九年级物理第21章《信息的传递》全章课件资料.ppt
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1、九年级物理第九年级物理第2121章信息章信息的传递全章课件的传递全章课件古代传递信息古代传递信息飞鸽传书飞鸽传书 政府配置的驿站、民间代捎书信政府配置的驿站、民间代捎书信以特殊声音,如钟声,鼓声,鞭炮声等传递信息以特殊声音,如钟声,鼓声,鞭炮声等传递信息以灯光,火光,如孔明灯,烽火等传递信息以灯光,火光,如孔明灯,烽火等传递信息飞鸽传书飞鸽传书家书抵万家书抵万金金烽火戏诸侯烽火戏诸侯现代传递信息现代传递信息有线通信:电话、电报、电视有线通信:电话、电报、电视无线通信:收音机、对讲机无线通信:收音机、对讲机数字化通信:互联网、数字电视数字化通信:互联网、数字电视纸张通信:书信、报纸纸张通信:书信
2、、报纸烽火台烽火台和和现代通信基站现代通信基站1、电话的诞生、电话的诞生 1876年年贝贝尔尔发发明明了了电电话话。最最简简单单的的电电话话由由话话筒筒和和听听筒筒组组成成,话话筒筒能能把把声声信信号号变变成成电电信信号号,听听筒筒能能把把电电信信号变成声信号。号变成声信号。一、电话一、电话1876年贝尔发明了电年贝尔发明了电话话1892年,贝尔在纽约至芝加哥年,贝尔在纽约至芝加哥的电话开通仪式上的电话开通仪式上一、电流把信息传到远方一、电流把信息传到远方女孩说话的声音是如何传到男孩耳朵中的?女孩说话的声音是如何传到男孩耳朵中的?1电话的基本结构电话的基本结构2电话的工作原理电话的工作原理女孩
3、的话筒女孩的话筒男孩的听筒男孩的听筒女孩说话女孩说话话筒膜片振动话筒膜片振动炭盒电阻变化炭盒电阻变化回路电流变化回路电流变化磁性强弱变化磁性强弱变化 听筒膜片振动听筒膜片振动男孩听到声音男孩听到声音3电流把信息传到远方电流把信息传到远方(1)需要多少条电话线?需要多少条电话线?(2)怎样才能减少电话线的数量?怎样才能减少电话线的数量?二、电话交换机的作用二、电话交换机的作用想一想想一想 画一画画一画甲甲乙乙2、电话交换机、电话交换机 为了提高线路的利用率,人们发明了电话交换为了提高线路的利用率,人们发明了电话交换机。一般电话之间都是通过电话交换机来转接的机。一般电话之间都是通过电话交换机来转接
4、的发明电话交换机,发明电话交换机,提高线路效率提高线路效率电话交换机工作示意电话交换机工作示意图图程控电话交换机和操作台程控电话交换机和操作台三三、模拟通信和数字通信、模拟通信和数字通信 电话分电话分模拟模拟和和数字数字两种。两种。在在话话筒筒将将声声音音转转换换成成信信号号电电流流时时,这这种种信信号号电电流流的的频频率率、振振幅幅变变化化的的情情况况跟跟声声音音的的频频率率、振振幅幅变变化化的的情情况况完完全全一一样样,“模模仿仿”着着声声信信号号的的“一一举举一一动动”,这这种种电电流流传传递递的的信信号号叫叫做做模模拟拟信信号号。使使用用模模拟拟信信号号的的通通信方式,叫做信方式,叫做
5、模拟通信模拟通信。用用不不同同符符号号的的不不同同组组合合表表示示的的信信号号,叫叫做做数数字字信信号号。使使用用数数字字信信号号的的通通信信方方式式,叫做叫做数字通信。数字通信。1模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 电话信号分为模拟信号和数字信号两种。电话信号分为模拟信号和数字信号两种。(1)模拟信号模拟信号 以电话信号为例:以电话信号为例:在话筒将声音转换成信号电在话筒将声音转换成信号电流时,电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、流时,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。振幅变化的情况完全一样。(2)数字信号数字信号 以电报信号为例:以电报信号为例:用点用点
6、“”和画和画“”的组合代表各种数字,一定的数字组合代表一个汉的组合代表各种数字,一定的数字组合代表一个汉字。字。1 A 2 B 3 C 4 D 5 E 发声、发光的长短,电压、电流的有无,数字发声、发光的长短,电压、电流的有无,数字0和和1,磁体的,磁体的N、S极等不同符号信息都可组成数字极等不同符号信息都可组成数字信号。信号。模拟通信的缺点:模拟通信的缺点:易受干扰易受干扰放大失真放大失真形成噪音形成噪音数字通信的优点:数字通信的优点:信号失真小信号失真小便于存储便于存储传输数据处理简便传输数据处理简便(3)比较两种信号传输的优缺点)比较两种信号传输的优缺点2模拟信号和数字信号的传输模拟信号
