生活中的科学

1、,研究主题5生活中的科学,一、现代通信技术,通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一。不论是在国际还是在国内都是如此。这是人类进入信息社会的重要标志之一。,通信发展概述,近现代的通信发展历史，大致可以分为两个阶段。第一阶段是电通信阶段，第二阶段是电子信息通信阶段。 第一阶段的通信技术包括1876年英国人贝尔发明电话机，1837年美国人莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。1895年，意大利人马可尼和俄国人波波夫同时发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。,电话 电报,通信发展概述,第二阶段是电子信息通信阶段。主要的通信技术有数字通信技术、程控交换技术、信息传输技术、通信

2、网络技术、数据通信与数据网技术、ISDN与ATM技术、宽带IP技术、接入网与接入技术等。其中，信息传输技术又包括光纤通信、数字微波通信、卫星通信、移动通信以及图像通信等。,通信发展概述,【数字通信技术】 数字通信是一种用数字信号作为载体来传输信息的通信方式。数字通信系统通常由用户设备、编码和解码、调制和解调、加密和解密、传输和交换设备等组成。发信端来自信源的模拟信号必须先经过信源编码转变成数字信号，并对这些信号进行加密处理，以提高其保密性；为提高抗干扰能力需再经过信道编码，对数字信号进行调制，变成适合于信道传输的已调载波数字信号并送入信道。在收信端，对接收到的已调载波数字信号经解调得到基带数字

3、信号，然后经信道解码、解密处理和信源解码等恢复为原来的模拟信号，送到信宿。,通信发展概述,【数字通信技术】,通信发展概述,【数字通信技术】 数字通信可以传输电报、数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语音和图像等模拟信号。 与模拟通信相比，数字通信具有许多突出优点： 一是抗干扰能力强； 二是通信距离远，通信质量受距离的影响小； 三是保密性好； 四是通信设备的制造和维护简便； 五是能适应各种通信业务的要求； 六是便于实现通信网的计算机管理。,通信发展概述,【程控交换技术发展历史】 1878年就出现了人工交换机，它是借助话务员进行话务接续。 1893年步进制的交换机问世，即用户可以通过话机拨号脉

4、冲直接控制步进接续器做升降和旋转动作。从而自动完成用户间的接续。它标志着交换技术从人工时代迈入机电交换时代。 1938年纵横制交换机被发明，相对于步进制交换机，提高了可靠性和接续速度；提高了灵活性和控制效率,加快了速度。,通信发展概述,人工交换机 步进制交换机 纵横制交换机,通信发展概述,【程控交换技术】 程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。程控交换最初是由电话交换技术发展而来，由当初电话交换的人工转接，自动转接和电子转接发展到现在的程控转接技术，到后来，由于通信业务范围的不断扩大，交换的技术已经不仅仅用于电话交换，还能实现传真，数

5、据，图像通信等交换。,通信发展概述,【程控交换技术】,通信发展概述,【程控交换技术】 程控数字交换机处理速度快，体积小，容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用户提供更多，更方便的电话服务。随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分株的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于IP的业务综合特点的软交换方向发展。,通信发展概述,【光纤通信发展历史】 1880年，贝尔发明了一种利用光波作载波传递话音信息的“光电话”，它证明了利用光波作载波传递信息的可能性，是光通信历史上的第一步。 1960年，美国科学家梅曼发明了第一

6、个红宝石激光器。激光(LASER)与普通光相比，谱线很窄，方向性极好，特性与无线电波相似，是一种理想的光载波。因此，激光器的出现使光波通信进入了一个崭新的阶段。 1966年,英籍华人高锟博士(光纤之父，2009年诺贝尔物理学奖得主)首次利用无线电波导通信原理,提出了低损耗的光导纤维(简称光纤)概念。,通信发展概述,光电话 红宝石激光器 光纤,通信发展概述,通信发展概述,通信发展概述,【光纤通信】 光纤通信是利用光导纤维来传输信息的，在传输过程中首先将电信号转化为光信号，然后通过光纤发送出去。若拿一束光纤，将光源放在光纤的一端，在光纤的另一端用肉眼就能看到如图所示的现象。,通信发展概述,【光纤通

