第十五章怎樣傳遞信息——通信技術(shù)簡(jiǎn)介

一、電磁波1.產(chǎn)生：___________能在周圍的空間中產(chǎn)生電磁波.2.傳播：可以在______中傳播，不需要介質(zhì).變化的電流真空3.特征(1)波速(c)：電磁波___________________；電磁波在真空中的傳播速度是c=__________m/s.(2)波長(zhǎng)(λ)：相鄰兩個(gè)_____________的距離，單位是___.(3)頻率(f)①定義：電磁波每秒內(nèi)向前傳播的________.②單位及換算：1MHz=____Hz,1kHz=____Hz.(4)波速、波長(zhǎng)、頻率之間的關(guān)系：_______.每秒向前傳播的距離3.0×108波峰或波谷間波長(zhǎng)數(shù)106103c=λfm【活學(xué)巧用】電磁波的產(chǎn)生與接收看電視節(jié)目時(shí)，如果閉合房間內(nèi)電燈的開(kāi)關(guān)，電視屏幕上會(huì)出現(xiàn)成串的不規(guī)則的雪花點(diǎn)，這是由于閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中的_______迅速變化，因此就產(chǎn)生了_______，被電視接收到．提示：當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中的電流由有到無(wú)，變化的電流在空間激起電磁波；產(chǎn)生的電磁波被電視機(jī)接收，干擾了正常的畫(huà)面，于是屏幕上會(huì)出現(xiàn)成串的不規(guī)則的雪花點(diǎn).答案：電流電磁波

二、廣播和電視1.廣播(1)利用_______傳遞聲音信息.(2)電磁波的發(fā)射在_________完成，接收由_______完成.2.電視(1)利用_______傳遞圖像和聲音信息.(2)電磁波的發(fā)射由_______完成，接收由_______完成.電磁波廣播電臺(tái)收音機(jī)電磁波電視臺(tái)電視機(jī)三、現(xiàn)代通信技術(shù)1.移動(dòng)通信(1)由_______傳遞信息(2)工作方式：手機(jī)→基地臺(tái)→_________→另一基地臺(tái)→另一手機(jī)2.網(wǎng)絡(luò)通信(1)用戶的計(jì)算機(jī)接到交換機(jī)和服務(wù)器上組成_______,再進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全世界的連接，成為_(kāi)______.(2)作用：可傳送_________，也能實(shí)現(xiàn)_________.電磁波交換中心局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)電子郵件可視電話3.光纖通信(1)定義：利用______，在光纖中傳遞信息的一種通信方式.(2)優(yōu)點(diǎn)：光纖傳輸信號(hào)能量損失___，抗干擾能力___，信息容量___，保密性好.4.衛(wèi)星通信(1)定義：用__________作為微波中繼站的一種通信方式；(2)條件：在地球周圍某一高度上均勻布置______同步衛(wèi)星就可實(shí)現(xiàn)全球通信；(3)應(yīng)用：為船舶、飛機(jī)導(dǎo)航的_____________系統(tǒng).

激光小強(qiáng)大通信衛(wèi)星三顆全球衛(wèi)星定位一、電磁波的特征及應(yīng)用1.三個(gè)特征：波長(zhǎng)、頻率和波速，它們之間的關(guān)系為ｃ=λf.(1)電磁波在同種介質(zhì)中的傳播速度相同，與波長(zhǎng)和頻率無(wú)關(guān).由公式可知，此時(shí)電磁波的波長(zhǎng)和頻率成反比關(guān)系，即頻率越高，波長(zhǎng)越短；頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng).(2)一種確定的電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，而它的頻率不變.由公式c=λf可知，波長(zhǎng)改變．

2.應(yīng)用(1)廣播電視、衛(wèi)星通信、光纖通信、移動(dòng)通信等是以電磁波為信息載體的.(2)可見(jiàn)光、不可見(jiàn)光都是電磁波，它們的應(yīng)用相當(dāng)廣泛.(3)所有射線，如X射線、γ射線也都是電磁波，在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛.

