沪科19章感受信息让信息“飞”起来踏上信息高速公路

1、感受信息 让信息“飞”起来 踏上信息高速公路,第十九章 走进信息时代,1.知道什么是信息 2.了解古代信息的传递方式 3.知道信息的记录保存方式 4.知道现代信息传递:电话和电报,5.知道波长、频率和波速的关系，可以进行简单的计算。 6.知道光是电磁波。记住电磁波在真空中的传播速度。 7.了解波在信息传播中的作用,8.了解电磁波的应用对人类生活和社会发展的影响。 9.初步了解现代电信网络，知道光纤是光载信息传递的有效形式,信息,信息是指对人们有用的消息。天气预报是关于天气变化的信息，商业广告是关于商品销售的信息。信息很多，它存在于我们生产和生活的各个方面。比如：经济信息、文化信息、军事信息、体

2、育信息、科技信息等。现代社会已进入信息时代，信息已成为人们工作学习生活的重要组成部分,人类经历了五次信息变革,感受信息,信息的传递 信息的记录 电话和电报,古代信息的传递,信息的传递古代信息传递,烽火 信鸽 驿马 喇叭 旗语 长跑 风筝 灯塔 击鼓,驿马,文字的发明促进了人们的交往，通信因此产生。 中国远在周朝时就建立了专门传递官府文书的驿站，通过骑马将文书一个驿站接一个驿站地传递下去，同时建立了一套较为完整的驿邮制度，以实现快速、准确地通信。秦代统一六国后，就将驿站信息传递系统作为国家的行政机构确定下来。驿邮是骏马以每小时奔跑15千米左右的速度传递信息来实现远距离快速通信的。在当时这已经相当

3、快了,烽火台,在中国古代，为了传递军事情报，人们曾设立过烽火台，利用火与烟传递信息。烽火台白天烧狼粪，夜间点柴草。传说烧狼粪时有很大的浓烟直冲蓝天，在白天比火光更易被人发现，因此烽火有时又被称为狼烟。当发现敌情时，燃起烽火，台台相传，一直传到军营。在2700多年前，中国周朝时的烽火告警系统就已经很完备了。历史上曾流传着幽王烽火戏诸侯的故事,信鸽,为了传递信息，古时候的人们还想出了许多奇异的方法，比如漂流瓶、信号树、信鸽和信猴等。 在通信技术高度发达的今天，信鸽仍有用武之地。在战争中，通信联络至关紧要。然而一旦爆发核战争，核爆炸产生的强烈电磁辐射将使现有的各种电子通信系统陷于瘫痪，但信鸽仍能自由

4、飞翔。瑞士军队训育出了能双向投书的信鸽。这些信鸽不再传送传统的文字书信，而是携带着装在胶囊里的计算机芯片，芯片中的密码情报也只能在专门的装置上阅读，保密性极高,风筝 风筝在古代是传递消息和作为侦察的工具。刘邦和项羽决战时，刘邦手下的大将韩信曾放起一只木鸢，根据线长来估测项羽军队驻扎地的距离，从而确定方位，开凿地道，攻破项羽大军。唐朝时，田悦率兵包围临洛城，唐朝将领令士兵放出一个纸鸢，可飞高百余丈，穿过围攻部队的上空，飘向城外，传达求援信息，终于引来了救兵解围。 唐朝以后，随着造纸业的发展，风筝开始穿上轻而薄的纸衣，木鸢就逐渐为纸鸢所代替了。五代时，有个叫李邺的人在纸鸢头上装上竹笛和丝弦，当纸鸢

5、升入空中后，由于风吹竹笛发出声响，风筝这个名字就由此而来,现代社会信息的传递,纸,竹简,录音、 录像磁带,磁盘和光盘,信息的记录,信息的记录,保存信息方法的变革，为我们的生活带来了极大的便利。我们可以在家通过VCD光盘欣赏精彩的电影；把电子老师请回家，根据自己的爱好选择学习各种知识；把保存在光盘上的百科全书买回家，建立家庭图书馆；用照相机、摄像机把美好的生活、旅游过程永久记录在磁带或光盘上；通过书报、光盘，我们可以方便地学到大量有用的知识，使我们变得更聪明保存信息的方法还有很多，像胶卷、集成电路等。科学技术在迅速发展，将会有更多、更好的方法来保存信息,电话,一、电话的话筒与听筒,一）话筒 1.

