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第二十章 信息的傳遞 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 高頻考點(diǎn)透析 序號(hào) 考點(diǎn) 考頻 1 電話的工作原理 ★ 2 電磁波的產(chǎn)生與傳播條件 ★★ 3 波速、頻率、波長之間的關(guān)系 ★★ 4 電磁波的發(fā)射和接收過程 ★ 5 幾種通信的優(yōu)缺點(diǎn) ★★ 知識(shí)能力解讀 （一）信息 通俗地講，信息是各種事物發(fā)出的有意義的消息。消息中包含的內(nèi)容越多，信息量越大。語言、符號(hào)、圖像是人類特有的三種信息。 在人類歷史上，信息和信息的傳播經(jīng)歷了五次巨大的變革：（1）語言的誕生；（2）文字的誕生；（3）印刷術(shù)的誕生；（4）電磁波的應(yīng)用；（5）計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。每一次變革都推動(dòng)了生產(chǎn)力的巨大發(fā)展，促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步。 （二）電話 1．電話的組成： 話筒、聽筒、電源。如圖所示。 2． 電話的基本原理：話筒中膜片振動(dòng)產(chǎn)生變化的電流，使聽筒中膜片振動(dòng)。 3．話筒和聽筒的組成 （1）話筒的組成：話筒由金屬盒、炭粒、振動(dòng)膜片組成。 （2）聽筒的組成：聽筒由電磁鐵和膜片組成。 4．電話的工作原理 說話引起話筒金屬盒內(nèi)的炭粒忽松忽緊一電路中電阻忽大忽小一電路中電流忽小忽大一聽筒內(nèi)電磁鐵的磁性忽弱忽強(qiáng)一膜片受到的磁力忽小忽大一引起膜片振動(dòng)而發(fā)聲。 （三）程控電話交換機(jī) 程控電話交換機(jī)是一種由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)電話交換機(jī)，利用其程序存儲(chǔ)控制功能，為用戶提供豐富的服務(wù)項(xiàng)目。用戶只要在當(dāng)?shù)貭I業(yè)廳登記，并在電話機(jī)上進(jìn)行正確操作，就可方便地使用各種新服務(wù)項(xiàng)目。程控交換機(jī)的速度快、容量大、使用靈活、可靠性高，可以提供多方通話。 （四）模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的比較 圖示 信號(hào)與聲音的關(guān)系 信號(hào)電流的形式 優(yōu)缺點(diǎn) 應(yīng)用 模擬信號(hào) 與聲音的變化情況相仿 連續(xù)的 信號(hào)易丟失、失真 現(xiàn)在常常通過模、數(shù)轉(zhuǎn)換，將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，方便用計(jì)算機(jī)處理 數(shù)字信號(hào) 用兩個(gè)數(shù)據(jù)的組合表示聲音的變化 離散的 抗干擾能力強(qiáng)，易加工處理 通信的發(fā)展趨勢(shì) （五）電磁波的產(chǎn)生 如果在空間某處產(chǎn)生了一個(gè)隨時(shí)間變化的電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)就會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，如果這個(gè)磁場(chǎng)也是隨時(shí)間變化的，那么它又會(huì)在空間產(chǎn)生新的電場(chǎng)……如圖所示，這個(gè)變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)不局限于空間某個(gè)區(qū)域，而是由近及遠(yuǎn)地傳播開去。電磁場(chǎng)的這種傳播就形成了電磁波，即導(dǎo)體中電流的迅速變化會(huì)在空間激起電磁波。 （六）電磁波的傳播 電磁波的傳播是不需要介質(zhì)的，在真空中的傳播速度等于光速（3108 m/s）。 （七）電磁波的特征 所有的波都具有波速、波長和頻率，電磁波也一樣。 1．頻率：在1s內(nèi)出現(xiàn)的波峰數(shù)（或波谷數(shù)），用符號(hào)f表示。波的頻率由振源的振動(dòng)快慢決定，一種確定的波，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，波的頻率不變。 2．波速：指1s內(nèi)波傳播的距離，用符號(hào)c表示，單位m/s。波速由傳播的介質(zhì)決定。 3．波長：指相鄰的兩個(gè)波峰（或波谷）之間的距離，用λ表示，單位m。 4．波速、波長、頻率的關(guān)系：c=λf。由于電磁波的波速c=3108 m/s一定，所以波長與頻率成反比。 （八）電磁波的波譜及用途 按波長由小到大可分為γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波（頻率為數(shù)十千赫至數(shù)百兆赫的那部分）。如圖所示。 （九）無線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接收 1．無線電廣播信號(hào)的發(fā)射 無線電廣播信號(hào)的發(fā)射由無線電臺(tái)完成，發(fā)射裝置主要由話筒、振蕩器（載波發(fā)生器）、調(diào)制器、放大器和發(fā)射天線幾部分組成，如圖所示。 這幾部分的作用和電磁波的發(fā)射過程是： （1）用振蕩器（載波發(fā)生器）產(chǎn)生高頻振蕩電流，從而產(chǎn)生高頻電磁波（載波）。 （2）用話筒把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。 （3）用調(diào)制器把音頻電信號(hào)加載到高頻電磁波上。 （4）用放大器將信號(hào)進(jìn)一步放大。 （5）用天線把載有音頻信號(hào)的高頻電磁波發(fā)射到空中。 用簡圖可表示為： 2．無線電廣播信號(hào)的接收 無線電廣播信號(hào)的接收裝置主要由接收天線、調(diào)諧器、解調(diào)器、放大器和揚(yáng)聲器幾部分組成，如圖所示。 這幾部分的作用和電磁波的接收過程是： （l）用天線接收在空間傳播的各種電磁波。 （2）用調(diào)諧器從接收到的各種電磁波中選出我們需要接收的某種頻率的電磁波，這一過程稱為調(diào)諧，即平常我們所說的選臺(tái)。 （3）若把調(diào)諧器選出來的頻率很高的電信號(hào)直接送入揚(yáng)聲器，則不能使揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。要用解調(diào)器將音頻電信號(hào)從高頻電磁波中提取出來，放大后送入揚(yáng)聲器里，這一過程稱為解調(diào)。 （4）揚(yáng)聲器把音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)化成聲音。 用簡圖可表示為： 3．有關(guān)概念 （1）振蕩器：振蕩器可以嚴(yán)生高頻電磁波，通過調(diào)制器把音頻電信號(hào)加載到高頻電磁波上。 （2）調(diào)制器：把聲信號(hào)加載到高頻電磁波上。 （3）調(diào)諧器：調(diào)諧器能選擇某一頻率的電磁波，又稱選臺(tái)。 （4）檢波器：檢波器能從高頻電磁波中取出音頻信號(hào)，又叫解調(diào)。 （十）電視信號(hào)的發(fā)射和接收 1．原理：電視用電磁波傳遞圖像信號(hào)和聲音信號(hào)，聲音信號(hào)的產(chǎn)生、傳播和接收跟無線電廣播的工作過程相似。 2．圖像信號(hào)的工作過程：攝像機(jī)把圖像信號(hào)變成電信號(hào)，發(fā)射機(jī)把電信號(hào)加載到頻率很高的電磁波上，通過發(fā)射天線發(fā)射到空中，如圖所示。 3．接收：電視機(jī)的接收天線把高頻信號(hào)接收下來，通過電視機(jī)把圖像信號(hào)取出并放大，由顯像管把它還原成圖像，如圖所示。 4．音頻、視頻和射頻 （1）音頻：由聲音變成的電信號(hào)，它的頻率跟聲音的頻率相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫做音頻信號(hào)。 （2）視頻：由圖像變成的電信號(hào)，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號(hào)。 （3）射頻：音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力都很差，需要把它們加載到具有更好的發(fā)射能力的電流上，才能發(fā)射到天空中，這種電流的頻率更高，這種更高頻率的電流叫做射頻電流。 （十一）移動(dòng)電話 1．工作原理：由電磁波來傳遞。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)，既能發(fā)射電磁波，又能接收電磁波。 2．基地臺(tái)：用來連接用戶的固定無線電臺(tái)。基地臺(tái)是一個(gè)固定的無線電臺(tái)，它的作用是轉(zhuǎn)接手持移動(dòng)電話與其他用戶間的通信，它與電話交換機(jī)相連，基地臺(tái)沒有電視臺(tái)、廣播電臺(tái)那么復(fù)雜。 （十二）四種通信方式簡介 1．微波通信：微波波長在1 mm～10m之間，一條微波線路可同時(shí)開通幾千、幾萬路電話。但是微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面?zhèn)鞑?，因此需建設(shè)大量的中繼站。 2．衛(wèi)星通信：衛(wèi)星相當(dāng)于地球周圍的中繼站，在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，實(shí)現(xiàn)全球通信。 3．光纖通信：激光頻率單一、方向高度集中，它與微波相比，有容易攜帶信息、能攜帶更多信息、便于傳播等優(yōu)點(diǎn)。 4．網(wǎng)絡(luò)通信：網(wǎng)絡(luò)通信用計(jì)算機(jī)處理信息。它的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)通信、分布處理。目前主要以“電子郵件”的形式進(jìn)行通信。 解題方法技巧 （一）模擬通信和數(shù)字通信的識(shí)別方法 （1）電流傳遞的信號(hào)是模擬信號(hào)，使用模擬信號(hào)的通信方式是模擬通信。 （2）用不同符號(hào)的組合表示的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，使用數(shù)字信號(hào)的通信方式是數(shù)字通信。 （二）電磁波的波速、波長、頻率的關(guān)系 電磁波的波速（c）、波長（λ）、頻率（f）三者的關(guān)系是c=λf。不同電磁波在真空中的波速是一定的，即c=3108m/s，所以波長與頻率成反比。 （三）現(xiàn)代通信技術(shù) 現(xiàn)在人們主要使用的通信方式有微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。在學(xué)習(xí)和生活中要留意這方面的最新科技信息，如4G的投入使用。 跨越思維誤區(qū) （一）對(duì)電磁波的理解易出錯(cuò) 部分同學(xué)對(duì)電磁波理解不透，易犯兩個(gè)錯(cuò)誤：一是將各種波（如超聲波）都混淆為電磁波；二是誤認(rèn)為各種光及射線不是電磁波。 （二）調(diào)諧和音量旋鈕的功能混淆 調(diào)諧是通過調(diào)諧器把選定的某一頻率的電臺(tái)信號(hào)從天線接收到的眾多信號(hào)中挑選出來；音量旋鈕相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器，通過調(diào)節(jié)音量旋鈕，改變電路中的電流大小，從而改變聲音的大小。 物理思想方法 實(shí)驗(yàn)法 在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，直接得出結(jié)論的方法，叫做實(shí)驗(yàn)法。 中考考點(diǎn)鏈接 （一）中考考點(diǎn)解讀 本章的主要內(nèi)容有：電磁波的產(chǎn)生與傳播，波長、波速和頻率的關(guān)系，四種通信方式的特點(diǎn)。 本章知識(shí)只要求學(xué)生了解或常識(shí)性了解，因此不是中考的主要內(nèi)容，一般以選擇題、填空題的方式進(jìn)行考查。 （二）中考典題剖析 1．對(duì)電磁波的認(rèn)識(shí) 2．對(duì)電磁波譜的認(rèn)識(shí)