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第二节 让信息飞起来
我们家里的固定电话是用电流传递信息的,通过电话线与其他用户连接；
飞机上的飞行员要与与地面指挥员的对话可不能用电线，要用“无线电通信”。那么,无线电通信是怎样实现无线传输信号的呢？
用调频收音机与调频无线话筒之间没有任何的有形的连接，但调频收音机收到了无线电话筒发出的声音信号；靠什么来实现声音信号的传播呢？
电视机的遥控器通过红外线进行遥控
利用微波来加热食品，微波加热食品时从食品的外部和内部同时进行加热，加热比较快。
电视广播发射天线
用“X”射线拍摄的手掌骨头“X”光片
接收卫星用的碟形天线
雷达天线：把短暂的无线电脉冲发射出去，然后根据接收的反射波的方向和延时的时间，判断目标的方位和距离。雷达常用来跟踪飞机、舰船等。
太阳光、医生用的γ射线当脑部手术刀、医院病房里安装的紫外线杀菌灯、冬天人们取暖用的红外线取暖器、军事上使用的红外夜视仪等。
这些事例与电磁波有什么关系？
γ射线、X射线、可见光、紫外线、红外线、微波和无线电波都是电磁波
上面所讨论的都是电磁波应用的例子
电磁波是变化的电磁场在空中的传播，它在真空中的传播速度等于光速。光也是电磁波。其实电磁波是一个很大的家族，像红外线、紫外线等都属于电磁波，频率低的电磁波波长比较长，频率高的电磁波，波长比较短。不同频率的电磁波组成了连续的电磁波谱。电磁波谱的频率范围很广，目前也探测到的电磁波，频率约为1～1024Hz，波长约为108～10-16m
不同频率的电磁波，出自不同的辐射源，具有不同的物理特性，用途也不同。
无线电波的范围从几千米到几毫米，是一个比较宽的波段。广播、电视、通信、雷达和微波炉等都使用无线电波来工作。
可见光是波长范围从400nm至760nm的电磁波。
为什么在世界各地我们都能收看电视、收听广播、接受手机信号呢？
从图中可以看到无线电波传播的方式有卫星传播、有沿直线传播、有射向天空后被大气层的电离层反射到地面的，有沿地面传播的。无线电波通过各种途径传播，整个地球表面被各种电磁波覆盖，我们生活在电磁波的海洋里。
声音和图象是怎样传播的呢？
这有点像信鸽送信一样
调制电路是无线电发送设备的一个重要部分，它的作用是将声音信号加到电磁波上。
话筒是将声音信号转化为音频电信号
音频电信号不能直接用来发射电磁波。
天线：接收各种各样的电磁波。
调谐器：选出某一频率的电磁波（选台）。
检波器：从高频电信号中取出音频信号，放大后，送到扬声器。
扬声器：把音频电信号转换成声音。
像声波等各种机械波一样，各种电磁波都有波速、波长、频率这三个特征，
什么是波速？
波传播的快慢称为波速。
电磁波传播的速度是多大？
电磁波传播的速度等于光速（光波就是一种电磁波），在真空中电磁波波速C=3×108m/s。空气中的光速近似等于真空中的光速。
运用电磁波传递信息，信息的传播速度可以接近光速。
波长：相邻两个波峰（或波谷）间的距离，叫做波长，波长用字母λ表示。单位是m。
λ
T
波峰
波谷
λ
波是物体振动产生的，在单位时间里振动次数的多少叫做频率。用字母ν表示。
电磁波是“电磁振动”产生的。
频率的单位：赫兹，简称“赫”，符号“Hz”，常用的单位还有千赫（KHz）和兆赫兹（MHz）。
1 KHz=103 Hz 1 MHz=106 Hz
电磁波谱 频率范围ν/Hz 波长范围λ/m 用途
长波 104～105 30000～3000 越洋长距离通信和导航
中波 103～1.5×106 3000～200 无线电广播
中短波 1.5×106～6×106 200～50 电报通信
短波 6×106～3×107 50～10 无线电广播、电报通信
米波 3×107～3×108 10～1 调频无线电广播
微波 3×108～3×1011 1～0.001 电视、雷达、无线电导航及其他专门用途
