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第二十一章 信息的传递
第1节 现代顺风耳—电话
老式电话
无绳电话
可视电话
电话的组成
话筒的结构
听筒的结构

话筒结构
话筒里有一个金属盒，里面装满碳粒，上面盖有一个膜片。
话筒原理
将声信号转化为电信号

声音的振动
振动膜振动
碳粒松紧变化
电阻大小变化
电流大小变化


听筒里有一个永磁体，它的两个磁极上套有螺线管，磁极前有薄铁片。
听筒结构
听筒原理
将电信号转化成声信号

电流大小变化
磁性强弱变化
吸力大小变化
振动
声音


一个地区有五台电话，要求每一台电话都可以与其他电话通话，如何连线?













早期的人工电话交换机。它能为50家电话用户提供服务
电话交换机
程控交换机
在上海打电话到北京
电话交换机
电话交换机










上海
北京
模拟信号：用电流传递的信号。
数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号。
1、电话的听筒主要应用了电流的 ( )
A.热效应 B.磁效应
C.化学效应 D.以上说法都不正确
2、下列叙述中，正确的是 （ ）
A.话筒的作用是把声音直接传递到受话人的听筒
B.话筒的作用是把忽强忽弱的电流信号转化成声音信号
C.话筒的作用是把声音振动转化为强弱变化的电流信号
D.话筒的作用是把电流直接送到受话人的听筒
B
C
3、最简单的电话主要是由____和____组成的。话筒的作用是把___信号变成____信号。听筒的作用是把__信号变成___信号。
4、今天我们广泛使用的固定电话、传真、移动电话、有线电视、广播、互联网使用的都是 信号，这种通信方式叫做 通信。
数字
数字
话筒
听筒
声
电
电
声

第2节 电磁波的海洋
固定电话（座机）是利用什么物质（携带信息）把信息传到远方的（即基本工作原理）？

声信号

电信号

声信号
话 筒
对方听筒
（通过导线传输）
电流
广播电台通过电磁波，将精彩的广播节目传送给我们。
电视台通过电磁波，将精彩的电视节目传送给我们。
电视机

电台
电磁波
基地台通过电磁波把信息传递给手机。

电磁波
基电台
导线中电流的迅速变化在空间激起电磁波。
电磁波是怎样产生的？
波长
波长
波峰
波峰
波谷
波谷
凸起的最高处叫做波峰。凹下的最低处叫做波谷。 邻近的两个波峰（或波谷）之间的距离叫做波长。 电磁波在1s中内传播的距离叫做波速。 1s钟内通过的波长个数叫做频率。
把一个移动电话放在真空罩内，并给这个电话打电话，这个电话能接收到信息吗？实验表明电磁波的传播需要介质吗？
电磁波可在真空或其它介质中传播。（电磁波的传播不需要介质。）
电磁波在真空中的传播速度（波速）是多大？
【回忆】：光在真空中的传播速度是多少？由此你能得到什么猜想？
光就是一种电磁波。
C=3×108m/s=3×105km/s (是个定值）
C=3×108m/s=3×105km/s
电磁波的分类及其应用
长波：超远程通信。
中波、短波：电报、无线电广播。
微波：电视、宇航通信。
红外线：
可见光：
紫外线：
X射线：
Y射线：
1、关于电磁波的说法中正确的（ ） A、电磁波只能在真空中传播。 B、波长不同的电磁波的速度不同。 C、波长越长的电磁波频率越高 D、迅速变化的电流在周围的空间产生电磁波。
D
2、以下说法中正确的是（ ）
A、频率越大的电磁波，它的传播速度越大。
B、电磁波和声波一样不能在真空中传播。
C、不同频率、不同波长的电磁波传播速度相同。
D、以上说法都正确。
C
3、隐形飞机是一种先进的军用飞机，可以防止被雷达发现，隐形飞机用的主要是能有效的吸收 材料，它能减少飞机对电磁波 ，使雷达很难发现它。
电磁波
反射
4、广播、电视、移动电话、QQ和微信的语音、视频聊天软件都是用 传递信息的。 5、微波炉是利用 来给食物加热的。 6、华为的5G技术领先全球，5G支持下的超高清、远距离视频传输利用了 （选填“电磁波”或“超声波”）来传递信息。电磁波的传播 (选填“需要”或“不需要”)介质。
电磁波
电磁波
电磁波
不需要
第3节广播、电视和移动通信
　　声音和图像是怎样从电（视）台传来的？
无线电广播信号的发射由广播电台完成
无线电广播信号的发射和接收
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。　　　　　
天　线——产生电磁波将高频载波信号发射到空中。
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。
学校的电视演播室
　　电视用电磁波传递图像和声音信号。
电视的发射和接收
图像信号工作过程
　　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。
手机既是无线电发射台，又是无线电接收台。
移动电话（发射接收二合一）
移动电话
基地台
基地台
电磁波
电磁波
电磁波
手机和座机借助基地台进行交流。
基地台
手机
座机


