人教版选修11 信息化社会 第1课时 教案.docx

4.4信息化社会教学目标：1、了解光信号和电信号的转换过程，了解电视信号的录制、发射和接收过程，了解雷达的定位原理教学重点：电磁波在信息社会的作用教学难点：电磁波在信息社会的作用教学过程：一、电视和雷达电视电视的历史1927年，美国人研制出最早的电视机。1928年，美国通用公司生产出第一台电视机。1925年，美国开始试验发射一些电视图像，不仅小，而且模糊不清。1927年，纽约州斯克内克塔迪一家老资格的无线电台开始每周三次进行试验性广播。1939年，全国广播公司在纽约市试验广播。美国最早的电视机，荧光屏是圆形的，只有5-9英寸大，差不多要坐在电视机跟前才能看清。但是，电视很快以惊人的速度冲进了美国人的家庭（第二次世界大战中，电视的发展一度陷入停顿。1947年美国家庭中约有14万台电视机，1949年达到近100万台。1955年，将近3000万台，1960年，达6000万台，于1951年问世的彩色电视机以及大屏幕电视机也进入美国人家庭。目前美国约有l2l亿台电视机，平均不到两个人就有一台电视机）。中国最早的电视诞生在1958年3月17日。这天晚上，我国电视广播中心在北京第一次试播电视节目，国营天津无线电厂（后改为天津通信广播公司）研制的中国第一台电视接收机实地接收试验成功。这台被誉为“华夏第一屏”的北京牌820型35cm电子管黑白电视机，如今摆在天津通信广播公司的产品陈列室里。我国在1958年以前还没有电视广播，国内不能生产电视机。1957年4月，第二机械工业部第十局把研制电视接收机的任务交给国营天津无线电厂，厂领导立即组织试制小组，黄仕机同志主持设计。当年，试制组多数成员只有20岁上下，他们对电视这门综合电、磁、声、光的新技术极其生疏，没有见过电视机，参考资料也很少，通过对资料、国外样机、样件的研究，他们根据当时国内元器件生产能力和工艺加工水平，制定了“电视接收和调频接收两用、通道和扫描分开供电、采用国产电子管器件”的电视机设计方案。我国第一台电视机的试制成功，填补了我国电视机生产的空白，是我国电视机生产史的起点，今天我国已成为世界电视机生产大国。电视的录制电视在电视发射端，由摄像管（图18-14）摄取景物并将景物反射的光转换为电信号。摄像镜头把被摄景物的像投射在摄像管的屏上，电子枪发出的电子束对屏上的图像进行扫描。扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b。电子束把一幅图像按照各点的明暗情况，逐点变为强弱不同的信号电流。天线则把带有图像信号的电磁波发射出去。扫描行数：普通清晰度电视（ldtvlow definition television的简称）200-300线，标准清晰度电视（sdtv）500-600线，高清晰度电视（hdtv）1000线以上。信号的调制与发射调制过程见图18-17甲图。请注意，摄象机无法在屏幕上显现声音信号，因此，这里还有一个同步录音后，将声波（机械波）转换成点信号的过程。最后，图象（电）信息和声音（电）信息都要同时调制在高频载波中去。摄像机在一秒内传送25张画面，这些画面都要通过发射设备发射出去。电视接收机也以相同的速率在荧光屏上显现这些画面。由于画面更换迅速，眼睛又有视觉暂留现象，所以我们感觉到的是连续的活动景像。电视信号的接收在电视接收端，天线收到电磁波后产生感应电流，经过调谐、解调等处理，将得到的图像信号送到显像管（图18-16），还原成景物的像。显像管里的电子枪发射的电子束也在荧光屏上扫描，扫描的方式和步调与摄像管的扫描同步。同时，显像管电子枪发射电子束的强弱受图像信号的控制，这样在荧光屏上便出现了与摄像屏上相同的像。电视机天线接收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号。伴音信号经解调取出后送到扬声器。电视技术还广泛应用在工业、交通、文化教育、国防和科学研究等各个方面。现代化的办公室常常用到传真机。电视传递的是活动的图像，而传真传递的是静止的图像，如图表、书信、照片等。传真的原理和电视相似，也是把图像逐点变成电信号，然后通过电话线或其他途经传送出去。介绍：数字电视和等离子电视数字电视是电视数字化和网络化后的产物。相对于传统的模拟电视，它可以同时传输和接收多路视频信号和其他数字化信息，同时令信息数字化存储以便观众随时调用。其图像水平清晰度达到线以上，声音质量也非常高。与传统的模拟电视相比，数字电视的优点体现在：第一，提高了频率资源的利用率。利用数字压缩技术可以在一个标准有线电视模拟频道中传输410套电视节目。第二，提高电视信号的传输和接收质量，可以保证用户接收到和前端播出效果基本相同的电视信号。第三，可以提供数据广播。第四，逐步改变观众传统的收视习惯，由被动收看到准视频点播（nvod）收看，以至下一步的收看真正的视频点播 (vod)。频率资源的增加有利于节目数量的增加和频道的专业化，可满足不同观众群体的需要。我国将在2008年全面推进数字高清晰度电视，2010年基本实现数字化，2015年停止模拟信号的播出。观众家里只要能够收看有线电视，那么，再接上一个机顶盒就可以收看丰富多彩的数字电视了。等离子电视（pdmplasma display monitor的简称）: 等离子（pdp）是指通过在两张薄玻璃板之间充填混合气体，施加电压使之产生离子气体，然后使等离子气体放电并与基板中的荧光体发生反应，从而产生彩色影像的电视产品。它以等离子管作为发光元件，大量的等离子管排列在一起构成屏幕，每个等离子对应的每个小室内都充有氖氙气体，在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，并激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和色彩的图像，类似显像管发光。等离子电视又被称做“壁挂式电视”，不受磁力和磁场影响，具有机身纤薄、重量轻、屏幕大、色彩鲜艳、画面清晰、亮度高、失真度小、视觉感受舒适、节省空间等优点。目前，常见的等离子电视有42、52、60寸。雷达雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。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。雷达的天线可以转动。它向一定的方向发射不连续的无线电波（叫做脉冲）。