可见光的波长和无线电波的波长的范围是多少？
可见光的波长：0.4μm~0.7μm； 无线电波的波长：0.001～3000m。
γ射线、X射线、可见光、紫外线、红外线、微波和无线电波按波长从大到小如何排列？按频率从大到小又如何排列？
猜一猜电磁波的波长和频率之间有什么关系？
结论：电磁波的频率和波长成反比。频率和波长的乘积等于光速。
C=λν
C： 光速， 单位：m/s； λ：波长 单位：m ν：频率， 单位：Hz
课时作业设计
1、将信息搭载在 上传递，就能实现无线电传播。
2、下列家用电器和通信设备中，没有利用电磁波工作的是 （ ）
A、微波炉 B、移动电话 C、电视机 D、电饭锅
3、电视机的开启和关闭可以用遥控器实现，遥控器遥控电视机的是 （ ）
A、红光 B、红外线 C、紫光 D、紫外线
4、720MHz= Hz
电磁波
D
B
7.2×108
A
B
D
C
B
A
C
D
5、可见光是一定频率范围的电磁波。在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，因此，可见光中频率大的是 光；在真空中，黄光的传播速度 绿光的传播速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）
6、γ射线、红外线、紫外线、可见光、 X射线、微波和无线电波按波长从大到小的排列。
7、我国电视频道是这样划分的：1～12频道的频率是52.5～219MHz，波长是5.71～1.37m；13～57频道的频率是474～794MHz，波长是0.663～0.378m，将各对应的无线电波的频率和波长相乘看看会得出什么结论？
紫
等于
无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、 γ射线。
频率和波长相乘的积等于光速。
8、当打开或关闭电灯时，在附近的收音机中听到“喀喀”的杂音，这些杂音是电路通断时发出的 被收音机接收而产生的，由此可见，电磁波的传播也是能量的 。
9、电磁波的利用给人们带来了哪些便利？人们生活在电磁波的海洋里，又会受到哪些负面影响呢？
电磁波
传播
答：电磁波在通信、医疗、工业、农业等方面都得到了广泛的应用；为我们的生活到来了许多方便。电磁波的使用会产生电磁污染，已被认为是继大气污染、水污染、噪声污染、固体废弃物污染后的又一大污染。当电磁波辐射达到一定强度时，会导致控制系统和信息系统的失控，也会引发头痛、失眠、记忆衰退等症状的产生。
作业：
P132页1、2(共32张PPT)
第三节 踏上信息高速公路
前面学习，我们了解了信息怎样传递。那么，怎样大容量、高速度传递信息呢？人们通过建设“信息高速公路”来实现。
“信息高速公路”源于1993年美国政府提出“国家信息基础建设”计划，该计划预计在二十年内建设一个连接全美的超高容量、超高速的信息网络。其初步目标是把美国的普通家庭和每一间教室、每一所医院、每一个图书馆都连接起来，用户能够在任何时间和地点互通声音、图象、文字和数据的信息。我国也提出了自己的“信息高速公路”的计划，即拟在实现国民经济信息化、无纸化和电子交易的“金桥”、“金关”、“金卡”的“三金工程”和光缆工程计划。各国政府大力建设“信息高速公路”是因为信息传输手段的现代化将会使极大促进国民经济的发展，使人们的工作、学习、生活方式发生根本的变化。
1、光导纤维简称光纤，是传输光的介质。
光纤
2、信息高速公路上信息传输方式有两大类。有线传输：包括金属电缆传输和光纤传输；无线传输：微波传输、卫星传输、移动通信等。
1、可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络就是信息高速公路。
信息高速公路
注意：操作时光纤的一端垂直放置在手电筒的玻璃板上。这样能观察到不同颜色的光通过光纤传播，从光纤的另一端传出来。