【中考警示】區(qū)分電磁波和聲波(1)傳播介質(zhì)不同.電磁波可以在真空中傳播，而聲音靠介質(zhì)傳播，不能在真空中傳播.(2)傳播速度不同.例如，在空氣中，電磁波傳播的速度遠(yuǎn)大于聲速.(3)傳遞信息量不同.電磁波傳遞的信息量較大，而聲波傳遞的信息量較小.【延伸拓展】電磁污染1．種類(1)天然電磁污染源，如雷電、火山噴發(fā)、地震和太陽(yáng)黑子活動(dòng)的磁暴都能產(chǎn)生電磁干擾.(2)人為電磁污染源，如大功率輸電線路、無(wú)線電或射頻設(shè)備工作過(guò)程產(chǎn)生的電磁輻射.

2.危害(1)干擾電視的收看，使圖像不清或變形，并發(fā)出令人難受的噪聲；干擾通信系統(tǒng)工作，使飛機(jī)導(dǎo)航儀表發(fā)生錯(cuò)誤和偏差，影響地面站對(duì)人造衛(wèi)星、宇宙飛船的控制.(2)電磁輻射對(duì)人體危害程度因波長(zhǎng)而異，波長(zhǎng)愈短對(duì)人體作用愈強(qiáng)，微波作用最為突出.處于中、短波頻段電磁場(chǎng)(高頻電磁場(chǎng))的操作人員，經(jīng)受一定強(qiáng)度與時(shí)間的暴露，將產(chǎn)生身體不適感，嚴(yán)重者引起神經(jīng)衰弱，如心血管系統(tǒng)的植物神經(jīng)失調(diào).3.防護(hù)(1)安設(shè)電磁屏蔽裝置：安裝屏蔽裝置，使有害的電磁強(qiáng)度降低到容許范圍內(nèi)，這種裝置為金屬材料的封閉殼體.(2)其他綜合性的防治對(duì)策，如工業(yè)布局合理，使電磁污染源遠(yuǎn)離居民稠密區(qū)；改進(jìn)電氣設(shè)備；在近場(chǎng)區(qū)采用電磁輻射吸收材料或裝置；實(shí)行遙控.【典例1】(2011·鞍山中考)某電臺(tái)的電磁波波長(zhǎng)為3m，則它的頻率是_______MHz.電磁波的家族成員很多，有無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線等，它們與人們的生活息息相關(guān)，電視機(jī)遙控器是利用_________來(lái)工作的.【精講精析】此題考查電磁波的波長(zhǎng)、波速與頻率的關(guān)系和頻率不同單位的換算關(guān)系.電磁波的波速一定，c=3×108m/s，與波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系是c=λf，波長(zhǎng)與頻率成反比，則電臺(tái)電磁波的頻率是f==1×108Hz=100MHz.電視機(jī)遙控器發(fā)出的是紅外線，對(duì)電視機(jī)進(jìn)行遙控.答案：100紅外線二、現(xiàn)代通信技術(shù)1.移動(dòng)通信：傳遞信息的載體是微波，其波長(zhǎng)在1m～1mm之間，頻率在300MHz～3×105MHz之間.主要用于廣播、電視、移動(dòng)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、加熱等方面.2.衛(wèi)星通信：傳遞信息的載體是微波.通信衛(wèi)星相當(dāng)于微波中繼站，因此能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送信息，并且通信容量大、干擾小、質(zhì)量好、功效高.