7、信】 光纤通信的主要特点有：频带宽、容量大；信号串扰小、保密性能好；抗电磁干扰、传输质量佳；损耗低、中继距离长；直径小、重量轻；耐腐蚀、不怕高温；材料来源丰富、无公害。光纤通信是较理想的通信方式，具有广阔的发展前景。目前我国已建成“八纵八横”干线网，连通全国各省市。,通信发展概述,【数字微波通信】 数字微波中继通信是指利用波长为1m1mm范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以再生；便于数字程控交换机的连接；便于采用大规模集成电路；保密性好；数字微波系统占用频带较宽等的优点，因此，虽然数字微波通信只有二十多年的历史，却与光纤通信，卫星通信一起被国际公认为最有发展前途

8、的三大传输手段。,通信发展概述,【卫星通信】 卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信站之间利用人造地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是：传输距离远、覆盖区域大、传输容量大灵活、可靠、不受地理环境条件限制等。,通信发展概述,图24.1.12 卫星通信系统结构示意图,卫星通信系统根据轨道的不同可分为同步轨道 和中、低轨道系统，但系统基本结构相同。,同步轨道是卫星处于地球赤道上空 35860 km处 的圆形轨道,卫星在这个轨道上绕地球一周的时间恰 好为24h，卫星与地球处于相对静止状态，两者同步 运行，这种卫星也称为地球同步卫星。,通信发展概述,图24.1.14 同步卫星建立全球通信示意图,【

9、卫星通信】 一颗通信卫星可覆盖地球表面积的三分之一多，三颗同步卫星可把地球表面除极地以外的地区覆 盖，实现全球通信。,通信发展概述,【卫星通信】 每两颗相邻卫星都有一定的重叠覆盖区，但南、北两极地区则为盲区。目前正在使用的国际通信卫星 系统就是按这个原理建立的, 其卫星分别位于大西洋、 印度洋和太平洋上空。其中，印度洋卫星能覆盖我国的全部领土，太平洋卫星覆盖我国的东部地区，即我国东部地区处在印度洋卫星和太平洋卫星的重叠覆盖区中。,通信发展概述,【移动通信发展历史】 1928 年，美国普渡大学学生发明了无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统。上世

10、纪40年代中期至60年代初期。公用移动通信业务开始问世。 1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统，建成了蜂窝状移动通信网，20世纪80年代中期，欧洲和日本也纷纷建立了自己的蜂窝移动通信网络，这些系统被称为第一代蜂窝移动通信系统或1G 系统。,通信发展概述,【移动通信发展历史】,通信发展概述,蜂窝移动通信系统,通信发展概述,【移动通信发展历史】 1992年，欧洲开始铺设全球第一个数字蜂窝移动通信网络GSM（Global System Mobile），由于其优良的性能，GSM 在全球范围内迅速扩张，GSM 用户数一度超过全球蜂窝系统用户总数的70%。此后，美国的DAMPS和日本的JD

11、C等2G系统也相继投入使用。 1995年ITU 将第三代移动通信系统或3G系统命名为国际移动电信2000（IMT-2000）。具体3G技术包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种系统。2001年，数个国家相继开通了3G商用网，标志着第三代宽带数据移动通信时代的到来。,通信发展概述,【移动通信发展历史】 1987年，我国首个TACS制式模拟移动电话系统在广东省建成并投入使用。1993年，我国首个全数字移动通信系统（GSM） 建成开通，使我国 进入了第二代移动 通信（2G）时代。 2008年中国正式颁 3G运营牌照。,通信发展概述,【移动通信发展历史】 1G时代，是个人移动通信的诞生

12、期，它将个人移动通信的概念引入到了人们的日常生活中，使人们认识到了个人移动通信的必要性和可能性，同时创造了个人移动通信的原始产业链，产生 了设备供应商、移动通信运营商。 但由于技术的原因，通信的质量比 较差，体积比较大。同时由于缺乏 规模效应，价格非常昂贵，只有少 数富人和企业老板才能用得起。因 此，必须发展第二代移动通信来解 决这些矛盾。,通信发展概述,【移动通信发展历史】 2G时代，是个人移动通信的原始成长期，它将个人移动通信的方式普及到了广大的消费 者中，使人们认识到了个人移动通信是 我们日常生活中不可或缺的部分。在这 个阶段，移动通信技术取得了突破性的 进展，话音质量得到了很大提高，几

13、乎 完全满足了消费者的需求。同时体积重 量也达到了消费者的期望值。在这期间， 移动通信产业链得到了长足发展。,通信发展概述,【移动通信发展历史】 3G时代，将是个人移动通信的快速成长期。移动通信不再是一个孤立的系统，而是开放式的。传统的移动通信方式将与开放的因特网融合。各个国家和地区的移动通信网将融合为一个整体。除了传统的语音业务外，更多的将是数据和多媒体业务。,通信发展概述,【通信网络技术】 通信网是一种由通信端点、节（结）点和传输链路相互有机地连接起来，以实现在两个或更多的规定通信端点之间提供连接或非连接传输的通信体系。通信网按功能与用途不同，一般可分为物理网、业务网和支撑管理网等三种。,

