(完整版)17章電磁波與現(xiàn)代通信

1、第十七章第十七章 電磁波與現(xiàn)代通信電磁波與現(xiàn)代通信一、信息與信息傳播一、信息與信息傳播一、什么是信息？一、什么是信息？二、人類特有的三種信息二、人類特有的三種信息 三、在人類歷史上，信息和信息傳播三、在人類歷史上，信息和信息傳播活動經(jīng)歷了五次巨大的變革活動經(jīng)歷了五次巨大的變革自主學習：自主學習：閱讀課本，了解以下問題閱讀課本，了解以下問題（舉一些你身邊的有關信息的例子吧）一、信息一、信息 信息是指各種事物發(fā)出的信息是指各種事物發(fā)出的有意義有意義的消息。的消息。消息中包含的內容越多，信息量越大。消息中包含的內容越多，信息量越大。 1. 1.信息傳播信息傳播: : (1)人類特有的三種信息人類特有

2、的三種信息:語言、語言、 符號、符號、 圖像。圖像。 (2)信息與信息傳播的五次巨變信息與信息傳播的五次巨變:語言的誕生語言的誕生文字的誕生文字的誕生印刷術的誕生印刷術的誕生電磁波的應用電磁波的應用計算機技術的應用計算機技術的應用 2. 2.早期的信息傳播工具早期的信息傳播工具: : 烽火臺烽火臺驛站驛站 3. 3.現(xiàn)在的信息傳播工具現(xiàn)在的信息傳播工具: : 電話電話電視電視 電報電報信息快遞信息快遞莫爾斯電碼莫爾斯電碼 是美國人莫爾斯于是美國人莫爾斯于1844年發(fā)明的。年發(fā)明的。最早的摩爾斯電碼是最早的摩爾斯電碼是一些表示數(shù)字的點和劃。一些表示數(shù)字的點和劃。數(shù)字對應單詞，需要查找數(shù)字對應單詞

3、，需要查找一本代碼表才能知道每個一本代碼表才能知道每個詞對應的數(shù)。用一個電鍵詞對應的數(shù)。用一個電鍵可以敲擊出點、劃以及中可以敲擊出點、劃以及中間的停頓。間的停頓。 莫爾斯電碼莫爾斯電碼1234567890 請你嘗試用書本第請你嘗試用書本第63頁的方案來嘗頁的方案來嘗試自制有線電報機與接收機。試自制有線電報機與接收機。 給同桌發(fā)一則一個字的給同桌發(fā)一則一個字的“電報電報”吧！吧！玩游戲玩游戲自制有線電報機和接收機 人類存儲信息的工具基本可歸納為：早期人類存儲信息的工具基本可歸納為：早期的骨、石、竹、木制品存儲；中期的紙制品存的骨、石、竹、木制品存儲；中期的紙制品存儲；現(xiàn)代的磁存儲和光存儲。儲；現(xiàn)

4、代的磁存儲和光存儲。二、電磁波及其傳播二、電磁波及其傳播什么是波（看一看：波的特征）什么是波（看一看：波的特征） 水和繩子傳播的是凹凸相間的運動水和繩子傳播的是凹凸相間的運動狀態(tài)，彈簧傳播的是疏密相間的運動狀狀態(tài)，彈簧傳播的是疏密相間的運動狀態(tài)態(tài)周期性變化周期性變化 所有的波都是傳播所有的波都是傳播周期性變化周期性變化的的運動狀態(tài)運動狀態(tài) 1. 1.波的基本特征波的基本特征: : (1)振幅振幅a:波源偏離平衡位置的最大距離波源偏離平衡位置的最大距離.振幅單位是米振幅單位是米,它反映了波源振動的強弱它反映了波源振動的強弱.a/ms/moaa (2)周期周期t:波源振動一次所需要的時間波源振動一

5、次所需要的時間;單位單位:秒。秒。 (3)頻率頻率f:波源每秒內振動的次數(shù)波源每秒內振動的次數(shù);單位單位:赫茲赫茲(hz)。 (1)振幅振幅a:波源偏離平衡位置的最大距離。波源偏離平衡位置的最大距離。a/ms/moaa (2)周期周期t: (3)頻率頻率f:f =t1 (4)波長波長:波在一個周期內傳播的距離波在一個周期內傳播的距離;單位單位:米。米。 (5)波速波速v: 波傳播速度波傳播速度;單位單位:米米/秒。秒。v =tt =vv =f波源振動一次所需要的時間波源振動一次所需要的時間;單位單位:秒。秒。波源每秒內振動的次數(shù)波源每秒內振動的次數(shù);單位單位:赫茲赫茲(hz)。 著名的科學家著

