或“ 超声波”) 在光导纤维中 (填“反射”“折射”或“ 直线传播”) 实现信息传输的. 解析:光也是一种电磁波,光纤通信是利用激光在光导纤维内壁不断反射来传递信息的.光
