九年級(jí)物理第21章《信息傳遞》全章講義

九年級(jí)物理第21章《信息傳遞》全章講義古代傳遞信息飛鴿傳書(shū)

政府配置的驛站、民間代捎書(shū)信

以特殊聲音，如鐘聲，鼓聲，鞭炮聲等傳遞信息

以燈光，火光，如孔明燈，烽火等傳遞信息

飛鴿傳書(shū)家書(shū)抵萬(wàn)金烽火戲諸侯現(xiàn)代傳遞信息有線通信：、電報(bào)、電視

無(wú)線通信：收音機(jī)、對(duì)講機(jī)

數(shù)字化通信：互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電視

紙張通信：書(shū)信、報(bào)紙

1876年貝爾發(fā)明了1892年，貝爾在紐約至芝加哥的開(kāi)通儀式上一、電流把信息傳到遠(yuǎn)方1、的誕生1876年貝爾發(fā)明了。最簡(jiǎn)單的由話筒和聽(tīng)筒組成，話筒能把聲信號(hào)變成電信號(hào)，聽(tīng)筒能把電信號(hào)變成聲信號(hào)。女孩說(shuō)話的聲音是如何傳到男孩耳朵中的？1．的基本結(jié)構(gòu)2．的工作原理女孩的話筒男孩的聽(tīng)筒女孩說(shuō)話話筒膜片振動(dòng)炭盒電阻變化回路電流變化磁性強(qiáng)弱變化

聽(tīng)筒膜片振動(dòng)男孩聽(tīng)到聲音3．電流把信息傳到遠(yuǎn)方（1）需要多少條線？（2）怎樣才能減少線的數(shù)量？二、交換機(jī)的作用想一想畫(huà)一畫(huà)甲乙2、交換機(jī)為了提高線路的利用率，人們發(fā)明了交換機(jī)。一般之間都是通過(guò)交換機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)接的1．模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。（1）模擬信號(hào)以信號(hào)為例：在話筒將聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流時(shí)，電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣。三、模擬通信和數(shù)字通信（2）數(shù)字信號(hào)

以電報(bào)信號(hào)為例：用點(diǎn)“·”和畫(huà)“—”的組合代表各種數(shù)字，一定的數(shù)字組合代表一個(gè)漢字。1·－－－－A·－2··－－－B－···

3···－－C－·－·

4····－D－··5·····E·

……

……

發(fā)聲、發(fā)光的長(zhǎng)短，電壓、電流的有無(wú)，數(shù)字0和1，磁體的N、S極等不同符號(hào)信息都可組成數(shù)字信號(hào)。模擬通信的缺點(diǎn)：易受干擾放大失真形成噪音數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)：信號(hào)失真小便于存儲(chǔ)傳輸數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)便（3）比較兩種信號(hào)傳輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)2．模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的傳輸（2）數(shù)字信號(hào)通信除了傳輸語(yǔ)音信號(hào)，還能傳輸文字、圖片（2G信號(hào)）（1）模擬信號(hào)通信只能用來(lái)傳輸語(yǔ)音信號(hào)（1G信號(hào)）模擬信號(hào)手機(jī)第一代“大哥大”數(shù)字信號(hào)手機(jī)數(shù)字通信是當(dāng)今通信發(fā)展的主要方向

3G數(shù)字網(wǎng)絡(luò)（已普及）

4G數(shù)字網(wǎng)絡(luò)（將普及）第二節(jié)電磁波的海洋電磁波是怎樣產(chǎn)生的？電磁波是怎樣傳播的？波長(zhǎng)、波速、頻率有何關(guān)系？移動(dòng)依靠電磁波傳遞信息電視信號(hào)的傳播依靠電磁波連續(xù)調(diào)節(jié)臺(tái)燈亮度旋鈕導(dǎo)線時(shí)斷時(shí)續(xù)接觸電池的一極

收音機(jī)：發(fā)出“喀喀”聲一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的聽(tīng)一聽(tīng)電磁波是怎樣產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)：電磁場(chǎng)能量由近及遠(yuǎn)的傳播。電磁波產(chǎn)生演示實(shí)驗(yàn)迅速變化的電流能在周?chē)a(chǎn)生電磁波。結(jié)論

