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1、第二十章 信息的傳遞
思維導(dǎo)圖 系統(tǒng)知識(shí)
【中考透視 明確航向】
近兩年全國(guó)各課改實(shí)驗(yàn)區(qū)的中考試題中,本單元出題的熱點(diǎn)有是現(xiàn)代通信技術(shù)在生活中的應(yīng)用,如考查是否對(duì)光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信及衛(wèi)星通信有所了解.本單元內(nèi)容要求不高,主要知道電磁波的產(chǎn)生與傳播,以及電磁波在生活、生產(chǎn)的應(yīng)用,都是科普知識(shí)內(nèi)容,中考一般只作填空或選擇題的內(nèi)容.
考點(diǎn)梳理 自學(xué)診斷
一、現(xiàn)代順風(fēng)耳——電話
1.構(gòu)造:主要由話筒、聽筒和電源組成(如圖所示).
2.基本原理:
3.話筒工作原理:聲波振動(dòng)→振動(dòng)膜相應(yīng)振動(dòng)→碳粒忽松忽緊→電阻忽大忽小→電流忽小忽大.
4.聽筒工作原理:電流忽小忽大→磁性忽弱忽
2、強(qiáng)→振動(dòng)膜(薄鐵片)受忽小忽大磁力而振動(dòng)→還原聲音.
【溫馨提示】話筒:聲信號(hào)→電信號(hào);聽筒:電信號(hào)→聲信號(hào).
5.電話間的連接:電話交換機(jī)(如圖所示)
【溫馨提醒】①電話交換機(jī)的作用:自動(dòng)程控通話的兩部電話的接通和斷開,并實(shí)現(xiàn)“來電顯示”、“縮
位撥號(hào)”等功能,提高線路的利用率.②打電話”占線”的原因:正在通話中或者可能是通話用戶很多;雙方所接交換機(jī)之間的電話線不夠用.
6.分類:模擬通信和數(shù)字通信
(1)模擬通信:用電流傳遞的信號(hào)叫作模擬信號(hào),使用模擬信號(hào)的通信方式叫作模擬通信。
(2)數(shù)字通信:用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫作數(shù)字信號(hào),使用數(shù)字信號(hào)的通信方
3、式叫作數(shù)字通信。
【比較】模擬通信和數(shù)字通信
區(qū)別
模擬通信
數(shù)字通信
信號(hào)組成
和聲音頻率、振幅變化情況一樣的電流
用電壓(或電流)的有無兩種狀態(tài)的不同組合
抗干擾能力
長(zhǎng)距離傳輸和多次加工過程中,信號(hào)會(huì)丟失,導(dǎo)致聲音失真,甚至通信中斷
特別強(qiáng)
信號(hào)處理
采用人工處理,速度慢,效率低
利用電子計(jì)算機(jī)處理,速度快,效率高
二、電磁波的海洋
1.產(chǎn)生:當(dāng)導(dǎo)體中有迅速變化的電流時(shí),導(dǎo)體會(huì)向周圍發(fā)射電磁波.
2.波速:電磁波傳播的速度,在真空中電磁波的波速為3×108m/s.電磁波的傳播不需要介質(zhì)。
3.頻率:電磁波每秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù),單位:赫茲(Hz).常用的單位:
4、千赫(kHz)、兆赫(MHz).
4.波長(zhǎng):電磁波振動(dòng)一次向前傳播的距離,單位:米(m),即兩個(gè)相鄰波峰或波谷之間的距離(如圖所示).
【比較】波速、頻率和波長(zhǎng)
區(qū)別
波速
頻率
波長(zhǎng)
符號(hào)
c
f
λ
單位
米/秒(m/s)
赫茲(Hz)
米(m)
之間關(guān)系
波速=波長(zhǎng)×頻率(c=λf)
5.電磁波家族及應(yīng)用
【溫馨提醒】頻率在數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那部分電磁波叫無線電波(傳遞各種信息).可見光是電磁波大家族的一員.
6.微波爐:利用微波使食物的分子在微波的作用下劇烈振動(dòng),使內(nèi)能增加,溫度升高.
三、廣播、電視和移動(dòng)通信
廣播、電視和移動(dòng)電話的信息
5、發(fā)射、傳遞、接收過程很相似,都是通過把電信號(hào)加載到頻率很高的電磁波上發(fā)射出去,載有信息的電磁波在經(jīng)過天線接收等一系列的信號(hào)處理后,還原為原來的信息.但移動(dòng)電話既能發(fā)射電磁波又能接收電磁波.
