第十章 信息的传递

二 电磁波的海洋
1.电磁波是怎样产生的？
导体中电流的迅速变化 变化的电场(电流)→变化的磁场→变化的电场(电 流)………. 2.电磁波是怎样传播的？a 可以在真空中传播,不需要介质. 在真空中传播的速度: C=300000 000 m/S
C=λ f
C-传播速度 m/s f-频率 单位 HZ 波长越短，频率越高。
第十章信息的传递
一.现代的顺风耳—电话 二.电磁波的海洋 三.广播、电视和移动通讯 四.越来越宽的信息之路
一.微波通讯
信 息 的 传 递
二.卫星通讯
三.光纤通讯
四.网络通讯
如何把信息传到远方
一.信息的传播: 主要通过符号（文字、数字、图形、图象等） 或信号（语言、手势、电磁波等）载体传播。
古代：
听筒---从对方话筒处传来按声音振动而强弱变化的 电流时,听筒中的电磁体对膜片的吸引力时大时小, 使膜片振动起来,发出和对方说话相同的声音.听 筒将电流信号变为声音信号.
电话机的工作原理

话筒:
声音 膜片振动 碳盒电阻变化 电流变化

听筒:
声音 膜片振动 电磁铁磁场变化 变化电流
动手动脑学物理

烽火、快马、信鸽、口信等方式。
现代：
电话、电报、广播、电视等方式。
一.现代的顺风耳—电话

观察电话机,有哪几部分构成?
电话博物馆
电话的组成:电源、话筒、听筒
话筒的构造：炭精盒、膜片 话筒---对着话筒讲话时,声音产生的声波引起话筒 中膜片振动,膜片时松时紧地压挤碳粒使其电阻时 大时小地变化,在电路中就产生了按声音振动变化 的电流. 听筒的构造：电磁体、膜片
电磁波的海洋
名称 长波
中波
频率 10kHz ~ 100kHz
100kHz ~ 1500kHz
波长
主要用途 超远程通信
中短波 1500kHz~6000kHz
短波 微波 6 MHz ~ 30MHz 30MHz~300 kMHz
无线电广播 电报 电视,宇航通信
动手动脑学物理
2.短波,中波,长波这三种电磁波,在真空中传播速 度最快的是( ) A.短波 B.中波 C.长波 D.三者一样
越来越宽的信息之路

电视的工作过程: 移动电话的工作过程: 微波通信 卫星通信 光纤通信 网络通信


三.广播、电视和移动通讯
一.无线电广播 二.电视 三.移动通讯
无线电广播
移动通讯
电视
电磁波的发射与接收
无线电波的发射
无线电波的接收
构成物质的三要素
信息的定义
一.信息的定义: 1. 通常指知识、消息、情报、指令、密码等。 2. 科学定义：信息是描述不确定性减少的量， 即两次不确定性的差。
3.短波,中波,长波这三种电磁波,频率最大的是( ) A.短波 B.中波 C.长波 D.三者一样
1，解：短波、中波、长波是按波长来分类的电磁 波，电磁波在真空中的传播速度是一定的， 3×108m/s．故A、B、C错误． 故选D．
2，长波、中波和短波都属于电磁波，波速相同．由 公式c=λf可知，电磁波的波速一定，频率与波长成 反比，波长最短的频率最大． 解答：解：长波、中波和短波都属于电磁波，电磁波 的波速是相同的，频率与波长成反比，波长最短的短 波频率最大． 故选A
动手动脑学物理

