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1、感受信息让信息 飞 起来踏上信息高速公路 第十九章走进信息时代 草庙一中陈泽鸿 感受信息 感受信息 信息的传递信息的记录电话和电报 信息 信息是指对人们有用的消息 天气预报是关于天气变化的信息 商业广告是关于商品销售的信息 信息很多 它存在于我们生产和生活的各个方面 比如 经济信息 文化信息 军事信息 体育信息 科技信息等 现代社会已进入信息时代 信息已成为人们工作学习生活的重要组成部分 人类经历了五次信息变革 现代社会信息的传递 古代信息的传递 信息的传递 古代信息传递 烽火信鸽驿马喇叭旗语长跑风筝灯塔击鼓 纸 竹简 录音 录像磁带 磁盘和光盘 信息的记录 电话 一 电话的话筒与听筒 一 话
2、筒1 话筒结构 话筒里有一个金属盒 里面装满碳粒 上面盖有一个膜片 2 话筒特点 碳粒之间的接触不紧密 整体的电阻随膜片的压紧程度而改变 3 话筒作用 把振动转变为强弱变化的电流 话筒结构 话筒里有一个金属盒 里面装满碳粒 上面盖有一个膜片 二 听筒1 听筒结构 听筒里有一个永磁铁 它的两个磁极上套有螺线管 磁极前有薄铁片 2 听筒特点 由于永磁体的吸引 薄铁片有些弯向磁铁 3 听筒作用 变化的电流转化为声音振动 听筒结构 听筒里有一个永磁铁 它的两个磁极上套有螺线管 磁极前有薄铁片 二 电话的原理 说话时声带振动而发出声音 引起介质空气振动传播声音 空气振动而引起话筒内碳精盘内碳粒忽松忽紧
3、导致电路中电阻忽大 忽小 引起电路中电流忽大 忽小 从而引起膜片内的振动而发声 声音使介质空气振动传播 空气振动引起耳膜振动 听到说话人的声音 三 实际的电话机 1 实际的电话机除听筒 话筒外 还有电铃 拨号设备等2 现代的电话有 无线电话 可视电话 录音电话等 电报 1837年 莫尔斯发明了实用的电报机 从此人们可以做到同时在两地之间传递信息 早期的电报完全由人工操作 主要传送文字信息 经过不断改进 又发展了机械式电报机 现在又发展到自动化程序较高的电子式电报机 还有能自动将电码译成汉字的中文电报译码机 用电报传递信息具有经济 迅速 保密 方便等特点 1 什么能让信息飞起来 电磁波 2 电磁
4、波是怎样产生的 当导体中的电流迅速变化时 既可以是方向变化 也可以是强弱变化 导体就会向四周发射一种波 这种波是由电磁现象产生的 叫做电磁波 3 电磁波的定义 导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做电磁波 一 认识电磁波 让信息 飞 起来 1 电磁波的形式多种多样 射线 X射线 紫外线 红外线 微波 无线电波 微波 超短波 短波 长波 可见光 激光等都是电磁波 除了自然界本身产生的电磁波外 人们还用专门仪器发射各种形式的电磁波用以传递信息和传递能量 二 电磁波的形式 射线 ray 是放射性物质发出的电磁波 波长在2 10 10m以下 是一种能量很大的光子流 在医疗上用 射线作为 手术刀 来
5、切除肿瘤 叫做 刀 有很好的治疗效果 1 医学上用 射线做脑手术 接受 刀手术的病人 我们生活在电磁波的海洋里 由于各种形式的电磁波的性质各不相同 因而也有许多不同的用途 三 电磁波的应用 2 X射线在医学上 工业中有广泛的应用 金属探伤 医用X光机 1 1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时 发现阴极射线 高速电子流 射到玻璃壁上 管壁会发出一种看不见的射线 伦琴把它叫做X射线 2 产生条件 高速电子流射到任何固体上 都会产生X射线 3 特性 穿透本领很强 4 应用 医疗上透视人体 如用X光片判断是否骨折 做胸透 CT 磁共振 工业上金属探伤 3 用紫外线杀菌 1801年德国的物理
6、学家里特 发现在紫外区放置的照相底板感光 荧光物质发光 特性 主要作用是化学作用 还有很强的荧光效应 杀菌消毒作用 应用 医院里病房和手术室的消毒 治疗皮肤病 硬骨病 照明和诱杀害虫的日光灯 黑光灯 紫外照相 可辨别出很细微差别 如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹 4 红外线遥控器 1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时 把温度计移至红光区域外侧 发现温度更高 说明这里存在一种不可见的射线 后来就叫做红外线 用棱镜显示可见光谱 特点 最显著的是热作用 应用 1 遥控器 生活中的电视机 空调遥控器发射的都是红外线 2 红外线加热 这种加热方式优点是能使物体内部发热 加热效