2、按课文第143页“迷你实验室”介绍的方法，做实验观察不同色光在光纤中传输的现象。
回答以下几个问题：
（1）光纤的基本结构？
光纤很细，有内外两层结构，内外层所用的材料的折射本领不一样。
（2）光在光纤中如何传播？
光在光纤内层传播，传播到内外层界面发生反射，折回内层继续传播。
（3）运用光纤传播信息有哪些好处？
光波的频率远高于电池波的频率，光波所运载的信息量远大于无线电波，光纤抗干扰能力强，信号在光纤中传播损耗小。
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。
电话网的结构由什么构成？
现代电信网络
电话网由光纤通信、微波通信、卫星通信、移动通信等组成。
将图中所示的电话网分解为有线网和无线网进行分析。
（1）有线网：固定电话、数据终端、传真机等终端用户与电信局、微波中继站、卫星地面站通过电话线或光缆接成有线网；地面站与地面站通过光缆连接。
（2）无线网：通信卫星、卫星地面站、微波中继站、无线寻呼机、无线电话组成无线网。
有线网和无线网连接组成现代电话网。
现代电话网传输的各种信息
现代电话网传输的信息包括：声音、图文及其他各种数据。
什么是卫星通信
该图是一种比较简单的卫星通信系统图。某地球站A（可以是地面、也可以是海上或空中）通过定向天线朝着空间站（通信卫星）方向发射的无线电信号，首先被通信卫星天线所接收，经过卫星转发器放大和变换后，由卫星天线转发给另一个地球站B，当地球站B接收到信号后，就完成了从A站到B站的信息传递过程。
微波通信怎样传输信息
从电磁波谱可以看到微波的波长接近光波，因此传输性质很像光波，大致沿直线传播，由于地球呈球状，因此，每隔50km左右，就要建一个微波中继站接收并放大微波信号，使微波继续传送。
移动通信
移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段，现在许多人都用手机打电话，手机是人们随身携带的不用电话线或光缆连接的移动电话。
移动通信从过去简单的无线电对讲机或广播方式发展成为一个把有线、无线融为一体，固定、移动相互连通的全国规模，甚至全球范围的通信系统。
移动电话即是无线电发射台，又是无线电接收台；你讲话的时候，它用电磁波把信息发射动空中，同时它又能够在空中捕获电磁波，得到对方的信息。但移动电话功率很小，发射和接收信息的距离很近，需要靠基地台的转接。大家如果注意观察，就会看到城市一些高楼屋顶架设天线，有相当一部分就是移动电话天线。某一区域内移动通信的基地台通常按蜂窝的构造布局。
蜂窝构造布局可以在基地台数量一定的情况下使移动电话信号的覆盖面积达到最大，效益最高。因而。有时移动电话又称为“蜂窝电话”。
比较电缆通信、微波通信、光纤通信、卫星通信。
1、电缆通信：容量有限、线路损耗大，每隔几km就要中继站才能继续传播。
2、微波通信：它较一般电缆通信具有易架设，建设周期短等优点。但由于只能沿直线传播，限制了在地面较远距离的传播，需要每隔50km左右，就要建一个微波中继站接收并放大微波信号，才能继续传送。
3、光纤通信：传输信息容量很大、传输速率快、保密性、抗干扰能力强、而体积和重量在传输同样的信息容量下，仅为电缆的几万分之一。
4、卫星通信：卫星通信通信距离远，覆盖面积广，不受地理条件限制，可以大容量传输，建设周期短，可靠性高。只要三颗通信卫星卫星发射的电波基本上就可以覆盖全球。
因特网
计算机网络这个名称我们已经很熟悉了，我们许多同学都有上网经历。人们通过网络收看世界各地新闻、收发电子邮件、玩网络游戏、可以在网上和其他同学交流、可以进入网上博物馆、网上图书馆、教育网站查阅各种学习资料、2003年“非典”流行时期，北京等一些地区实行网上教学，许多中小学学生在网络上进行学习、网上医院使异地病人得到国内外高水平名医的诊治，及时传递信息，挽救病人的生命……