1.無線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接收
如下圖所示,無線電廣播信號(hào)的發(fā)射由廣播電臺(tái)完成,信號(hào)的接收由收音機(jī)完成,收音機(jī)的天線接收到各種各樣的電磁波。
2.電視廣播信號(hào)的發(fā)射和接收
如下圖所示,電視用電磁波傳遞圖象信號(hào)和聲音信號(hào)。
3.移動(dòng)電話
如下圖所示,聲音信息由空間的電磁波來傳遞。移動(dòng)電話機(jī)既是無線電發(fā)射臺(tái)又是無線電接收臺(tái)。
.
【溫馨提醒】移動(dòng)通訊的基地臺(tái)是按蜂窩的構(gòu)造布局的,這樣,大
6、大增加了無線電覆蓋的有效面積,減小了轉(zhuǎn)接信息的基地臺(tái)數(shù)量.因而移動(dòng)電話也成為“蜂窩電話”.
【比較】固定電話和移動(dòng)電話
固定電話
移動(dòng)電話
信息傳遞方式
導(dǎo)線中的電流
電磁波
電話間的連接
交換機(jī)
基地臺(tái)
常見例子
家中用的座機(jī)
手機(jī)、無繩電話
【溫馨提醒】移動(dòng)電話機(jī)既是無線電發(fā)射臺(tái)又是無線電接收臺(tái).無繩電話的工作原理:座機(jī)接在市話網(wǎng)上,相當(dāng)于一個(gè)基地臺(tái),子機(jī)通過座機(jī)與市話網(wǎng)相連.
四、越來越寬的信息之路
無線電的頻率越高,相同時(shí)間傳輸信息越多.
1.微波通信:由于微波大致沿直線傳播,不能繞過障礙物沿地球表面?zhèn)鞑ィ虼吮仨氃O(shè)立中繼站進(jìn)行通信.如圖所示是遠(yuǎn)距離
7、地面微波中繼通信系統(tǒng)示意圖.
2.衛(wèi)星通信:利用通信衛(wèi)星作為微波通信的中繼站,用三顆同步衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球通信(如圖).
【溫馨提醒】月球不能作為微波中繼站.
3.光纖通信:利用激光在光導(dǎo)纖維里傳播,進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信.
【溫馨提醒】激光在光導(dǎo)纖維中,是利用光的反射來傳播(如下圖所示).
4.網(wǎng)絡(luò)通信:利用因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞.
某電子郵箱的地址是“xiaolin@”表示信箱屬于一個(gè)自稱“xiaolin”的人,他的服務(wù)器名叫.其中“cn”是china的簡(jiǎn)寫,表示這個(gè)服務(wù)器是在中國(guó)注冊(cè)的.
【溫馨提醒】(1)微波通信:傳遞信息的載體是微波,其波長(zhǎng)在10
8、m~1mm之間,頻率在30~3×105MHz之間。主要用于廣播、電視、移動(dòng)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、加熱等方面。(2).衛(wèi)星通信:傳遞信息的載體是微波.通信衛(wèi)星相當(dāng)于微波中繼站,因此能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送信息,并且具有通信容量大、干擾小、質(zhì)量好、功效高等優(yōu)點(diǎn)。(3).光纖通信:傳遞信息的載體是激光,屬于有線通信。其優(yōu)點(diǎn)是:傳輸損耗小、傳輸距離長(zhǎng)、容量極大、不受電磁干擾,通信質(zhì)量高、保密性好。
(4).網(wǎng)絡(luò)通信:傳遞信息的載體是互聯(lián)網(wǎng),即利用有線通信線路和無線通信(電磁波),來傳遞計(jì)算機(jī)信號(hào)的。其優(yōu)點(diǎn)是:能傳輸文字、圖像和聲音,并且有交換性,能高速處理和傳輸信息。
【典例探究 提煉技法】
考點(diǎn)一、電
9、話
【解法技巧】①.熟知電話的結(jié)構(gòu)、原理和電話交換機(jī)的作用。電話機(jī)的基本原理:。
②明確電話交換機(jī)的作用和功能;知道打電話”占線”的兩個(gè)原因:正在通話中或者可能是通話用戶很多,雙方所接交換機(jī)之間的電話線不夠用 。③明確模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的區(qū)別,了解數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)相比有許多優(yōu)點(diǎn): 不失真;抗干擾;能加密。
【例1】以下關(guān)于電話交換機(jī)的說法中,正確的是( ?。?
A.程控交換機(jī)是利用電腦按照輸入的程序“見機(jī)行事”的
B.一臺(tái)程控交換機(jī)只能同時(shí)轉(zhuǎn)接兩部長(zhǎng)途電話
C.打電話“占線”說明對(duì)方的話機(jī)一定在通話中
D.電話上的“來電顯示”是由用戶手機(jī)設(shè)定的,不需要程控交換機(jī)去完成
10、【例2】(多選)關(guān)于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的下列描述正確的是( ?。?