14、通信发展概述,【ISDN】 ISDN综合业务数字网（Integrated Services Digital Network）是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统。它通过普通的铜缆以更高的速率和质量传输语音和数据。ISDN是欧洲普及的电话网络形式。 因为ISDN是全部数字化的电路，所以它能够提供稳定的数据服务和连接速度，不像模拟线路那样对干扰比较敏感。在数字线路上更容易开展更多的模拟线路无法或者比较困难保证质量的数字信息业务。,通信发展概述,【ATM技术】 ATM技术(Asynchronous Transfer Mode)顾名思义就是异步传输模式, 就是国际电信联盟ITU-T

15、制定的标准,实际上在年代中期，人们就已经开始进行快速分组交换的实验，建立了多种命名不相同的模型，欧洲重在图像通信把相应的技术称为异步时分复用（ATD），美国重在高速数据通信把相应的技术称为快速分组交换（FPS）,国际电联经过协调研究，于1988年正式命名为Asynchronous Transfer Mode(ATM) 技术，推荐其为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。,通信发展概述,【宽带IP技术】 宽带，其实并没有很严格的定义，一般是以目前拨号上网速率的上限56Kbps为分界，将56Kbps及其以下的接入称为“窄带”，之上的接入方式则归类于“宽带”。宽带，从一般的角度理解，它是能够

16、满足人们感观所能感受到的各种媒体在网络上传输所需要的带宽，因此它也是一个动态的、发展的概念。目前的宽带对家庭用户而言是指传输速率超过1M，可以满足语音、图像等大量信息传递的需求。,通信发展概述,【宽带IP技术】 IP是英文Internet Protocol（网络之间互连的协议）的缩写，中文简称为“网协”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。,通信发展概述,服装面料分类,二、服装面料分类,Cotton 棉布,Linen 麻布,Silk 丝绸,woolen cloth

17、呢绒,Velvet 天鹅绒,Leather 皮革,Leather 皮革,chemical fiber 化纤,Textileblending 混纺,Brocade 锦缎,Brocade 锦缎,Embroidery 刺绣,常见服装面料的特点及主要用途,常见服装面料的特点及主要用途,三、家用电器类的分类和功能,（一）家用电器商品的分类品种及特点 1、家用电器的分类 （1）按工作原理分类 电子器具，将电能转换为声音或视象，以电子元件为基础，通过电子技术完成各种功能的家用电器。 电动器具 制冷器具 电热器具 照明器具,（2）按功能与用途分类 制冷电器 空调器 清洁电器 厨房电器 电暖器具 美容保健电器

18、声像电器,（3）其他分类 白色家电：可以替代人工进行家务劳动，如洗衣机、电饭煲等，或者为人们提供更高级的生活环境质量产品，如空调、电暖气等 黑色家电：可以供人们娱乐休闲，像彩电、音响、游戏机等 米色家电：电脑信息产品 绿色家电：可以高效使用且节约能源，并且在使用过程中不对人体和周围环境造成伤害，报废后还可以回收使用。,（二）微波炉,1、微波炉的产生 随着经济的发展和社会的进步，人们的生活水平在不断地提高。几千年来，人类利用各种各样的灶具，从烧柴草，到烧煤炭，煤油，发展到现在烧煤气，天然气，以及使用电炉，但上述各种炊事方式给食物加热的原理是相同的，都是燃料燃烧或电热丝发热产生的热量，通过加热灶具

19、炊具后再加热食物，同时还不可避免地向外界散失较多的热量。由于对于固态食物的加热，主要通过传导由表及里地逐层传热，直至中心，而食物中热传导的速度是有限的，因此，要烧熟食物就得花费较长的时间，耗费较多的燃料，其热效率较低。,1946年，斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员。一个偶然的机会，他发现微波溶化了糖果。事实证明，微波辐射能引起食物内部的分子振动，从而产生热量。1947年，第一台微波炉问世。现在在已开始进入了百姓的家庭。用微波炉来烧菜做饭，看不到明亮的火光， 也不是从食物容器的 下面加热，食物却很 快就熟了。那么微波 炉是如何给食物加热 的呢？,2、微波加热原理 什么是微波：微波是波长很短（1mm