在从多的网络中，因特网（Internet）是当今世界最大的、开放的、由从多计算机网络互连而成的网络。实际上就是一个大型的计算机通信网络，是一个由许多计算机网络通过通信线路或电磁波互相连接起来的网络。
它提供了极为丰富的信息资源和应用服务，用户可以随时从网上选用世界各地的信息和技术资源。随着万维网（WWW）的出现，扫清了用户入网的困难和障碍。它使大批不熟悉网络的用户也能十分方便地、快捷地从网上获取所需的各种信息资源，还能借此传递信息或发布自己的信息。
全球卫星定位系统由三大部分组成。该系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星组成卫星星座。 21+3 颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为 11 小时 58 分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为 55 度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（ DOP ）。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS 卫星已发展至 Block II 型式的定位卫星， 由 Rockwell International 制造，在轨道上重量约 1,900 磅，太阳能接收板长度约 17 呎，于 1994 年完成第 24 颗卫星的发射。因此目前太空中有 24 颗 GPS 卫星可供定位运用，绕行地球一周需 12 恒星时，每日可绕行地球 2 周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。
你带着GPS去探险，再也不会在走失了。
课时作业设计
1、信息高速公路是指可以交流各种信息的 、 的通信网络。
2、用光纤传输信息与电磁波比较的优点是 （1） ； （2） ； （3） 。
3、现代通信主要由以下几部分组成 （ ）
卫星通信、微波通信、光纤通信、移动通信地 卫星通信、微波通信、移动通信、广播、电视 卫星通信、微波通信、移动通信 卫星通信、微波通信、光纤通信
大容量
高速度
容量大
损耗小
抗干扰能力强
A
A
B
C
D
4、由于微波只能沿直线传播，且传播过程会衰减，因此远距离传输微波信号时要
5、移动电话机相当于 （ ）
无线电发射台 无线电接收台 既是无线电发射台也是无线电接收台 以上都不是
6、某一电子信箱的地址是jianhua@.cn。其中.cn表示的意思是 （ ）
服务器名 用户名 因特网的标志 以上都不是
建立中继站接收并放大信号，继续传诵。
C
A
B
C
D
B
A
D
C
A
作业：
P137页作业(共39张PPT)
第一节 感受信息
我们每天都生活在信息的世界里，那么我们是通过哪些途径获取信息的呢？
同学们在家里打开电视，当天的国际、国内所发生的各种重大事件即刻就可以了解到；
古人梦想的“千里眼”和“顺风耳”如今都成为了现实。
阅读第126页～127页有关内容，了解信息记录（储存）技术的进步历程。
信息记录（储存）技术的进步发展历程
记录信息的材料
评价
单凭大脑记忆
脑细胞
相对记忆的信息量较小再现时发生变化的可能性大
文字记录
早期石器、甲骨、陶瓷、青铜、竹简、木牍、锦帛
后期以纸为主
由于印刷术的进步，存储信息密度相对较大，阅读、传播较方便。
靠缓慢、吃力的手工劳动，效率低、体积大，限制了信息的传播
光、磁记录（摄影、录音、录像、计算机录入、网上下载
胶卷、磁盘、光盘、硬盘等
信息存储密度高，体积小，容易保存和流通，但必须借助一定的设备收看、收听
文字记录与文字发展是相辅相成的，因为有了造纸术和印刷术，文字的记录和发展才得以广泛的传播。
光、磁记录也是与光、磁记录材料的发展，记录的技术和设备的发展相辅相成的