7、率高 效果好 3 红外摄影 远距离摄影 高空摄影 卫星地面摄影 这种摄影不受白天黑夜的限制 4 红外线成像 夜视仪 可以在漆黑的夜间看见目标 5 红外遥感 可以在飞机或卫星上勘测地热 寻找水源 监测森林火情 估计农作物的长势和收成 预报台风 寒潮 5 微波在通信领域大显身手 6 无线电波 生活中 生产中 军事上都有应用 生活中 电视机 收音机等 生产中 远距离生产调度用电台等 军事上 雷达等 根据波的传播情况将波分为两种 横波 像水波和绳波一样 波的传播方向与波源的振动方向相垂直 这种波叫做横波 电磁波是横波 四 电磁波的特征 纵波 如音叉 或其他发声体 振动时 在空气中会有疏密相间的状态向外
8、传播 形成声波 声波看不见 摸不到 但声波传到我们的耳朵 会引起鼓膜振动 使我们产生听觉 声波的传播方向与波源的振动方向相同 这种波叫做纵波 所有的波都有波速 波长 频率 电磁波也一样 波速 波传播的快慢称为波速 电磁波不同于声波 它能在真空中传播 即电磁波的传播不需要介质 在真空中传播的速度等于光速 即c 3 108m s 空气中的光速接近于真空中的光速 波长 波长是相邻两个波峰 或波谷 间的距离 用字母 表示 波长的国际单位是m 频率 表示单位时间内振动的次数 即在1s内 出现的波峰数 或波长数 用符号 表示 国际单位制中 频率的单位是赫兹 Hz 简称赫 常用的频率单位有千赫 kHz 和兆
9、赫 MHz 1kHz 103Hz1MHz 106Hz 波速 c 波长 频率 的关系 变式 频率越高 波长越短 频率越低 波长越长 波长与频率互成反比关系频率越高 传递的信息量越大 电磁波谱图 实验证明 不仅无线电波是电磁波 光 X射线 射线等也都是电磁波 它们的区别仅在于频率或波长有很大差别 光波的频率比无线电波的频率要高很多 光波的波长比无线电波的波长短很多 而X射线和 射线的频率则更高 波长则更短 为了对各种电磁波有个全面的了解 人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来 这就是电磁波谱 1 信息的加载声音 图像等信息是无法直接用电磁波传递的 但将声音和图像变成电信号后便可以利用电磁波传
10、播出去 2 信息的传播声音通过话筒变成音频电信号 图像经过摄像机变成视频信号后 便可以由调制器加在由振荡器产生的高频电磁波上并通过天线发射出去 五 电磁波传递信息 3 信息的接收接收装置通过调谐器选定我们需要的电磁波 再通过解调器去掉电磁波 由扬声器将音频电信号还原成声音 由显像管将视频信号还原成图像 电磁波有利也有弊 电磁污染 已被认为是继大气污染 水质污染 噪声污染后的第四大公害 电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射 当电磁波达到一定强度时 会导致控制系统和信息传输系统的失控 也会引发头疼 失眠 记忆力衰退等症状的产生 六 电磁波的危害与预防 什么是 信息高速公路 信息
11、高速公路是指可以交流各种信息的大容量 高速度的通信网络 踏上信息高速公路 光导纤维简称光纤 光纤是传输光信号的介质 光纤通信中用的是激光 不是普通的光 因为普通光源发出的光中夹杂了许多频率的光 不但难以加载信息 而且通信质量差 激光亮度高 单色性好 方向性好 能量始终集中在传播方向上 容易调制信号 光导纤维中激光是以不断反射的形式向前传播的 因而光缆也可以不沿直线铺设 电话 电视 广播等信号以及数据文件可以在光纤构成的 信息高速公路 上传播 并且互不干扰 一 光纤 光纤通信 XG光纤 光纤实物 光纤转换器 光在光纤中的传播 信息容量大 由于光波的频率远高于无线电波的频率 所以 光波所运载的信息