电磁波
电磁波
手机和手机通过基地台进行沟通
电磁波
电磁波
　　工作区域在几十米至几百米的范围。
　　座机接在市话网上，相当于小型基地台。
无绳电话
1、下列关于收音机的说法中正确的是（ ）
A.收音机接收各种各样的电磁波
B.收音机接收同一频率的电磁波
C.收音机直接接收声音 D.以上说法都不正确
2、生活中能把声音和图象转化为电流的装置分别是（? ）
A.话筒和摄像机????B.耳机和摄像机??????????????????
C.话筒和显像管????D.耳机和显像管
3、用微信语音聊天软件时是利用手机发射（? ）
A.红外线 B.紫外线 C.电磁波 D.激光
A
A
C
4、移动电话是由________?传递信号，它既是无线电________，又是无线电________。
5、渔民出海捕捞，常常满舱而归。渔船编队在某个海域捕捞时，渔民用特定频率的电台通信是利用_______传递信息。
6、卫星是通过　 　传递信息的。
7、中美经贸摩擦实质上是科技实力的较量。华为公司的5G通信技术领先世界2—3年，5G技术具有高速率、大宽带和低延迟三大特点。5G手机与基站之间是通过_________实现信息的传递。
电磁波
发射台
接收台
电磁波
电磁波
电磁波
第4节 越来越宽的信息之路
讲五分钟的故事和放映五分钟的电影，两者所传递的信息量是不一样的，五分钟的语言只能简单描述人的相貌、衣着和事件的梗概；而五分钟的电影，除此之外还能展现故事地点的山川和天气、人物衣服的质地和颜色、主人公的容貌和嗓音等许许多多细节。因此，电视广播与声音广播相比，在相同时间内要传送更多的信息。
一、微波通信
微波：波长在10m—1mm之间，频率在30MHz—300000MHz之间的电磁波。
优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。
缺点：大致沿直线传播，不能沿地球表面传播，在地面的传播距离短。
这样显然不行，对方肯定收不到。那怎么办呢？
必须每隔50km左右就建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。
但在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，又该怎么办呢？能不能利用地球的卫星 ——月球进行微波中继通信呢？
月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了—38万千米！信号衰减、时间延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信。
二、卫星通信
卫星通信：利用通信卫星做中继站的微波通信方式。通信卫星大多是同步卫星。
同步卫星：公转周期与地球自转周期相同的卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动。
优点：覆盖范围广，只要三颗卫星就可以让信号覆盖全球。

用三颗同步地球卫星就可以实现全球通信。它们就是三个太空微波中继站，从一个地面站接收的电信号，经过处理，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，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。
电磁波
电磁波


通信卫星。板状的两翼是太阳电池板。它把太阳能转化成电能，供卫星使用。
蝶形天线用来接收来自卫星的信号。
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。与电磁波相比，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。但如何实现光通信呢？
普通的光源夹杂了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一，方向高度集中的光——激光。这才使得用光进行通信的幻想得以实现。但是激光用于实际的通信，并不像手电筒照亮房间那么简单。通信用的激光只能在特殊的管道——光导纤维里传播。

三、光纤通信
光纤通信：利用频率更高的激光进行信息传递。
优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。
普通的光不可以：发散性，不单一。
激光：频率单一、方向集中，可以用来传递信息。
把大塑料瓶用不透光的纸包上。瓶的侧壁开个小孔。塑料瓶内盛满水，水中有一个光源。当水从小孔流出时，你会看到光随着弯曲的水流照到地面，在地面产生一个光斑。这就是光纤的原理。
光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条光纤一起敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。
光导纤维
把计算机通过服务器连在一起。通过因特网进入计算机这条信息高速公路，使信息资源共享。
四、网络通信
电子邮件、因特网
1、微波的性质与______更接近，大致也是沿______传播，微波______(选填“能”或“不能”)沿地球表面绕射，所以必须每隔______ km左右要建设一个______ ，把上一站传来的信号处理后再发射到下一站，实现远距离通信。 2、卫星通信就是利用____做微波通信的中继站。
3、在地球上空均匀配置 颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，从而实现了全球通信。　
直线
不能
50
微波中继站
卫星
光波
3
4、实际上，光也是一种比微波频率更高的电磁波，而激光则是频率____ ，方向______ 的光。激光一般在特殊的管道—— 里传播。 5、人们通过 进入计算机这条信息高速公路，在全球内实现信息资源共享。
6、下列各种活动中能通过互联网做到的是（　）
A.传送网购的运动鞋 B.远程学习物理课程
C.输送发电厂的电能 D.传输纸质信件
单一
高度集中
光导纤维
因特网
B
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