6、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。2.话筒特点：碳粒之间的接触不紧密，整体的电阻随膜片的压紧程度而改变。 3.话筒作用：把振动转变为强弱变化的电流,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,二）听筒 1.听筒结构：听筒里有一个永磁铁，它的两个磁极上套有螺线管，磁极前有薄铁片。 2.听筒特点：由于永磁体的吸引，薄铁片有些弯向磁铁。 3.听筒作用：变化的电流转化为声音振动,听筒结构： 听筒里有一个永磁铁，它的两个磁极上套有螺线管，磁极前有薄铁片,二、电话的原理,说话时声带振动而发出声音引起介质空气振动传播声音空气振动而引起话筒内碳精盘内碳粒忽松忽紧

7、导致电路中电阻忽大、忽小引起电路中电流忽大、忽小从而引起膜片内的振动而发声。 声音使介质空气振动传播空气振动引起耳膜振动听到说话人的声音,什么能让信息飞起来？电磁波。 电磁波是怎样产生的？ 当导体中的电流迅速变化时（既可以是方向变化，也可以是强弱变化），导体就会向四周发射一种波，这种波是由电磁现象产生的，叫做电磁波。 电磁波的定义： 导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做电磁波,一、认识电磁波,让信息“飞”起来,电磁波的形式多种多样 射线、X射线、紫外线、红外线、微波、无线电波（微波、超短波、短波、长波）、可见光、激光等都是电磁波。 除了自然界本身产生的电磁波外，人们还用专门仪器发射各种形

8、式的电磁波用以传递信息和传递能量,二、电磁波的形式,射线(-ray) 是放射性物质 发出的电磁波,波长在210-10m 以下，是一种能量很大的光子 流。在医疗上用射线作为 “手术刀”来切除肿瘤,叫 做刀,有很好的治疗效果,1.医学上用射线做脑手术,接受刀手术的病人,我们生活在电磁波的海洋里。由于各种形式的电磁波的性质各不相同,因而也有许多不同的用途,三、电磁波的应用,2.X射线在医学上、工业中有广泛的应用,金属探伤,医 用 X 光 机,1）1895年德国物理学家伦琴在研究 阴极射线的性质时,发现阴极射线 (高速电子流)射到玻璃壁上,管壁会 发出一种看不见的射线,伦琴把它叫 做X射线。 （2）产

9、生条件:高速电子流射到任何 固体上,都会产生 X射线。 （3） 特性:穿透本领很强。 （4）应用: 医疗上透视人体。如用X光片判断是 否骨折、做胸透、CT、磁共振。 工业上金属探伤,3.用紫外线杀菌,1801年德国的物理学家里特,发现在紫外区放置的照相底板感光,荧光物质发光。 特性:主要作用是化学作用,还有很强的荧光效应,杀菌消毒作用。 应用:医院里病房和手术室的消毒。 治疗皮肤病,硬骨病。 照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯。 紫外照相,可辨别出很细微差别,如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹,4.红外线遥控器,1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色 光的热作用时,把温度计移至红光区域

10、外侧,发现温度更 高,说明这里存在一种不可见的射线,后来就叫做红外线. (用棱镜显示可见光谱)特点:最显著的是热作用,应 用: (1)遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。 (2)红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热效率高,效果好。 (3)红外摄影。(远距离摄影,高空摄影,卫星地面摄影)这种摄影不受白天黑夜的限制。 (4)红外线成像(夜视仪)可以在漆黑的夜间看见目标。 (5)红外遥感。可以在飞机或卫星上勘测地热,寻找水源,监测森林火情,估计农作物的长势和收成,预报台风,寒潮,5.微波在通信领域大显身手,6.无线电波，生活中、生产中、军事上都有应用,生活中：电视机、