聲音的傳播需要固體、液體、氣體等介質(zhì)。電磁波的傳播需要介質(zhì)嗎？把一個(gè)移動(dòng)放入真空罩中，撥打這個(gè)手機(jī)的號(hào)碼，手機(jī)有反應(yīng)嗎？電磁波的傳播不需要介質(zhì)。二、電磁波是怎樣傳播的小實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1、電磁波的產(chǎn)生及傳播

產(chǎn)生：導(dǎo)線中電流的迅速變化會(huì)在空間激起電磁波。

傳播：電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中電磁波的傳播速度是3×108m／s

2．電磁波的幾個(gè)要素

（1）波長(zhǎng)：鄰近的兩個(gè)波峰（或波谷）的距離。單位：米

1．電磁波可以在真空中傳播波峰波谷波長(zhǎng)波長(zhǎng)二、電磁波是怎樣傳播的

3．電磁波的傳播速度真空中：c=2.99792458×108m/s空氣中：接近真空光速（3）波速：波傳播的快慢。

單位：米/秒（2）頻率：在1s內(nèi)有多少次波峰或波谷通過(guò)，波的頻率就是多少。單位：赫茲（Hz）千赫（kHz）兆赫（MHz）2、電磁波的波速計(jì)算

c=λf

λ表示波長(zhǎng)f表示頻率c表示波速

波長(zhǎng)的單位是米(m)頻率的單位是赫茲(Hz)波速的單位是m／s

頻率的單位還有千赫(kHz)、兆赫(MHz)三、電磁波760nm400nm

可見(jiàn)光紅外線紫外線

射線X射線長(zhǎng)波無(wú)線電波頻率Hz波長(zhǎng)m短波無(wú)線電波1001021041061081010101210141016101810201022102410810410010-410-810-1210-16

電磁波譜光是一種電磁波光速即為電磁波傳播速度

真空光速：c=3×108m/s

雷達(dá)工作依靠電磁波四、電磁波與我們的生活

微波爐

表面和內(nèi)部同時(shí)加熱（水分子共振）；將電磁波的能量轉(zhuǎn)化為食物的內(nèi)能。四、電磁波與我們的生活風(fēng)扇波導(dǎo)管控制面板屏蔽網(wǎng)門(mén)磁控管廣播和電視電磁波能夠傳遞信息舉出以下四種電磁波在人們生活、生產(chǎn)中應(yīng)用的事例。(每種電磁波各舉一例)

示例：紅外線：電視機(jī)遙控器利用紅外線進(jìn)行遙控。(1)無(wú)線電波：

；(2)微波：

；(3)紫外線：

；(4)X射線：

。收音機(jī)利用無(wú)線電波進(jìn)行廣播微波爐利用微波煮熟食物醫(yī)院利用紫外線進(jìn)行殺菌醫(yī)院利用X射線檢查人體健康第三節(jié)廣播電視和移動(dòng)通信聲音和圖像是怎樣從電（視）臺(tái)傳來(lái)的？

三、廣播、電視和移動(dòng)通信

①無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射由廣播電臺(tái)完成。由“聲信號(hào)電信號(hào)加載到高頻電磁波電線發(fā)射”。信號(hào)的接收由收音機(jī)完成。