小明家在广州,他想给北京的小李打电话,可 电话在占线,可能的原因有(D) A.小李家正在用电话 B.有人正在给小明家打电话 C.广州与北京正在通话的用户太多 D.以上皆有可能
解：A、表哥家的电话没放好，就好像电 话正在通话，所以显示的当然是忙音； B、表哥家电话若和别人通话，当然显示的 是忙音； C、电话之间的通话都是通过电话交换机来 实现的，若通话用户比较多时，电话交换机 不能将这两部电话接通，就会显示忙音； D、上述情况电话都是忙音．
C
2.下列部件.不应该安装在听筒里面的是( ) A.永久磁铁 B.螺线管 C.碳粒盒 D.薄铁片 【解析见下页】
1，解析：电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应．发生电流的热效 应时，电能主要转化为内能． 电流流过导体时，导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应． 解答：解：电灯、电烙铁、电热毯工作时，电能转化为内能．不符合题意． 电话工作时，电流流过电磁铁，电磁铁有磁性，吸引衔铁，引起振动，产生声音，属于 电流的磁效应．符合题意． 故选B． 2，解析：下列部件装在话筒里的有 BC，装在听筒里的有 ADE． A、永磁体； B、用碳精片制成的振动膜； C、碳粒； D、螺线管； E、用薄铁片制成的振动膜． 解：话筒中有振动的膜片和随声音跳动的碳粒，人们对话筒讲话时，膜片随着声音的高低 而发生振动，从而压缩碳粒一松一紧，把把声音转化为变化电流信号． 听筒里有电磁铁和膜片，当对方强弱不同的电信号传到听筒后，电磁铁便把电信号变成膜 片的振动，把传输的声音还原出来．
四.越来越宽的信息之路
一.微波通讯
二.卫星通讯
三.光纤通讯
四.网络通讯
两年过去了，贝尔与青年助手沃特森，经过无数次的 试验都失败了。有一天，贝尔正在锁眉沉思时。隐隐传来 一阵“吉他”的曲调，他侧耳凝神。听着，听着，豁然醒 悟。原来，他们的送受话器灵敏度太低，所以声音微弱， 难以辨别。“吉他”的共鸣启发了聪明的年轻人。贝尔马 上设计了一个助音箱的草图，一时找不到材料，就把床板 拆了下来，连夜赶制，接着又改装机器。一切准备就绪后， 贝尔在实验室里，将门关闭，沃特森在隔着几个房间的另 一端，贝尔对着送话器呼唤起来：“听见了吗?沃特森。” 沃特森喜不自禁，急呼“贝尔!我听见了!听见了!”这时， 两人欣喜若狂，向对方奔走，热泪盈眶，互相拥抱起来。 两个敢作敢为的青年，克服重重困难，终于把电话变成了 现实。 贝尔趁热打铁，经过改良，半年以后制成了世 界上第一台可供实用的电语机。又过两年。于1878年。贝 尔在波士顿和纽约间进行了首次长途电话通话成功。
为什么要用电话交换机? 为了提高线路的利 用率,人们发明了电话交换机. 问题一:有５部电话机，如果任意两部都 能互相接通，需要多少对电话线？10
问题二:如果用电话交换机,只需要多少对 电话线？5
电话交换机
作用：提高线路的利用率
发展:
人工操作 电磁继电器控制 电脑程序控制
最早的电话机
1875年，世界上第一台电话机问世。这台电话机的发明 人，是一位苏格兰青年，名叫亚· 贝尔。贝尔22岁时被聘 为美国波士顿大学的语言教授。有一天，贝尔在实验时， 却意外地发现一个有趣的现象：当电流导通和截止时，螺 旋线圈会发出噪声。这个细节一般人是不会留意的，贝尔 却是有心人。他重复几次，结果都一样。贝尔茅塞顿开， 一个大胆的设想在脑海中出现，“在讲话时，如果我能使 电流强度的变化模拟声波的变化，那么用电传送语言不就 能实现了吗?”这个思想后来成了贝尔设计电话的理论基础。 他决计去求教当时大物理学家约瑟夫· 亨利，亨利热情地 支持他，说：“贝尔，你有了一项了不起的发明理想，干 吧!”
故选D．
模拟通讯与数字通讯
模拟信号：
信号电流的频率、振幅与声音的频率、振幅对应。
数字信号：
用不同符号的不同组合来表示的信号。 数字通讯的优点:
不易失真, 抗干扰能力强, 方便电脑处理, 容易加密
动手动脑学物理
1.下列用电器中,利用电流的磁效应工作的是(B) A.电灯 B.电话 C.电烙铁 D.电热毯 【解析见下页】


三、计算题 1．从地球向太阳发出的电磁波，约经1000s 后反射回地球，试根据以上数据计算地球与太阳 间的距离。 2.我国第一颗人造卫星 用20.009兆HZ和19.995兆HZ的频率 发送无线电波.求它们的波长各是多少?
动手动脑学物理
1.某电台的频率是1062kHz,它的波长是多少? 已知: f=1062kHz=1.062*106Hz, c=3.0*108m/s. 求: λ 解: 根据c= λ ·f 得 λ = c/f =……= 282.5 m 答:
一.电磁波的产生
迅速变化的电流激的传播不需要介质
三.电磁波的参数
频率 f ( 单位:赫兹 Hz ) 波长 λ 波速 c (真空中c=3.0*108m/s)
c= λ· f
电磁波谱
按频率高——低排列：
γ射线、x射线、紫外线、可 见光、红外线、微波、无线电 波。 用途： γ射线 作脑手术（可 灭癌细胞） 改良种子 X射线 ： 透视 探伤 紫外线 ：杀菌、帮助钙吸收 红外线： 遥感技术、自动控 制、测温仪 微波 ：电视、雷达、无线电 导航等
λ-波长 m
电磁波的波形图
电磁波谱
按频率高——低排列：
γ射线、x射线、紫外线、可 见光、红外线、微波、无线电 波。 用途： γ射线 作脑手术（可 灭癌细胞） 改良种子 X射线 ： 透视 探伤 紫外线 ：杀菌、帮助钙吸收 红外线： 遥感技术、自动控 制、测温仪 微波 ：电视、雷达、无线电 导航等
二.电磁波
电磁波的利与弊
• 人类生活在电磁波的海洋之中,电磁波给人类带来了新的 世界,但也给人类灾难：



我国每年出生2000万儿童中,有35万为缺陷儿, 其中25万为智力缺陷.有关专家认为,电磁波的污染 威胁最大。 美国马里兰州1969-1982年间,有951名男子 死于脑瘤,死者多数为电子工程师和”手机”频繁 使用者 著名国际象棋大师尼古拉与一台超级电脑下棋时, 连胜三局后突然死亡,其杀手是电脑释放的电磁波