7、和数字信号的传输 (2)数字信号通信除了传输语音信号,还能传)数字信号通信除了传输语音信号,还能传输文字、图片(输文字、图片(2G信号)信号)(1)模拟信号通信只能用来传输语音信号)模拟信号通信只能用来传输语音信号(1G信号)信号)模拟信号手机模拟信号手机第一代第一代“大哥大大哥大”数字信号手机数字信号手机数字通信是当今通信发展的主要方向数字通信是当今通信发展的主要方向3G数字网络数字网络(已普及)(已普及)4G数字网络数字网络(将普及)(将普及)电磁波的海洋电磁波的海洋 第二十一章第二十一章 第节第节电磁波电磁波是怎样产生是怎样产生的?的?电磁波电磁波是怎样传播是怎样传播的?的?波长、波速、
8、频率波长、波速、频率有何关系?有何关系?移动电话依靠移动电话依靠电磁波电磁波传递信息传递信息电视信号的传播依靠电视信号的传播依靠电磁波电磁波连续调节台灯亮度旋连续调节台灯亮度旋钮钮导线时断时续接触电池的导线时断时续接触电池的一极一极收音机:发出收音机:发出“喀喀喀喀”声声一、电磁波是怎样产生的一、电磁波是怎样产生的听一听听一听电磁波是怎样产生的电磁波是怎样产生的实质:电磁场能量由近及远的传播。实质:电磁场能量由近及远的传播。电磁波产生演示实验电磁波产生演示实验迅速变化的电流能在周围产生电磁波。迅速变化的电流能在周围产生电磁波。结结 论论声音的传播需要固体、液体、气体等介质。声音的传播需要固体、
9、液体、气体等介质。电磁波的传播需要介质吗?电磁波的传播需要介质吗?把一个移动电话放入真空罩中,拨打这个手机把一个移动电话放入真空罩中,拨打这个手机的号码,手机有反应吗?的号码,手机有反应吗?电磁波的传播不需要介质。电磁波的传播不需要介质。二、电磁波是怎样传播的二、电磁波是怎样传播的小实验小实验结论结论 电磁波的产生及传播电磁波的产生及传播 产产生生:导导线线中中电电流流的的迅迅速速变变化化会会在空间激起电磁波。在空间激起电磁波。传传播播:电电磁磁波波的的传传播播不不需需要要介介质质,在在真真空空中中电电磁磁波波的的传传播播速速度度是是310108 8ms2电磁波的几个要素电磁波的几个要素(1)
10、波长:邻近的两个波峰(或波谷)的距离。)波长:邻近的两个波峰(或波谷)的距离。单位:米单位:米1电磁波可以在真空中传播电磁波可以在真空中传播波峰波峰波谷波谷波长波长波长波长二、电磁波是怎样传播的二、电磁波是怎样传播的 3电磁波的传播速度电磁波的传播速度真空中:真空中:c=2.997 924 58 108 m/s 空气中:接近真空光速空气中:接近真空光速(3)波速:波传播的快慢。)波速:波传播的快慢。单位:米单位:米/秒秒(2)频率:在)频率:在1 s内有多少次波峰或波谷通过,内有多少次波峰或波谷通过,波的频率就是多少。波的频率就是多少。单位:赫兹(单位:赫兹(Hz)千赫(千赫(kHz)兆赫(兆
11、赫(MHz)电磁波的波速计算电磁波的波速计算 c=ff 表示表示波长波长 f f表示表示频率频率 c表示表示波速波速 波长波长的单位是的单位是米米(m)频率频率的单位是的单位是赫兹赫兹(Hz)波速波速的单位是的单位是ms 频率的单位还有频率的单位还有千赫千赫(kHz)、兆赫兆赫(MHz)三、电磁波三、电磁波760 nm400 nm 可见光可见光红外线红外线 紫紫外线外线 射射 线线X射线射线长波无线电长波无线电波波频率频率Hz波长波长m短波无线电波短波无线电波1001021041061081010101210141016101810201022102410810410010-410-810-1
12、210-16 电电 磁磁 波波 谱谱光是一种电磁波光是一种电磁波光速即为电磁波传播速度光速即为电磁波传播速度真空光速:真空光速:c=3 108 m/s 雷达雷达工作依靠电磁波工作依靠电磁波四、电磁波与我们的生活四、电磁波与我们的生活微波炉微波炉表面和内部同时加热(水分子共振);表面和内部同时加热(水分子共振);将电磁波的能量转化为食物的内能。将电磁波的能量转化为食物的内能。四、电磁波与我们的生活四、电磁波与我们的生活风扇风扇波导波导管管控制面控制面板板屏蔽网屏蔽网门门磁控磁控管管广播和电视广播和电视电磁波能够传递信息电磁波能够传递信息导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁导线中电流的迅速变化会在