3.光纖通信：傳遞信息的載體是激光，屬于有線通信.其優(yōu)點(diǎn)是：傳輸損耗小、傳輸距離長(zhǎng)、容量極大、不受電磁干擾、通信質(zhì)量高、保密性好.4.網(wǎng)絡(luò)通信：傳遞信息的載體是互聯(lián)網(wǎng)，即利用有線通信線路和無(wú)線通信(電磁波)來(lái)傳遞計(jì)算機(jī)信號(hào).優(yōu)點(diǎn)：能傳輸文字、圖像和聲音，并且有交換性，能高速傳輸和處理.【中考警示】(1)移動(dòng)通信以電磁波為信息載體，而有線電話是以電流為信息載體.(2)微波的傳播特性與光波相近，沿直線前進(jìn)，因而利用微波沿地球表面?zhèn)鬏斝盘?hào)時(shí)，需要建立中繼站；衛(wèi)星通信可認(rèn)為是以地球同步衛(wèi)星為中繼站的通信方式.

【延伸拓展】全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)是一個(gè)能夠快速提供精確的位置和時(shí)間等信息的系統(tǒng)，全球通用、全天候服務(wù).GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：(1)空間段：GPS衛(wèi)星.在太空中有24顆帶有原子鐘的衛(wèi)星組成一個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)，分別分布在6條離地面2萬(wàn)公里以上、傾斜角為55°的地球準(zhǔn)同步軌道上，每條軌道上有4顆衛(wèi)星.GPS衛(wèi)星每隔12小時(shí)繞地球一周，使地球上任一地點(diǎn)能夠同時(shí)接收7顆～9顆衛(wèi)星的信號(hào).(2)地面段：地面監(jiān)控系統(tǒng).保證空間原子鐘的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，并完成導(dǎo)航數(shù)據(jù)的計(jì)算.(3)用戶段：GPS信號(hào)接收機(jī).GPS系統(tǒng)最初是由美國(guó)陸海空三軍于20世紀(jì)70年代聯(lián)合研制的，它的主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要部署.現(xiàn)在GPS系統(tǒng)的應(yīng)用不僅局限在軍事領(lǐng)域內(nèi)了，而是發(fā)展到汽車導(dǎo)航、大氣觀測(cè)、地理勘測(cè)、海洋救援、載人航天器防護(hù)探測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域.