每次发射的时间不超过1ms，两次发射的时间间隔约为这个时间的100倍。这样，发射出去的无线电波遇到障碍物后返回时，可以在这个时间间隔内被天线接收。测出从发射无线电波到收到反射波的时间，就可以求得障碍物的距离，再根据发射电波的方向和仰角，便能确定障碍物的位置了。 实际上，障碍物的距离等情况是由雷达的指示器直接显示出来的。当雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现一个尖形脉冲；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形脉冲，如图所示。根据两个脉冲的间隔可以直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离现代雷达往往和计算机相连，直接对数据进行处理。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。在天文学上可以用雷达研究飞近地球的小行星、慧星等天体，气象台则用雷达探测台风、雷雨云。典例精析一、传感器及其应用例1用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程，下列属于这类传感器的是()a红外线警报器b走廊照明灯的声控开关c自动洗衣机中的压力传感装置d电饭煲中控制加热和保温的温控器解析红外线警报器的工作原理是：如果有人通过红外线可以察觉的到的范围，那么红外线警报器就会发出信号，并与触点接通，使灯点亮且发出警报因此，红外线警报器的工作过程是将光信号转化为电信号，a选项正确而b选项是将声音信号转换为电信号的过程，c选项是利用压力来传递信息的过程，d选项是通过温度来控制的过程，所以b、c、d均错答案a例2光敏电阻的特点是()a入射光强，电阻小 b入射光强，电阻大c入射光弱，电阻小 d入射光弱，电阻大解析光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化光照强时，光敏电阻的阻值小，光照弱时，光敏电阻的阻值大答案ad二、信息的记录、处理和传输例3大量信息的存储和多用户的使用对信息安全提出了严峻的挑战下列四项中对计算机系统的信息危害最大的是()a内存大小 b计算机病毒c电脑的存储速度 d电脑的计算速度解析计算机病毒能够修改、删除计算机内的信息，严重时使计算机不能正常工作，因此对系统的信息危害最大答案b课堂练习：1(传感器的理解)下列关于人体感觉器官的说法正确的是()a视觉相当于人的光传感器b嗅觉相当于人的温度、气体传感器c味觉相当于人的声音传感器d听觉相当于人的味传感器答案a2(传感器的材料)关于传感器的下列说法正确的是()a所有传感器都是由半导体材料做成的b金属材料也可以制成传感器c传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的d以上说法都不正确答案b解析半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，所以a错误，b正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感知力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以c错误3(常用传感器)以下家用电器中利用了温度传感器的是()a洗衣机 b电冰箱c空调 d电饭锅答案bcd4(信息的记录、处理和传输)数字信号比模拟信号具有的优点是()a抗干扰力强 b容易加密c便于计算机处理 d传输简单答案abc1.在电视信号发送和接收的过程中，要用到许多电学部件，将元件名称和它们在电路中的作用连接起来。摄像机 将声信号还原后放出话筒 向空中发送电磁波发送天线 接收空中的电磁波显像管 将光信号转变为电信号扬声器 将声信号转变为电信号接收天线 将电信号转变为光信号2.根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长的排列是()a微波、红外线、紫外线b射线、x射线、紫外线c紫外线、红外线、无线电波d紫外线、x射线、射线3.电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是()a无线电波、红外线、紫外线、射线b红外线、无线电波、射线、紫外线c射线、红外线、紫外线、无线电波d紫外线、无线电波、射线、红外线4.在下列说法中符合实际的是 ()a在医院里常用x射线对病房和手术室消毒b医院里常用紫外线对病房和手术室消毒c在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力d在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力5.间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用和民用目标。这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，即使汽车离开，也瞒不过它。这种遥感照相机敏感的电磁波属于()a可见光波段b红外波段c紫外波段 dx射线波段6.近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息)的通信手段，在局域网、移动通信等方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，以下说法中正确的是()光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输红外线的频率比可见光的频率高红外光子的能量比可见光子的能量大a b c d7下列说法正确的是()a发射的图像信号不需要调制过程b接收到的图像信号也要经过调谐、检波c电视信号包括图像信号和伴音信号两种d图像信号和伴音信号传播的速度不同8关于雷达的特点，下列说法正确的是()a雷达所用无线电波的波长比短波更长b雷达只有连续发射无线电线，才能发现目标c雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离d雷达在能见度低的黑夜将无法使用9雷达采用微波的原因是()a微波具有很高的频率b微波具有直线传播的特性c微波的反射性强d微波比其它无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远10雷达向一定方向发射一微波，经时间t接收到障碍物反射回来的微波，由此可知雷达到障碍物的距离为()a. bct