6、名的科學家麥克斯韋麥克斯韋進一步研究了法拉第進一步研究了法拉第等人的研究成果，并把電磁感應理論推廣到了空等人的研究成果，并把電磁感應理論推廣到了空間。他認為，在變化的磁場周圍會產(chǎn)生變化的電間。他認為，在變化的磁場周圍會產(chǎn)生變化的電場，在變化的電場周圍又將產(chǎn)生變化的磁場，如場，在變化的電場周圍又將產(chǎn)生變化的磁場，如此一層層地像水波一樣推開去，便可把交替的電此一層層地像水波一樣推開去，便可把交替的電磁場傳得很遠。磁場傳得很遠。1864年，麥氏發(fā)表了電磁場理論年，麥氏發(fā)表了電磁場理論，成為人類歷史上，成為人類歷史上預言電磁波存在的第一人預言電磁波存在的第一人。 2. 2.了解電磁波了解電磁波: :

7、通過這個實驗，他得出了通過這個實驗，他得出了電磁能量可以越過空間進行傳電磁能量可以越過空間進行傳播的結論。赫茲的發(fā)現(xiàn)公布之播的結論。赫茲的發(fā)現(xiàn)公布之后，轟動了全世界的科學界，后，轟動了全世界的科學界，1887年成為了近代科學技術史年成為了近代科學技術史的一座里程碑，為了紀念這位的一座里程碑，為了紀念這位杰出的科學家，電磁波的單位杰出的科學家，電磁波的單位便命名為便命名為“赫茲（赫茲（hz）”。 那么，又有誰來那么，又有誰來證實電磁波的存在證實電磁波的存在呢呢?此人此人便是亨利希便是亨利希魯?shù)婪螋數(shù)婪蚝掌澓掌潯?887年的一天，赫年的一天，赫茲在一間暗室里做實驗。他在兩個相隔很近的茲在一間暗室里

8、做實驗。他在兩個相隔很近的金屬小球上加上高電壓，隨之便產(chǎn)生一陣陣噼金屬小球上加上高電壓，隨之便產(chǎn)生一陣陣噼噼啪啪的火花放電。這時，在他身后放著一個噼啪啪的火花放電。這時，在他身后放著一個沒有封口的圓環(huán)。當赫茲把圓環(huán)的開口處調小沒有封口的圓環(huán)。當赫茲把圓環(huán)的開口處調小到一定程度時，便看到有火花越過縫隙。到一定程度時，便看到有火花越過縫隙。 2. 2.了解電磁波了解電磁波: :b)不需要介質不需要介質,可在真空中傳可在真空中傳播播. (1)驗證電磁波的存在：驗證電磁波的存在： (2)電磁波的特性:c)金屬容器金屬容器,有屏蔽電磁波作用有屏蔽電磁波作用. (3)電磁波譜: (2)電磁波的傳播速度為：

9、電磁波的傳播速度為：3108m/sa)方向性好方向性好. 2. 2.了解電磁波了解電磁波: : 例題例題:某電磁波的波形如圖所示某電磁波的波形如圖所示,問該電磁問該電磁波的波速、波長、頻率和周期各多大？波的波速、波長、頻率和周期各多大？4.5103m=1.5103mv=3108m/sf =2105hzt=510-6s答案答案:電磁波譜主要應用在通信方面主要應用在通信方面,如雷達如雷達.導航導航.電視等電視等. (1)微波的應用：微波的應用： (2)電磁污染: 微波爐具有熱效率高微波爐具有熱效率高.速度快速度快.清潔無污染等優(yōu)點清潔無污染等優(yōu)點.“生活生活 物理物理 社會社會”三、三、現(xiàn)代通信走

10、進信息時代現(xiàn)代通信走進信息時代 1. 1.衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信: :微波的頻率在微波的頻率在300mhz3105mhz（1）原理：）原理：利用微波傳遞信號利用微波傳遞信號（2）構成：）構成： 通信衛(wèi)星和通信地面站通信衛(wèi)星和通信地面站（3）優(yōu)點：）優(yōu)點： 覆蓋面大覆蓋面大通信距離長通信距離長不受環(huán)境限制不受環(huán)境限制（4）應用：）應用：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（gps）山區(qū)的搶險救災山區(qū)的搶險救災 2. 2.光纖通信光纖通信: :1.光纖通信是以光纖通信是以激光激光為光源，以為光源，以光導纖維光導纖維為傳輸介為傳輸介質進行的通信。質進行的通信。2.原理：原理：光的反射光的反射3.優(yōu)點：優(yōu)點：傳輸容量大傳輸容量大 抗電磁干擾能力強等突出優(yōu)點抗電磁干擾能力強等突出優(yōu)點 不怕潮濕、不怕腐蝕、線路能量損失較小不怕潮濕、不怕腐蝕、線路能量損失較小4.缺點：缺點：架設線路受地理條件限制架設線路受地理條件限制 光纖易被拉斷光纖易被拉斷“信息高速公路信息高速公路” “ “信息高速