②電視是用電磁波傳遞圖像信號(hào)和聲音信號(hào)。圖像信號(hào)是由“攝像機(jī)把圖像變成電信號(hào)→發(fā)射機(jī)把電信號(hào)加載到高頻電磁波→發(fā)射天線發(fā)射”。電視機(jī)的接收天線把這樣的高頻信號(hào)接收下來(lái)，由電視機(jī)將圖像信號(hào)取出并放大，再由顯像管把它還原成圖像。手機(jī)和手機(jī)通過(guò)基地臺(tái)進(jìn)行溝通三、移動(dòng)③移動(dòng)機(jī)既是無(wú)線發(fā)射臺(tái)又是無(wú)線接收臺(tái)。移動(dòng)是由電磁波來(lái)傳遞聲音信號(hào)。在講話時(shí)，它用電磁波把信息發(fā)射到空中，同時(shí)又從空中捕獲電磁波，得到對(duì)方講話的信息。移動(dòng)通話時(shí)，要靠基地臺(tái)轉(zhuǎn)接。第四節(jié)越來(lái)越寬的信息之路微波信號(hào)的波長(zhǎng)在10m～1mm之間;微波信號(hào)的頻率在30MHz～3×105MHz之間。一、微波通信微波幾乎沿直線傳播微波中繼通信示意圖答案：太遠(yuǎn)，不方便解決方案：人造衛(wèi)星通信問(wèn)題：能否用月亮做中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信？通信衛(wèi)星大多相對(duì)地球“靜止”——同步衛(wèi)星二、衛(wèi)星通信用碟形天線（大鍋）接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)光是比微波頻率高得多的電磁波。光通信的“高速公路”更寬廣。利用頻率單一、方向高度集中的激光進(jìn)行通信，效果很好。三、光纖通信各種光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光在光導(dǎo)纖維中的傳播光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：（1）傳輸頻帶極寬，通信容量很大；（2）光纖衰減小，無(wú)中繼設(shè)備，傳輸距離遠(yuǎn)；（3）頻率穩(wěn)定，信號(hào)傳輸質(zhì)量高；（4）光纖抗電磁干擾，保密性好。計(jì)算機(jī)可以高速處理各種信息，把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。四、網(wǎng)絡(luò)通信通過(guò)因特網(wǎng)可以收發(fā)電子郵件，看到不斷更新的新聞，查到所需的各種資料。電磁波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。通信頻率越來(lái)越高，信息之路越來(lái)越寬。微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。課堂小結(jié)當(dāng)堂訓(xùn)練1、下列說(shuō)法正確的是（）A．固定的聽(tīng)筒把聲音變成變化的電流B．電磁波不能在真空中傳播C．移動(dòng)是靠電磁波傳遞信息的D．用電子郵件可以傳輸文字、聲音文件，但不能傳輸圖像文件2、嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的微波探測(cè)儀可探測(cè)“月壤”發(fā)出的頻率3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz和37.0GHz的微波輻射，下列說(shuō)法正確的是（）A．微波屬于電磁波B．微波是可見(jiàn)光C．這四種微波在真空中波長(zhǎng)一樣D．這四種微波在真空中傳播速度不同CA3、下列家用電器中應(yīng)用電磁波工作的是()A、微波爐B、電熨斗C、空調(diào)D、洗衣機(jī)4、美籍華人高錕在光纖物理學(xué)方面取得的突破性成果，最終促使光纖通信問(wèn)世，光纖通信（）A．利用電流傳輸信息 B．利用光傳輸信息C．傳輸信息量很小 D．傳輸信息時(shí)損耗大AB5、關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是()A．光不屬于電磁波B．電磁波的波長(zhǎng)越短則頻率越低C．可以用電磁波傳遞信息和能量D．不同波長(zhǎng)的電磁波在真空中傳播速度不同6、最簡(jiǎn)單的是由和組成的,話筒將聲音變成，再通過(guò)線把信息傳向遠(yuǎn)方。聽(tīng)筒將又變成了聲音。7、現(xiàn)代社會(huì)，手機(jī)已成為人們普遍使用的通信工具，它是由__________來(lái)傳遞信息的。C話筒聽(tīng)筒變化的電流電信號(hào)電磁波8、一天，小香同學(xué)所在的實(shí)驗(yàn)小組，將一手機(jī)的來(lái)電顯示設(shè)為鈴聲和屏幕顯示，然后將手機(jī)用線懸掛在真空罩中，將罩中的空氣抽出后，用打該手機(jī)，結(jié)果只看到手機(jī)的屏幕顯示而聽(tīng)不到鈴聲。該實(shí)驗(yàn)可以證明聲音需要________傳播，而電磁波可以_____________傳播。9、2007年8月26日，南京市20名學(xué)生代表利用業(yè)余電臺(tái)與太空中國(guó)際空間站上的宇航員成功對(duì)話．對(duì)話時(shí)用電臺(tái)發(fā)射并接收

來(lái)傳通信息，這種波在真空中的傳播速度為

m/s，其頻率越高，波長(zhǎng)越

。介質(zhì)在真空中電磁波3×108短（1）通過(guò)短文的閱讀，在