【典例2】(2012·綿陽(yáng)中考)下列關(guān)于信息傳遞的說(shuō)法，正確的是()A.聲、光和電磁波都能夠傳遞信息B.無(wú)論何種信息的傳遞都需要介質(zhì)C.固定電話、移動(dòng)電話、廣播和電視都是利用導(dǎo)線中的電流傳遞D.微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信都是利用無(wú)線電波【思維導(dǎo)圖】掌握固定電話、移動(dòng)電話、廣播、電視、微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信及網(wǎng)絡(luò)通信的載體是解決此題的關(guān)鍵，可按以下思路：【精講精析】選A.本題考查信息傳遞的相關(guān)知識(shí).聲、光和電磁波都可以傳遞信息，A項(xiàng)正確；光、電磁波的傳播不需要介質(zhì)，真空也能傳播，B項(xiàng)錯(cuò)誤；固定電話是利用導(dǎo)線中的電流傳遞信息的，移動(dòng)電話、廣播和電視屬于無(wú)線通信，是利用電磁波傳遞信息，C項(xiàng)錯(cuò)誤；光纖通信利用光的反射傳遞信息，D項(xiàng)錯(cuò)誤.一、電磁波及其應(yīng)用1.(2012·南通中考)以下說(shuō)法中正確的是()A.電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場(chǎng)B.電磁波的傳播需要介質(zhì)C.電磁波的頻率越高,波長(zhǎng)越大D.聲吶是利用電磁波工作的【解析】選A.本題考查電磁波的特性.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁波就是變化的電磁場(chǎng)，A正確；電磁波可以在真空中傳播，所以B錯(cuò)誤；根據(jù)公式c=λf，因?yàn)椴ㄋ僖欢ǎㄩL(zhǎng)與頻率成反比，則頻率越高，波長(zhǎng)越短，C錯(cuò)誤；聲吶是利用超聲波來(lái)工作的，其原理是回聲定位，D錯(cuò)誤.2.(2011·株洲中考)關(guān)于電磁波在生活中的應(yīng)用，下列說(shuō)法不正確的是()A.用微波爐加熱食品B.電視信號(hào)的發(fā)射與接收C.使用手機(jī)打電話D.做“B超”檢查【解析】選D.微波是一種電磁波，它很容易被含有水分的物質(zhì)吸收而轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，微波爐就是利用這一原理加熱物體的；電磁波還可以傳遞信息，電視就是通過(guò)發(fā)射與接收無(wú)線電波傳遞電視信號(hào)的；使用手機(jī)打電話也是通過(guò)電磁波傳遞聲音信號(hào)的；做“B超”檢查利用的是超聲波.3．(2011·新疆中考)電視機(jī)換臺(tái)時(shí)，實(shí)際上是在改變()A．電視臺(tái)發(fā)射電磁波的頻率B．電視臺(tái)發(fā)射電磁波的波速C．電視機(jī)接收電磁波的頻率D．電視機(jī)接收電磁波的波速【解析】選C.由于每一個(gè)電視臺(tái)對(duì)外發(fā)射的電磁波的頻率是不一樣的，給電視機(jī)換臺(tái)時(shí)，實(shí)際上是在改變電視機(jī)接收電磁波的頻率，故選項(xiàng)C正確.4.(2012·廣東中考)電磁波在真空中的傳播速度是3×108____(填單位)；電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其頻率就越___；電磁波____(選填“能”或“不能”)在空氣中傳播.【解析】本題考查電磁波的有關(guān)知識(shí).電磁波的傳播不需要介質(zhì)，能在真空中傳播，傳播速度是3×108m/s.電磁波的波速相同，由電磁波的波長(zhǎng)、頻率與波速的關(guān)系c=λf知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)時(shí)頻率越小.答案：m/s小能5．(2010·煙臺(tái)中考)某電磁波的波形如圖所示．則該電磁波的波長(zhǎng)是____________，頻率是____________.【解析】?jī)上噜彶ǚ?或波谷)之間的距離叫做波長(zhǎng)，用λ表示，單位是米(m).圖中電磁波的波長(zhǎng)是0.02m×2=0.04m；由波速c、波長(zhǎng)λ、頻率f之間的關(guān)系c=λf可得f==7.5×109Hz.答案：0.04m7.5×109Hz二、現(xiàn)代通信技術(shù)6.(2011·宜昌中考)關(guān)于光纖通信，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.光纖通信中使用的“導(dǎo)線”是光導(dǎo)纖維B.光纖通信中使用的“導(dǎo)線”是金屬導(dǎo)線C.在光纖中光是經(jīng)過(guò)多次反射向前傳播的D.采用光纖通信在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸大量信息【解析】選B.本題考查光纖通信的相關(guān)知識(shí).光纖通信中使用的“導(dǎo)線”是光導(dǎo)纖維，不是金屬導(dǎo)線，以激光為載體在光纖中多次反射將大量信息傳向遠(yuǎn)方.7.(2012·茂名中考)關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信，下列說(shuō)法正確的是()A.光纖通信傳輸?shù)男畔⒘亢艽螅饕糜跓o(wú)線電廣播B.移動(dòng)電話靠電磁波傳遞信息C.電磁波的波長(zhǎng)越大，頻率越高D.電磁波的應(yīng)用對(duì)人類有利無(wú)害【解析】選B.本題考查電磁波和現(xiàn)代通信.光纖通信的傳輸信息量大，主要用于傳遞信息而不是用于無(wú)線電廣播，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；移動(dòng)電話發(fā)射和接收信息都是靠電磁波來(lái)進(jìn)行的，故B選項(xiàng)正確；電磁波的波長(zhǎng)與頻率乘積等于光速，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波的使用給人類帶來(lái)好處的同時(shí)，其電磁輻射污染越來(lái)越引起人們的關(guān)注，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.8.(2012·福州中考)現(xiàn)在車輛常安裝GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接收器，可用來(lái)接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的精確定位和導(dǎo)航.衛(wèi)星向GPS接收器傳送信息是通過(guò)()A．激光