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1、精选优质文档-倾情为你奉上第二十一章 信息的传递第一节：现代顺风耳电话1、电话1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号）2、电话交换机为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。3、模拟通信和数字通信模拟信号：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做模拟信号，使用模拟信号的
2、通信方式叫做模拟通信。数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。 模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。 在电话与交换机之间一般传递模拟信号，在交换机之间传递数字信号。第二节：电磁波的海洋电磁波的产生导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样， c=3108m/s =3105km/s电磁波波速、波长和频率f的关系：（1）波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距
3、离。（2）频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1 MHz=103 kHz 1 kHz=103 Hz 1 MHz=106 Hz（3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。（4）波长、频率和波速的关系c=f = f =。（5）电磁波的波长与频率f成反比。电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。无线电波特点：无线电波的波长从几毫米道几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括：长波、中波、短波、微波等，各个波段的无线电波
4、有各自的传播方式和用途，如下表所示。波段波长频率传播方式主要用途长波30000m3000m10 kHz100 kHz地波超远程无线电通信和导航中波3000m200m100 kHz1500 kHz地波和天波调幅（AM）、无线电广播、电报中短波200m50m1500 kHz6000 kHz短波50m10m6 MHz30 MHz天波微波米波（VHF）10m1m30 MHz300 MHz近似直线传播调频（FM）、无线电广播、电视、导航分米波（UHF）10dm1dm300 MHz3000 MHz直线传播移动通信、电视、雷达、导航厘米波10cm1cm3000 MHz30000 MHz毫米波10mm1mm3
5、0000 MHz MHz 第三节：广播、电视和移动通信电磁波是传递信息的载体。无线电通信系统由发射装置和接收装置两大部分组成。1、无线电广播信号的发射和接受：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。2、电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成，接收由电视机完成。3、移动电话：移动电话由空间的电磁波来传递信息。移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。4、音频、视频、射频和频道：由声音变成的电
6、信号，它的频率跟声音相同，在几十赫到几千赫之间，叫做音频信号。由图像变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力很差，需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上，才能发射到天空中，这种电流的频率更高，这种更高频率的电流教做射频电流。不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰；这一个个不同的频率范围就叫做频道。第四节：越来越宽的信息之路信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越高，在相同时间内传输的信息就越多。1、微波通信微波的波长在10m1mm之间，频率在30 MHz 3105MHz之间。微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地
7、球绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。2、卫星通信通信卫星相当于微波通信的中继站。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。3、光纤通信光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，由内芯和外套两部分组成。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。光纤通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。4、网络通信目前使用最频繁的网络通信形式
8、是电子邮件。服务器名，其中“cn”是China的缩写，表示这个服务器是在中国注册的。例如：用户名世界上最大的计算机网络，叫做因特网。计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。第十七章 能源与可持续发展第一节 能源家族1. 化石能源：煤、石油、天然气。2. 生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能。所有生命物质中都含有生物质能。3. 一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如风能、太阳能、地热能和核能。二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。4. 不可再生能源：凡是
9、越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如化石能源、核能。可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水的动能、风能、太阳能、生物质能。5. 按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。第二节 核能1. 核能：原子核在分裂和聚合的过程中，可以释放出惊人的能量，这就是核能。2. 核裂变l 裂变：用中子轰击比较大的铀核时，铀核变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这个过程就是裂变。l 链式反应：在裂变过程中，会同时产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他
10、的原子核，这一过程不断进行下去，于是裂变能持续下去，并释放更多的核能，这就是链式反应。l 应用：核反应堆、原子弹。l 核电站：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的。l 原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的。3. 核聚变l 聚变：如果将质量很小的原子核，如氘核和氚核，在超高温度下结合成新的原子核，会释放出更大的能能，这就是聚变。聚变又称热核反应。l 应用：氢弹（不加控制的核聚变）l 核聚变释放的能量更多，目前人类还无法控制核聚变。第三节 太阳能1. 在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。2. 大部分太阳能以热和光的形式向
11、四周辐射除去。3. 我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。4. 太阳能的利用： 利用集热器加热物质（太阳能转化为内能）； 用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化为电能）。5. 目前利用太阳能方面存在的困难： 分散，不便于集中使用； 功率变化较大，不稳定； 利用时转换效率太低。第四节 能源革命1. 人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，就是所谓的能源革命。2. 能源革命的轨迹：利用天然能源（太阳能、风能、水能）钻木取火蒸汽机的发明利用电能利用核能等新能源。3. 能量的转化和转移具有方向性。第五节 能源与可持续发展1. 21世纪的能源趋势：由于世界
12、人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗量持续增长，特别是近40年以来，能耗增长速度明显加快，而目前人类的主要能源仍是化石能源。2. 能源消耗对环境的影响：人类在能源革命的进程中给自己带来了便利，也给自己带来了麻烦，主要表现为大量燃烧化石能源，使得空气污染和“温室效应”加剧；一些欠发达国家过分依靠柴薪能源，加剧了水土流失和土地沙漠化。3. 未来的理想能源必须满足以下四个条件： 必须足够丰富； 必须足够便宜，多数人用得起； 相关技术必须成熟；必须足够安全，不会严重影响环境。4. 解决能源紧张的途径：由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长，因此人类必须不断地开发和利用新能源，同时增强节能意识，不断提高能源的利用率，这是目前解决能源紧张的重要途径。5. 我们对待化石能源的态度：减少使用。专心-专注-专业
