第二十一章 信息的传递

第二十一章 信息的传递
第1节 现代的顺风耳——电话
【学习目标】 1.了解电话是怎样把信息传递到远方的. 2.了解电话交换机的用处. 3.了解模拟通信和数字通信的基本区别
【课前预习】 贝尔发明了电话，最简单的电话由 话筒, 1.1879年， 和听筒 组成. 2.为了完成通话，话筒与听筒之间要连上 一对电话线 ，话 筒把声音变成变化的 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 变化电流 又变成了 声音 . 3.为了提高电话线的利用率，人们发明了 电话交换机 .同 一个地区的电话都接到同一台 交换机 上，每部电话都 编上 号码 ，使用时， 交换机 把需要通话的两部电话 接通，通话完毕再将线路断开. 4.一般来说，电话与电话交换机之间传递的是 数字 信号， 电话交换机与电话交换机之间传递的是 模拟 信号.
【随堂检测】 1. 下列关于电话的话筒和听筒，说法正确的是（ B ） A．只有话筒含有电磁铁 B．只有听筒含有电磁铁 C．话筒和听筒都含有电磁铁 D．话筒和听筒都不含电磁铁 2. 关于电话的工作过程：①膜片忽松忽紧地压迫炭粒；②人对着话 筒说话时，声波使膜片振动；③电阻随电流改变；④磁体对膜片 的吸引力忽大忽小，使膜片振动；⑤在电路中产生强弱按声音振 动而变化的电流．合理的顺序是（ B ） A．①②③④⑤ B．②①③⑤④ C．②①④③⑤ D．①②③⑤④ 3. 播数字电视与以往的主要区别在于采用了数字通信手段，下列有 关数字通信的叙述错误的是（ D ） A．形式简单、抗干扰能力强 B．能方便利用电子计算机处理加工 C．保密性更强 D．传输速度较以往变慢
【例1】以下现象中不能产生电磁波的是（ ） A．闭合和断开灯的开关的瞬间 B．电冰箱启动和停机时 C．电铃工作发声时 D．用铁锤敲击铁棒时 【练习1】课本中有这样一个演示实验：打开收音机的开 关，将调谐旋钮调到没有电台的位置并将音量放大．取 一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一 端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一 极时断时续的接触（ D ） A．从收音机中能听到持续的啸叫声 B．从收音机中能听到时断时续的电台节目声 C．该实验是用来探究电池短路时电流大小的 D．该实验是用来验证电磁波的存在的
【例2】关于电磁波的波长λ、频率f和波速c的关系，由 c=λf可知（ ） A．在真空中，波长和频率成反比，频率越低，波长越长 B．波速与频率成正比，频率越高，波速越快 C．波速与波长成正比，波长越长，波速越快 D．波速是一个定值，与频率、波速无关 【练习2】小明将手机悬挂在密闭的玻璃瓶中，用抽气机 抽去瓶中的空气，打电话呼叫瓶内的手机，透过玻璃瓶 看到手机能接收到呼叫信号，这说明无线电波 能 （能 或不能）在真空中传播；你 不能 （选填“能”或“不 能”）听到瓶内手机的响铃声音，这说 明 声音不能在真空中传播 ．
【例3】关于电磁波在生活中的应用，下列说法不正确的 是（ ） A．用微波炉加热食品 B．电视信号的发射与接收 C．使用手机打电话 D．做“B超”检查
【练习3】（2014黔东南州）2014年3月8日马来西亚航空 公司的MH370航班失去联系，在失联前与地面指挥系统 是通过 电磁波 传送信息的，2014年4月14日“蓝鳍金 枪鱼”自主水下航行器开始水下搜索MH370航班，“蓝 鳍金枪鱼”自主水下航行器是通过超声波 （选填：“超 声波”或“次声波”）获得水下信息的．
【课堂精讲】 知识点1.电流把信息传到远方 （1）电话的发明：美国发明家贝尔于1876年发明. （2）电话的构造：最简单的电话是由话筒和听筒串联在电路里组 成的，话筒与听筒的构造如下表所示.
【例1】如图甲、乙，分别演示的是电话的话筒和听筒的工作过程， 下面有关这两幅图的说明中正确的是（ ）
A．甲图表现的是电话的听筒，它是利用电磁感应原理来工作的 B．甲图表现的是电话的话筒，它工作时将电能转化为机械能 C．乙图表现的是电话的听筒，它是利用磁场对电流的作用来工作 的 D．乙图表现的是电话的话筒，它工作时将机械能转化为电能
4.移动电话的声音信息由空间的 电磁波 来传递，移动 电话机既是无线电的 发射台，又是无线电的 接收 台； 你在讲话的视乎，它用 电磁波把信息发射到空中，同时 它又能在空中捕获 电磁波 ，得到对方讲话的信息.
