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1、第十五讲 怎样传递信息 通信技术简介一、电磁波1、电磁波的产生：电流的迅速变化在周围的空间产生电磁波。2、电磁波的传播：（1）电磁波能够在真空中传播，也能够在介质中传播。电磁波的传播不需要介质。（2）电磁波在真空中的传播速度与光速相同。3、波的传播速度与波的频率、波长的关系： 邻近的两个波峰（或波谷）间的距离是一定的，这个距离叫做波长。一秒内振动的次数，叫做频率。频率的单位：赫兹，简称赫，符号Hz一秒内波的传播距离定义为波速，所以有：波速=波长频率。 4、无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。 波 段 波 长 频 率主要用途 长 波 30
2、000-3000m10100kHz超远程无线电通信中 波 3000200m100-1500kHz无线电广播和电报中短波20050m1500-6000kHz 短 波5010m63MHz微波 米 波101m30-300MHz无线电广播、电视、导航分米波101dm300-3000MHz电视、雷达、导航厘米波101cm3000-30000MHz毫米波101mm30000-300000MHz二、广播和电视1、音频、视频和射频信号 调制（1）音频信号：由声音转换成的电流为音频信号。他的频率跟声音的频率相同。（2）视频信号：由图像转换成的电流为视频信号。（3）射频信号：频率极大的振荡电流能够产生电磁波向外界
3、空间发射，这种电流称为射频信号。（4）调制：把音频信号和视频信号加载到更高频率的蛇频信号上的过程称为调制。2、无线电广播的发射和接收：(以短波调幅广播为例)调制器话筒天线声音信号 电信号加载到高频载波上发射出去（1）发射过程调谐器扬声器各种电磁波 特定频率电磁波取出音频信号并放大声音天线电子电路路子电路（2）接收过程3、电视的发射和接收4、模拟信号（1）概念：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫模拟信号。使用这种通信方式叫模拟通信。（2）特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，
4、信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息。当前广播、电视中的声音和图像使用的都是模拟信号。5、数字信号（1）概念：用不同符号的不同组合表示的信号叫数字信号。如用“”和“”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字，于是一系列点和画组成的信号就代表一个完整的句子，这种通信方式叫数字通信。（2）特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰水平特别强。CD盘、VCD盘和计算机软件光盘上记录的都是数字信号。6、现代通信技术及发展前景（1）移动通信：移动电话是由电磁波传递信息，能够在任何地方使用。它既是一个发射机又是一个接收机。因为它发射功率小，所以和其他用户的通话要靠基地台和
5、交换中心转接。固定电话须用电话线连接到电信局的交换机上。常用的移动通信设备：手机、小灵通、寻呼机、对讲机、小型电台等。（2）网络通信：网络把很多计算机通过一定的硬件和软件连接起来，就成为网络。 局域网一个区域内的若干台计算机接到交换机和服务器上，就组成了局域网。互联网世界上最大的计算机网络。通过互联网传送的电子邮件不但有文字，还有图像和声音。通过互联网还能够实现可视电话。（3）光纤通信：激光-颜色非常纯、方向高度集中的光。光缆-光导纤维是很细的玻璃丝，通常由数条光纤一起敷上保护层制成光缆。光纤通信的原理：利用激光在光导纤维里传播，激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，把携带的信
6、号传到远方。（激光在光导纤维里发生了全反射）光纤通信的优点：光在光导纤维中传输损耗很小，可长距离传输，光纤通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。（4）卫星中继通信：卫星通信使用微波，其特点是容易向光波那样集束和沿着直线传播。地面发射的微波信号穿过大气层，经卫星接收并处理后再发回地球，实现卫星通信。通信卫星相当于微波通信的中继站，它是相对于地球静止的同步卫星。地球周围均匀配置三颗同步卫星就能够实现世界通信。考题选讲图15-1例1、雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它能够向一定方向发射电磁波(电磁波在空气中的传播速度是3108ms)，当遇到障碍物时要发生反射。雷达在
7、发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。如果雷达监视屏上显示的发射和接收的尖形波如图15-1所示，已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为1O-4s，则被监视目标与雷达的距离最接近 （ ） A4.5104m B6104 m C9104 m D1.2105 m分析与解 图中显示的是雷达在发射和接收反射回来的电磁波时的两个尖形波，两个尖形波相隔4格，由于相邻刻线间表示的时间间隔为1O-4s，所以从发射到接收反射回来的电磁波的时间为410-4s，则电磁波从发射到遇到障碍物的时间应为210-4 s，目标与雷达间的距离为S=vt=3108ms2104 s=6104 m。因此正确答