11、收音机等。 生产中：远距离生产调度用电台等。 军事上：雷达等,根据波的传播情况将波分为两种。 横波：像水波和绳波一样，波的传播方向与波源的振动方向相垂直，这种波叫做横波。 电磁波是横波,四、电磁波的特征,纵波：如音叉（或其他发声体）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。声波的传播方向与波源的振动方向相同，这种波叫做纵波,所有的波都有波速、波长、频率。电磁波也一样。 波速：波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波的传播不需要介质）。在真空中传播的速度等于光速，即c3108m/s

12、.空气中的光速接近于真空中的光速。 波长：波长是相邻两个波峰 （或波谷）间的距离。用字母 表示。波长的国际单位是m。 频率：表示单位时间内振动的次数。即在1s内，出现的波峰数（或波长数）。用符号表示。国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用的频率单位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 1kHz=103Hz 1MHz=106Hz,波速（c）、波长（）、频率（）的关系,变式,频率越高，波长越短,频率越低，波长越长,波长与频率互成反比关系 频率越高，传递的信息量越大,电磁波谱图,实验证明，不仅无线电波是电磁波，光、X射线、射线等也都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。光波的频

13、率比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长短很多；而X射线和射线的频率则更高，波长则更短。为了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱,什么是“信息高速公路,信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络,踏上信息高速公路,光导纤维简称光纤，是传输光信号的介质。 光纤通信中用的是激光。 光导纤维中激光是以不断反射的形式向前传播的，因而光缆也可以不沿直线铺设。 电话、电视、广播等信号以及数据文件可以在光纤构成的“信息高速公路”上传播，并且互不干扰,一、光纤,光在光纤中的传播,信息容量大。由于光波的频率远高于无线电波的频率，所

14、以，光波所运载的信息容量远大于无线电波。一根光纤能同时传输相当于10000根电话线的信息量。在光纤组成的信息高速公路上，可以同时传递500个电视频道。 传输速度快。因为传输的是光信号。光纤是至今为止传输速度最快的传输介质，能轻松达到1000Mbps。 传输距离远。光纤很细（细如发丝），有内外两层，光在内层传播。因此，光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离传播大量信息,光纤的特点,抗干扰能力强。 频带极宽。光在内层传播，不受外界电磁干扰。 保密性强。由于传输的是光束，所以本身不会向外幅射信号，有效地防止了窃听。 经济。节约金属，不怕潮湿，不怕腐蚀，使用年限长,现代通信网络由光纤通信（激

15、光通信）、卫星通信、微波通信、移动通信和因特网（网络通信）组成，实现了信息的大容量、高速度传输，形成了“信息高速公路,二、现代通信网络,卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站。卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。 目前用来转发信号的通信卫星几乎都是静止卫星或同步卫星，即卫星环绕地球一周的时间恰好等于地球自转一周的时间，卫星相对于地球站来说是呈静止状态的。 卫星通信可用于国内或国际通信，能传输电报、电话、传真、电视和高速数据等，卫星通信有通信频带宽、传输容量大、覆盖面积大、可进行多址通信等特点,卫星通信,用3颗通信卫星就可以实现全球通信,VSAT通信系统示意图,主站,

16、同步卫星,微波通信,利用微波传播信息的通信称为微波通信。微波通信是远距离通信的重要手段。 微波通信包括点对点特高频通信、一点对多点用户无线通信、地面微波接力通信、无线移动通信、卫星通信、散射通信等。通常讲的微波通信是指地面微波接力通信,全球卫星定位系统（GPS,具有GPS功能的工具,1.当导体中_迅速变化时，导体就会向四周空间发 射电磁波，电磁波是向空间_方向传播的，无线电通 信中使用的电磁波通常叫做_波。 2.甲、乙两种电磁波，甲的波长是乙的50倍，则甲的频 率是乙的_，甲、乙两种波的波速之比为_。 3.720MHz=Hz,电流,各个,无线电,1/50,1：1,7.2108,4.上海人民广播电台发射一种电磁波的频率为990kHz，中 央人民广播电台发射一种电磁波的频率是15.58MHz。它 们发射电磁波的波长分别应等于_和_。 分析：因为不同频率的电磁波在真空（或空气）中的速 度都是相同的，且都