5. 打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开 大．取一节干电池和一根导线，靠近收音机将导线的一端与电池 的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触， 会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象说明周围的空间存在 ( B) A.超声波 B.电磁波 C.X光线 D.紫外线 6. （2014河南）电磁波是一个大家族，如图是它们的家族谱．对电 磁波的认识，下列说法错误的是（ C ）
知识点3.模拟通信和数字通信
【例3】关于数字信号和数字通信，下列说法不正确的是 （ ） A．先进的电视机可实现数字通信 B．电报信号是数字信号 C．用不同数字的不同组合表示的信号叫做数字信号 D．数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理 【练习3】下列不属于数字信号的特点是（ D ） A．形式简单 B．是由不同符号组合而成 C．可以编码加密 D．信号传递时容易失真
知识点2.电磁波是怎样传播的 （1）电磁波以波的形式向四周传播，不需要介质， 可以在真空中传播. （2）电磁波是一种波，具有波的特征. ①波长：波在一个周期内传播的距离叫波长，用λ表 示，单位是米（m）. ②波速：波的传播速度，单位是米/秒（m/s） ③频率：波源一秒内振动的次数叫频率，用字母f表示， 单位是赫兹（Hz），频率反映了振动的快慢. 波的三个特征量：波长、频率和波速.其中波速和介质 有关，跟波长、频率无关.在同种介质中，电磁波的传播 速度是定值.比如，在真空中，不同频率的电磁波的传播 速度都等于光速：c=3×108m/s
【随堂检测】 1.下列现象属于利用电磁波传递信息的是（ D ） A．老师利用语言传授知识 B．盲人通过手摸识别盲文 C．邮寄贺卡表达节日祝福 D．用手机联系远方的亲友 2. （2014龙岩）在真空中传播的电磁波具有相同的（ A ） A．波速 B．波长 C．频率 D．周期 3. （2014漳州）2014年4月16，日，我国在从北京飞往成都的 CA4116航班上成功进行了全球首个4G地空宽带实验，在飞机上 实现无线高速上网．这些信号从地面到空中是通过（ A ） A．电磁波传送 B．次声波传送 C．光纤传送 D．超声波传送 4. (2014南通)关于电磁波，下列说法中错误的是( A ) A.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B.微波和无线电波都属于电磁波 C.电磁波和光波在真空中传播速度相同 D.电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场
【课堂精讲】 知识点1.电磁波是怎样产生的 电磁波的产生：迅速变化的电流能在周围的空间中产 生电磁波. 疑难解读： （1）只有变化的电流才能在周围的空间中产生电磁 波，稳恒电流则不能产生电磁波. （2）产生电磁波的装置就是电磁波的振源，它是大 小、方向变化很快的电流. （3）生活中，由于开关电器、雷电等所形成的电流 变化也会产生电磁波，不过这种电磁波的波形都是杂乱无 章的.
打电话时“占线”的主要原因：对方正在给他人打 电话；他人正在给对方打电话；对方正在给自己打电话； 对方电话未放好；电话交换机之间线路忙.
【例2】电话交换机的主要作用是（ ） A．提高线路的利用率 B．提高通信的质量 C．加快通信的速度 D．减少线路的热损失
【练习2】关于电话交换机的说法正确的是（ C ） A．电话交换机的出现，并没有提高电话线路的利用率 B．打电话时，出现“占线”一定是由于对方话机在使 用的缘故 C．早期的电话交换机依靠话务员手工操作来接线、撤 线，工作效率低 D．现代程控电话交换机利用电磁继电器进行接线
请参照此代码和上述例子，用另一组信号表达你想说的一句 话： 你相信我能行 ，其数字信号为 1、01、0、10、00．
第2节 电磁波的海洋
【学习目标】 1.知道电磁波的产生和传播. 2.知道波长、频率和波速. 3.知道电磁波在真空中的传播速度. 4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的 影响.
知识点3.电磁波的家族及应用 (1)电磁波谱：电磁波是一个“大家族”， γ射线、X射 线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都是电 磁波.电磁波谱如下图所示.
（2）电磁波的用途：不同频率的电磁波特点不同， 与我们生活的方方面面都有关系. ①在医学上：医生用射线做脑外科手术；用X射线判 断身体某部位是否出现异常 ②在通信上：利用微波及无线电波来传输信息.无线电 波被广泛应用于广播、电视、移动通信、雷达等方面 ③在生活中：我们的家庭生活中，空调、电视机等的 遥控器用的红外线，我们看书靠的是可见光，微波炉加热 食品用的是微波
【练习1】电话中的话筒和听筒的作用是（ C ） A．话筒、听筒都是把声音变成电信号 B．话筒、听筒都是把电信号变成声音 C．话筒把声音变成电信号、听筒把电信号变成声音 D．话筒把电信号变成声音、听筒把声音变成电信号
知识点2.电话交换机 两部电话要实现通话，就要架设一对电话线.为了 提高线路的利用率，人们发明了电话交换机.一个地区 的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码. 使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕 再将线路断开.
A．可见光也是一种电磁波 B．红外线比紫外线的频率低 C．真空中不同电磁波的传播速度不同 D．电磁波的频率越高，波长越短
第3节 广播、电视和移动通信
【学习目标】 1.了解无线电广播的大致工作过程. 2.大致了解电视的工作过程. 3.了解移动电话是怎样工作的.
【课前预习】 1. 无线电广播和电视的通信中，发射器是发射天线 ，接收 器是 收音 机和 电视 机.无线电波在出传播过程中， 它的波长和频率的乘积总等于 3×108 m/s，称之为无 线电波的 波速 . 2.在广播电台，话筒把播音员的 声 信号转换为 电 信 号，然后用 调制器 把音频信号加载到高频电磁波 上， 再通过 天线 发射到空中去. 3.电视用电磁波传递 图像 信号和 声音 信号.摄像机把图 像变成 电信号 ，发射机把电信号加载到频率很高的 电磁波上，通过 发射天线发射到空中，电视机接受并 把这样的高频信号取出来并放大，有 显像管 把它还 原成 图像 .