8、案是B。点评 本题是关于电磁波的反射及速度公式的一道综合性试题，关键是要正确求出电磁波从发射到遇到目标的时间，然后根据公式S=vt求解。例2、有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够 （填“增强”或“减弱”）对电磁波吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够 （填“增强”或“减弱” ）电磁波反射回雷达设备。分析与解 “隐形飞机”要防止雷达发现，就必须改变外形结构，减少飞机上对雷达波的强反射面。而且隐形飞机机身主要用吸波材料制成，以减弱对电磁波的反射。因此正确答案是增强，减弱。点评 本题考查的是关于隐形飞机的基本原理，属于知识的应
9、用，要求有一定的课外知识。例3 电磁波的波速，波长和频率的关系是c= ，电视机收到的电磁波的频率是100MHZ，则它的波长是 m。方法点拨：电磁波的波速（c），波长（）和频率（f）的关系是c=f，因此，波长= c/f=3108m（100106）HZ =3 m解答：c=f 3 m例4雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波(电磁波在空气中的传播速度是3108ms)，当遇到障碍物时要发生反射。雷达在发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。如果雷达监视屏上显示的发射和接收的尖形波如图15-1所示，已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为1O-4s
10、，则被监视目标与雷达的距离最接近 （ ） A4.5104m B6104 m C9104 m D1.2105 m方法点拨： 图中显示的是雷达在发射和接收反射回来的电磁波时的两个尖形波，两个尖形波相隔4格，由于相邻刻线间表示的时间间隔为1O-4s，所以从发射到接收反射回来的电磁波的时间为410-4s，则电磁波从发射到遇到障碍物的时间应为2104 s，目标与雷达间的距离为S=vt=3108ms2104 s=6104 m。解答：正确答案是B例5有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够 （填“增强”或“减弱”）对电磁波吸收作用，秘密之二在于它的表面制成
11、特殊形状，这种形状能够 （填“增强”或“减弱” ）电磁波反射回雷达设备。方法点拨： “隐形飞机”要防止雷达发现，就必须改变外形结构，减少飞机上对雷达波的强反射面。而且隐形飞机机身主要用吸波材料制成，以减弱对电磁波的反射。解答：正确答案是增强，减弱。巩固训练（题量815道）一、选择题1联合国教科文组织将2005年定为“世界物理年”，这主要是为了纪念著名的“相对论”诞辰100 周年，该理论的提出者是 ( )A.牛顿 B.爱因斯坦 C.霍金 D.杨振宁1B2下列家用电器中应用电磁波工作的是 ( )A.电熨斗 B.电风扇 C.微波炉 D.洗衣机 2C3关于信息高速公路，下列描述错误的是 ( )A.信息
12、高速公路可以传播声音 B.信息高速公路可以传播图象C.信息高速公路可以传播文字 D.信息高速公路可以传递实物3D4图6是一台收音机的屏板，当向右调指针（图中黑块）时，所接收的电磁波A频率变大，波长变大 B频率变大，波长变小C频率变大，波长不变 D频率变小，波长变大4B5电视机换台时，实际上是在改变 ( )A.电视台的发射频率 B.电视机的接收频率C.电视台发射的电磁波的波速 D.电视机接收的电磁波的波速 5B6下列关于信息的传递的说法中,正确的是A.声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的C.摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线
13、发射传播信息 D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息 6D7关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递，接收过程，下列说法错误的是（ ）A、它们都是靠电磁波传递信息的 B、它们的发射接收过程类似C、在发射时，都要把电信号加载到频率很高的电磁波上D、移动电话和收音机、电视机一样只有接收功能，没有发射功能。 7D8能把声音和图像转化为电流的装置分别为A、耳机和摄像机 B、话筒和摄像机C、话筒和显像管 D、耳机和显像管 8B9、下列设备工作时所发出的波，不属于电磁波的是 （ ） AB超检查身体时发出的超声波 B微波炉加热食物时发出的微波 C电视发射塔发出的电波 D互联网光缆中传播的光波 9A二、填空与作图题11876年， 最早发明了电话，最简单的电话是由 和 组成的， 听筒将 信号转换成 信号；话筒是将