20、1000mm) 的电磁波,是由交变的电场和磁场组成。 微波炉产生的微波频率为：2450MHZ 。 微波特性： （1）能被金属材料反射。 （2）可以透射绝缘体。如玻璃、陶瓷、塑料等，但不会消耗能量。 （3）能被有机分子吸收。如：水、酸等。 微波加热原理： 微波的辐射，会引起食物内部有极分子高速摆动和剧烈的相互摩擦，产生使食物在很短的时间内被热熟 。,微波炉是利用微波的上述特性制作的。其外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。当微波辐射到食品上时，食品中的极性分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此事物的温度也就上升

21、了。 用普通炉灶煮食物 时，热量总是从食物外 部逐渐进入内部，而微 波炉烹饪，热量直接深 入食物内部，所以速度 快410倍，热效率达 80%以上。,微波炉结构示意图,四、交通工具,（一）交通工具的更新 1、轿子、马车 2、人力车、三轮车、自行车 3、火车、汽车、电车 4、轮船、飞机,轿子,皇家马车,人力车（黄包车），1874年自日本引进中国，最初时是用铁皮包着木头轮子，后改为充气胶轮。由于车身漆成黄色，于是便叫成黄包车。,自行车：19世纪中后期传入中国。 链式传动自行车发明不久就传到了中国，首先拥有它的是在沿海做生意的西商。,上海第一个拥有脚踏车的华人，据埃米莉哈恩宋美龄传说，是宋氏三姐妹的父

22、亲宋耀如。,1、蒸汽机阶段。蒸气阶段为英国产业革命时期，代表性的交通工具为蒸气火车、蒸气轮船等，现在已经基本淘汰。 2、内燃机阶段。柴油机、汽油机等均为内燃机阶段的产物，交通工具体现为汽车、摩托车、拖拉机等，现在大部分的机动车辆的动力都是内燃机。,交通工具发展的四个阶段,富尔顿的蒸汽轮船,史蒂芬孙的火车,3、电气化阶段。电动机、发电机等均为这阶段的基础设备。电动车的发明及迅速的商品化使得电动车站在了汽车、摩托车等现有交通工具的肩膀上，造就了电动车无与伦比的历史使命， 并最终成为上述产 品的升级换代产品 是历史的必然。 4、自动化阶段。,交通工具发展的四个阶段,上海最早引进的公共交通工具是有轨电

23、车。1908年3月5日，自南京路外滩到今西藏中路率先通车。两个月后法租界也通车了。最早的电车为一节车厢，车速很慢，乘客可随时上下。但由于封建传统的约束，老百姓怕“触电”，不敢乘。经过一再宣传和保证，乘的人多了，就分成头等和三等票价，头等多为洋人所坐。,1902年3月，上海人议论最多的是一种能够在街上自动行驶的四轮怪物。这就是汽车。,汽车是由德国人本茨在1885年发明的，距当时仅17年。对广大的中国百姓来说，不仅见所未见，而且也闻所未闻。当一位好事者西洋人黎恒时将这个怪物带到上海时，上海人大开眼界，这是汽车首次传入中国。,百年寻梦中国汽车业的光荣与梦想,1958年2月13日，毛主席视察第一汽车制

24、造厂时，观看解放牌汽车下线。,1956年7月14日8时，吉林长春，从第一汽车制造厂总装线上，依次驶下第一批12辆“解放牌”载重汽车，标志着中国汽车工业的诞生。新中国诞生之时，百废待兴、百业待举，第一汽车厂的建设被列为苏联援建的大型项目之一，是政府和人民的明智之举。正是：解放的国家、解放的人民，共同打造“解放牌”汽车。,2000年，中国汽车产量首次超过200万辆。上世纪末，中国终于跻身世界汽车十强之列。汽车产量在1971年、1988年、1992年和2000年分别突破10万辆、50万辆、100万辆和200万辆。但是，一百多家汽车制造企业，仅仅生产200万辆汽车，令人汗颜的纪录也将被带入新的世纪。,2000年12月12日，赛欧下线，引发了无数中国人对家庭轿车的新梦想。,百年寻梦中国汽车业的光荣与梦想,我国最早的铁路-沪淞铁路（英国擅自修建）是从今天的河南北路通向吴淞的。光绪二年（1876年）沪淞铁路通车，中国人就是在这儿，第一次听到了火车的汽笛声。,铁路上的“马拉火车”,1881年唐胥铁路，这是中国人自建的第一条铁路。,设计者：詹天佑,青龙桥站西“人”字形轨道上下行车的情景,京张铁路中国人自己设计的第一