c2ct d4ct11眼睛的视觉暂留时间为0.1 s，为了使电视图像是连续活动的，电视台每秒内发送的图像信号()a应该多于10张 b应该少于10张c通常每秒发射10张 d通常每秒发射25张12下列说法正确的是()a摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置b电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置c摄像机在1 s内要送出25张画面d电视机接收的画面是连续的 13关于电磁波谱，下列说法中正确的是()a电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波b红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的cx射线和射线是原子的内层电子受激发后产生的d红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线14.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是()a射线、红外线、紫外线、可见光b红外线、可见光、 紫外线、射线c可见光、红外线、紫外线、射线d紫外线、可见光、红外线、射线15.下面关于红外线说法中正确的是()a红外烤箱中的红光就是红外线b红外线比可见光更容易发生衍射c高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线d红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振16.列关于紫外线的几种说法中，正确的是()a紫外线是一种紫色的可见光b紫外线的频率比红外线的频率低c紫外线可使钞票上的荧光物质发光d利用紫外线可以进行电视机等电器的遥控17.列能说明电磁波具有能量的依据是()a可见光射入人的眼睛，人看到物体b放在红外线区域的温度计升温很快c收音机调到某个台时，调谐电路发生电谐振d射线具有很强的贯穿能力18.列说法正确的是()a只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线b紫外线的主要作用是化学作用c可见光比红外线容易发生衍射现象dx射线在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视19.风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星。而且会破坏臭氧层，臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中()a波长较短的可见光b波长较长的可见光c波长较短的紫外线d波长较长的红外线20.如图所示是x射线管的示意图。下列有关x射线管或x射线的说法中正确的有()a高压电源的右端为正极b蓄电池也可用低压交流电源代替cx射线是由对阴极a发出的dx射线的波长比可见光长答案1. 答案：2. 【答案】b【解析】题目给出了两个要求，一是频率相互交错，需要各电磁波是相邻的，二是波长由短到长，故b选项正确。3. 解析：在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线等，所以a项对。答案：a4. 【答案】b、d【解析】紫外线具有杀菌、消毒的作用，x射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，用x射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线的衍射能力较强，容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线，所以答案为b、d。5. 解析：由这种照相机能够晚上拍照的特点可知，它的电磁波属于红外波段。答案：b6. 【答案】a【解析】无线光通信技术是光信号在空气中直接传输各种信息。光纤通信中的光信号是在光纤维中传输。不论哪种方式，传输的都是文字、数据、图像等信息。而红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，由爱因斯坦的光子论可知eh，红外光子的能量比可见光的光子的能量小。7. 解析：发射电磁波须先调制，接收电磁波须先调谐、解调，a项错误，b项正确；根据日常生活经验可知c项正确；不管是什么信号，只要以电磁波形式发送，速度是一样的，d项错误。答案：b、c8. 解析：雷达一般采用直线性好，反射性强的微波，不是连续的发射无线电波，每次发射的时间及两次发射的时间间隔都有一定要求，障碍物的距离等情况都由指示器显示出来，分析可知c项正确。答案：c9.解析：雷达一般采用直线性好，反射性强的微波，每次发射的时间短于1 s，故a、b、c项正确。答案：a、b、c10. 解析：雷达的工作原理是雷达发射出电磁波，碰到障碍物后返回雷达接收电磁波，故ct2x，则x，a项正确。答案：a11. 解析：每秒发送25幅画面，电视机每秒也播放25幅画面，这样才感到图像活动是连续的。答案：d12.解析：摄像机通过摄像镜头摄到景物的光信号，再通过特殊装置(扫描)转变为电信号，在1 s内要传送25张画面；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号，最后还原成图像和景物，每秒要接收到25张画面，由于画面更换迅速和视觉暂留，我们感觉到的便是活动的图像，所以a、b、c选项正确。答案：a、b、c13. 解析：波长越长的无线电波波动性越显著，干涉、衍射现象易发生；从电磁波产生的机理可知射线是原子核受激发后产生的；不论物体温度高低都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强。答案：a、b14. 解析：在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分为调幅和调频，调幅是使高频电磁