13、空间激起电磁波。波。电磁波既可以在介质中传播也可以在真空中电磁波既可以在介质中传播也可以在真空中传播。传播。电磁波在真空中的传播速度电磁波在真空中的传播速度c=2.997 924 58108 m/s 3105 km/s 课堂小结课堂小结三三、广、广 播播 电电 视视 和和 移移 动动 通通 信信声音和图像是怎样从电(视)台传来的?声音和图像是怎样从电(视)台传来的?三、广播、电视和移动通信三、广播、电视和移动通信 无无线线电电广广播播信信号号的的发发射射由由广广播播电电台台完完成成。由由“声声信信号号 电电信信号号 加加载载到到高高频频电电磁磁波波 电电线线发发射射”。信信号号的的接收由收音机
14、完成。接收由收音机完成。电视是用电视是用电磁波电磁波传递传递图像图像信号和信号和声音声音信号。图像信号是由信号。图像信号是由“摄像机把图摄像机把图像变成电信号一发射机把电信号加载像变成电信号一发射机把电信号加载到高频电磁波一发射天线发射到高频电磁波一发射天线发射”。电视。电视机的接收天线把这样的高频信号接收机的接收天线把这样的高频信号接收下来,由电视机将图像信号取出并放下来,由电视机将图像信号取出并放大,再由大,再由显像管显像管把它还原成图像。把它还原成图像。学校的电视演播室学校的电视演播室电视用电磁波传递图像和声音信号。电视用电磁波传递图像和声音信号。电视的发射和接收电视的发射和接收 移动电
15、话机既是无线发射台又是移动电话机既是无线发射台又是无线接收台。移动电话是由无线接收台。移动电话是由电磁波电磁波来传来传递声音信号。递声音信号。在讲话时,它用电磁波把信息发射在讲话时,它用电磁波把信息发射到空中,同时又从空中捕获电磁波,得到空中,同时又从空中捕获电磁波,得到对方讲话的信息。移动电话通话时,到对方讲话的信息。移动电话通话时,要靠基地台转接。要靠基地台转接。手机和手机通过基地台进行沟通手机和手机通过基地台进行沟通三、移动电话三、移动电话 四、信息之路四、信息之路 微波通信微波通信、卫星通信卫星通信、光纤通信光纤通信以以及及网络通信网络通信使信息之路越来越宽。使信息之路越来越宽。微波信
16、号的波长在微波信号的波长在10 m 1 mm之间之间;微波信号的频率在微波信号的频率在30 MHz 3 105 MHz之之间。间。一、微波通信一、微波通信微波几乎沿直线传播微波几乎沿直线传播微波中继通信示意微波中继通信示意图图答案:答案:太远,不方便太远,不方便解决方案:解决方案:人造卫星通信人造卫星通信问题:问题:能否用月亮做中继站,实现微波通信?能否用月亮做中继站,实现微波通信?通信卫星大多相对地球通信卫星大多相对地球“静止静止”同步卫星同步卫星二、卫星通信二、卫星通信用碟形天线(大锅)接收来自卫星的信号用碟形天线(大锅)接收来自卫星的信号光是比微波频率光是比微波频率高得多的电磁波。高得多
17、的电磁波。光通信的光通信的“高速公路高速公路”更宽广。更宽广。利用频率单一、方向高度集中的激光进行利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信,效果很好。通信,效果很好。三、光纤通信三、光纤通信各种光导纤维各种光导纤维光沿着水流传播光沿着水流传播实验演示实验演示光可以沿着水流传播光可以沿着水流传播光导纤维光导纤维光在光导纤维中的传播光在光导纤维中的传播光纤通信的优点:光纤通信的优点:(1)传输频带极极宽,通信容量很大;,通信容量很大;(2)光)光纤衰减小,无中衰减小,无中继设备,传输距离距离远;(3)频率率稳定,信号定,信号传输质量高;量高;(4)光)光纤抗抗电磁干磁干扰,保密性好。,保密性好。计
18、算机可以高速处理各种信息,把计算机联在计算机可以高速处理各种信息,把计算机联在一起,可以进行网络通信。一起,可以进行网络通信。四、网络通信四、网络通信通过因特网可以收发电子邮件,看到不断更新通过因特网可以收发电子邮件,看到不断更新的新闻,查到所需的各种资料。的新闻,查到所需的各种资料。随着通信技术的发展,现在已经可以在很短的随着通信技术的发展,现在已经可以在很短的时间内传送越来越大的信息量,信息传送的速度甚时间内传送越来越大的信息量,信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的需要,我们已经可以至能够满足电视等活动画面的需要,我们已经可以轻松地在网上看电视了。轻松地在网上看电视了。网络通信网络通
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