12、容量远大于无线电波 一根光纤能同时传输相当于10000根电话线的信息量 在光纤组成的信息高速公路上 可以同时传递500个电视频道 传输速度快 因为传输的是光信号 光纤是至今为止传输速度最快的传输介质 能轻松达到1000Mbps 传输距离远 光纤很细 细如发丝 有内外两层 光在内层传播 因此 光纤的抗干扰能力强 能减少信号衰减 适用于远距离传播大量信息 光纤的特点 频带极宽 抗干扰能力强 光在内层传播 不受外界电磁干扰 保密性强 由于传输的是光束 所以本身不会向外幅射信号 有效地防止了窃听 经济 节约金属 不怕潮湿 不怕腐蚀 使用年限长 现代通信网络由光纤通信 激光通信 卫星通信 微波通信 移动
13、通信和因特网 网络通信 组成 实现了信息的大容量 高速度传输 形成了 信息高速公路 二 现代通信网络 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站 卫星把地面站送来的信号接收下来 进行放大 然后转发给另外的地面站 目前用来转发信号的通信卫星几乎都是静止卫星或同步卫星 即卫星环绕地球一周的时间恰好等于地球自转一周的时间 卫星相对于地球站来说是呈静止状态的 卫星通信可用于国内或国际通信 能传输电报 电话 传真 电视和高速数据等 卫星通信有通信频带宽 传输容量大 覆盖面积大 可进行多址通信等特点 卫星通信 用3颗通信卫星就可以实现全球通信 VSAT通信系统示意图 主站 同步卫星 微波通信 利用微波传播信息的
14、通信称为微波通信 微波通信是远距离通信的重要手段 微波通信包括点对点特高频通信 一点对多点用户无线通信 地面微波接力通信 无线移动通信 卫星通信 散射通信等 通常讲的微波通信是指地面微波接力通信 微波通信 由于微波是沿直线传播的 而地球表面有一定的弧度 在实现远距离微波通信时 要每隔50公里左右设一微波站 发射台发出信号后 经中间的微波站接收并放大信号后 再转发到下一微波站 就像接力赛跑一样 所以微波通信又称微波接力通信 微波接力通信的通信容量大 建设费用低 抗灾害性强 能满足各种电信业务的传输质量要求 是一种被广泛应用 具有强大生命力的通信方式 移动通信 移动通信是指在一定地区范围内 行进中
15、的人和车辆 或船舶 和市内电话网间的用户间通过无线电通信设备和电话交换机设备可相互拨号呼叫接通电话的通信方式 移动电话用微波信号与电话网络联系 我国的移动通信采用 小区制 即将整个覆盖区域划分成许多个六边形的小区 一个个鳞次栉比 形成蜂窝状结构 蜂窝移动电话 也因此而得名 手持移动电话 手机 就是移动通信的成员之一 蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式 在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来 进而实现用户在活动中可相互通信 其主要特征是终端的移动性 并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能 蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音 数据 视频图像等业务
16、 蜂窝移动通信业务包括 900 1800MHzGSM第二代数字蜂窝移动通信业务 800MHzCDMA第二代数字蜂窝移动通信业务 第三代数字蜂窝移动通信业务 因特网 因特网 Internet 又称为互联网 因特网是利用通信线路和电磁波 将分布在世界各地的计算机相互连接而成的全球性的计算机网络 因特网主要由三部分组成 第一 很多基于TCP IP协议 传输控制协议 互联协议 的网络组成的网络 第二 使用这些网络的用户和开发者们 第三 通过这些网络可获得的信息资源 从网络通信技术的观点来看 Internet是一个TCP IP通讯协议联络各个国家 各个部门 各个领域的各种信息资源为一体的网上用户共享的数据资源网 Internet目前提供的主要信息服务方式有 电子邮件 E mail 用户可与世界用户发送和接受电子邮件 远程登录 Renotelo gin 用户可连接到全世界任何一台Internet主机 文件传输 FTP 用户可与Internet其他主机交换文件 菜单或检索器 Gophet 在菜单的指引下 用户可对Internet上远程信息系统进行访问 查询 可定期自动地访问Internet服务器 并