手势
旗语
信息传递技术的进步
烽火
驿马
信鸽
灯塔
邮递
电话
电报
广播
电视
数字电话
光纤
传真机
信息技术的进步历程
信息传递方法、技术
评价
远古时代
古代
近代
现代
用手势
近距离传递简单信息
用烽火台、驿马和信鸽
较远距离传递简单信息，信息容量小，速度慢。
信件邮递、电话、电报等
较远距离传递信息，信息容量较小，信件邮递速度慢，电话、电报传递速度快。
广播、电视、数字电话、传真、因特网等应用了光纤、微波和通信卫星技术等
传递距离远，传递速度快，效率高。因特网等传递信息容量大
人类经历了五次信息变革
获得语言
创造文字
应用电报、电视和电话
发明造纸和印刷术
应用网络技术
由于电的使用，人们就想使用电来传送信息，19世纪30年代莫尔斯发明了电报，为人类打开了电信的大门。
假设把电铃取掉，触点与软铁棒始终接通，在铃锤敲铃的位置放置一个墨盒，墨盒与铃锤之间有一条纸带，纸带能自爱墨盒与铃锤之间匀速前进。
电源接通一下，铃锤就字纸带上打一个点；电源连续接通，铃锤就在纸带上打上一条线，电源没有接通纸带上就是空白。
以上实际就是有线电报的原理。改造后的电铃相当于电报的脉冲发生器，纸带山记录的就是脉冲信息。
莫尔斯电码就是用脉冲和长脉冲（点和划）代表字母，信息以莫尔斯电码的形式沿电缆传送出去。
S
S
O
随着社会的发展，电报这种信息传递方式已经被先进的各种数字传输技术取代，但它在信息传输历史上的作用是不可磨灭的。
19世纪70年代贝尔发明了电话，利用电信号将人们的语言从一个地方传导另一个地方，从此，人类信息传递技术进入了一个新的时代
键盘
用来输入电话号码。按键盘数字键，信号就会被传送出去，电话交换机就会根据这些信号接通所要拨打的电话。
话筒：输入人们所要发送出去的语言信号。
听筒：输出人们所要接收的语言信号。
电话机工作原理
话筒：人们说话时，使空气发生振动，推动话筒的膜片随声音的高低发生振动，从而压缩碳粒一紧一松，使流过碳粒的电流随声波的强度大小发生变化，这样把强度不同的声波变成了相应大小的电信号。
听筒：当对方强弱不同的电信号传到听筒后，电磁铁将电信号变成膜片的强弱不同的振动，把传输的声音还原出来。
电话机的工作原理：
振动
产生变化的电流
振动
电话经过100多年的发展，已从单一的话机发展到现在的数字电话，移动电话、可视电话。功能越来越齐全。成为现代人类生活中不可缺少的工具
课时作业优化设计
1、烽火、驿马、信鸽是古代人们 的方式。
2、人的大脑是 的信息存储器。
3、文字的出现使人类记录的方式发生了根本性的变化,早期人们将文字记录在
上,这种缓慢、吃力的手工劳作，不合适的记录材料，限制了信息的传播。
4、中华祖先发明了 和 术，由此、用文字记录和传播信息的技术水平大大提高，加速了知识和思想的传播，加快了文明的进程。
传递信息
天然
石器、甲骨、陶瓷、青铜器
竹简、木牍、锦帛
造纸
印刷
5、现代人们用 、 等可移动存储介质方便地保存和传递计算机中的信息。
6、甲骨、竹简、纸张、计算机软盘这四种信息存储材料中，存储信息炼最大的是 。
7、有线电报，信息是以 的形式沿电缆传递出去的。
8、最简单的电话是由 和 两部分组成；话筒是将 信号转变成 的电流，听筒是将 转化成声音信号。
9、信 息 存 储 和 传 播 技 术 的 革 新 、 发 展 离不开 的 发 展。
磁盘
光盘
计算机软盘
莫尔斯电码
话筒
听筒
声音
变化
变化的电流
科学技术
作业：
P129页请提问课件运行说明：
在运行《感受信息》时。第34张幻灯片的“话筒”要点击4次或先点其他按钮
都可以运行，最好是上课前先运行一次也行。
在运行《让信息飞起来》时。第21张幻灯片在刚刚打开时会有声音，但不会
继续运行，也不影响上课。
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