A.?dāng)?shù)字信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸或多次放大時(shí)可能造成聲音、圖象的失真
B.模擬信號(hào)形式簡(jiǎn)單,抗干擾能力強(qiáng)
C.?dāng)?shù)字信號(hào)可以通過不同的編碼進(jìn)行加密
D.?dāng)?shù)字信號(hào)可以很方便地用電子計(jì)算機(jī)加工處理,從而發(fā)揮計(jì)算機(jī)的巨大功能
考點(diǎn)二、電磁波的海洋
【解法技巧】明確電磁波的產(chǎn)生條件、傳播特點(diǎn);能利用公式c=λf進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。1.電磁波的產(chǎn)生:方向和大小迅速變化的電流能在空間產(chǎn)生電磁波。它是傳遞各種信息的載體。2.電磁波的傳播:電磁波本身就是一種物質(zhì),它的傳播不需要介質(zhì)。各種不同的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播速度相同,電磁波在空氣中的傳播
11、速度約等于在真空中的傳播速度c=3.0 ×108m/s.
【例3】將一根導(dǎo)線的一端與電池的負(fù)極相連,另一端與電池的正極時(shí)斷時(shí)續(xù)地接觸,旁邊的收音機(jī)就會(huì)發(fā)出“喀啦喀啦”的聲音,這是因?yàn)槭找魴C(jī)收到了電池與導(dǎo)線產(chǎn)生的( ?。?
A.超聲波 B.次聲波 C.電磁波 D.光波
【例4】某電磁波波形如圖所示,該電磁波的波長(zhǎng)是 ,頻率是 .
【例5】關(guān)于電磁波與信息技術(shù),下列說法正確的是( ?。?
A.電磁波不能在真空中傳播 B.不同波長(zhǎng)的電磁波在空氣中的傳播速度不同
C.可見光不是電磁波 D.日常生活中使用的手機(jī)既能發(fā)射電磁波,也能接收電磁波
12、
考點(diǎn)三、廣播、電視和移動(dòng)通信
【解法技巧】明確廣播、電視和移動(dòng)通信發(fā)射等過程的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。廣播、電視和移動(dòng)電話的信息發(fā)射、傳遞、接收過程很相似,都是通過把電信號(hào)加載到頻率很高的電磁波上發(fā)射出去,載有信息的電磁波在經(jīng)過天線接收等一系列的信號(hào)處理后,還原為原來的信息。但移動(dòng)電話既能發(fā)射電磁波又能接收電磁波。注意:電磁波頻率越高,相同時(shí)間內(nèi)傳播的信息越多。
【例6】關(guān)于廣播、電視、移動(dòng)電話的信息發(fā)射、傳遞、接收過程,下列說法不正確的是( )
A.它們都是靠電磁波傳遞信息的
B.它們的發(fā)射、接收過程有類似之處
C.在發(fā)射時(shí),都要把電信號(hào)加載到頻率很高的電磁波上
D.移動(dòng)電話和收音
13、機(jī)、電視機(jī)一樣只有接收功能,沒有發(fā)射功能
考點(diǎn)四、現(xiàn)代通訊技術(shù)【解法技巧】:從現(xiàn)代通信方式的載體、現(xiàn)代通信方式的區(qū)別、現(xiàn)代各種通信方式的特點(diǎn)三維度領(lǐng)悟認(rèn)知是解決問題關(guān)鍵。(1)微波通信:傳遞信息的載體是微波,主要用于廣播、電視、移動(dòng)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、加熱等方面。(2).衛(wèi)星通信:傳遞信息的載體是微波.通信衛(wèi)星相當(dāng)于微波中繼站,因此能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送信息,并且具有通信容量大、干擾小、質(zhì)量好、功效高等優(yōu)點(diǎn)。(3).光纖通信:傳遞信息的載體是激光,屬于有線通信。其優(yōu)點(diǎn)是:傳輸損耗小、傳輸距離長(zhǎng)、容量極大、不受電磁干擾,通信質(zhì)量高、保密性好。(4).網(wǎng)絡(luò)通信:傳遞信息的載體是互聯(lián)網(wǎng),即利用有線通信線路和無線通信(電磁波),來傳遞計(jì)算機(jī)信號(hào)的。其優(yōu)點(diǎn)是:能傳輸文字、圖像和聲音,并且有交換性,能高速處理和傳輸信息。
【例7】信息傳遞技術(shù)的發(fā)展使人們沖破了時(shí)空的阻隔,下列關(guān)于信息傳遞的說法錯(cuò)誤的是( ?。?
A.光纖通信是利用光從光導(dǎo)纖維的一端射入,在內(nèi)壁多次反射從另一端射出,從而把它攜帶的信息傳到遠(yuǎn)方
B.同步通信衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期跟地球的自轉(zhuǎn)周期相同
C.電磁波的傳播可以不需要介質(zhì)
D.微波是一種電磁波,它不能用于傳遞信息,只能用于微波爐中加熱食物