四.越來(lái)越寬的信息之路.ppt

講五分鐘的故事和放映五分鐘的電影 兩者所傳遞的信息量是不一樣的 五分鐘的語(yǔ)言只能簡(jiǎn)單描述人的相貌 衣著和事件的梗概 而五分鐘的電影 除此之外還能展現(xiàn)故事地點(diǎn)的山川和天氣 人物衣服的質(zhì)地和顏色 主人公的容貌和嗓音等許許多多細(xì)節(jié) 因此 電視廣播與聲音廣播相比 在相同時(shí)間內(nèi)要傳送更多的信息 導(dǎo)入新課 1 知識(shí)與技能常識(shí)性了解衛(wèi)星通信 光纜通信 網(wǎng)絡(luò)通信 2 情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí) 了解科技為人類帶來(lái)的便利 提高學(xué)科學(xué)的興趣 教學(xué)目標(biāo) 1 微波通信2 衛(wèi)星通信3 光纖通信4 網(wǎng)絡(luò)通信 本節(jié)導(dǎo)航 1 微波通信 微波 波長(zhǎng)在10m 1mm之間 頻率在30MHz 300000MHz之間的電磁波 優(yōu)點(diǎn) 頻率高 信息傳遞的效率高 可以同時(shí)開(kāi)通大量的頻道 穿透性好 缺點(diǎn) 傳播近似直線 不能沿地球表面?zhèn)鞑?在地面的傳播距離短 這樣顯然不行 對(duì)方肯定收不到 那怎么辦呢 想想有什么辦法 這樣每隔50km左右建設(shè)一個(gè)微波中繼站 把上一站傳來(lái)的信號(hào)處理后 再發(fā)射到下一站去而且 信號(hào)傳遞的距離越遠(yuǎn) 需要的中繼站就越多 但在遇到雪山 大洋 根本無(wú)法建設(shè)中繼站時(shí) 又該怎么辦呢 能不能利用地球的衛(wèi)星 月球進(jìn)行微波中繼通信呢 月球是地球的衛(wèi)星 可以反射微波 但它離我們太遠(yuǎn)了 38萬(wàn)千米 信號(hào)衰減 時(shí)間延遲 而且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)同時(shí)見(jiàn)到月亮?xí)r 才能完成這兩點(diǎn)間的通信 顯然利用月球是不現(xiàn)實(shí)的 那么你還能想到什么辦法呢 2 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信 利用衛(wèi)星做中繼站的微波通信方式 通信衛(wèi)星大多是同步衛(wèi)星 同步衛(wèi)星 公轉(zhuǎn)周期與地球自傳周期相同的衛(wèi)星 從地球上看 它好像懸掛在空中靜止不動(dòng) 優(yōu)點(diǎn) 覆蓋范圍廣 只要三個(gè)衛(wèi)星就可以讓信號(hào)覆蓋全球 用三顆同步地球衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信 在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星 就覆蓋了幾乎全部地球面 可以實(shí)現(xiàn)全球通信 它們就像幾個(gè)太空微波中繼站 從一個(gè)地面站接收的電信號(hào) 經(jīng)過(guò)處理 再發(fā)送到另一個(gè)或幾個(gè)地面站 現(xiàn)在通過(guò)衛(wèi)星電視 一個(gè)地方出現(xiàn)的突發(fā)事件 全世界的人們兒乎可以立刻看到現(xiàn)場(chǎng)的畫(huà)面 通信衛(wèi)星 板狀的兩翼是太陽(yáng)電池板 它把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能 供衛(wèi)星使用 蝶形天線用來(lái)接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào) 我們已經(jīng)知道 電磁波的傳播速度等于光速 實(shí)際上光也是一種電磁波 與電磁波相比 光的頻率更高 如果用光來(lái)通信 這條 高速公路 要比短波 微波的 公路 寬出百萬(wàn)倍 千萬(wàn)倍 但如何實(shí)現(xiàn)光通信呢 普通的光源夾雜了許多不同波長(zhǎng) 頻率 的光 難以用它攜帶信息 1960年 美國(guó)科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器 它能產(chǎn)生頻率單一 方向高度集中的光 激光 這才使得用光進(jìn)行通信的幻想得以實(shí)現(xiàn) 但是激光用于實(shí)際的通信 并不像手電筒照亮房間那么簡(jiǎn)單 通信用的激光一般在特殊的管道 光導(dǎo)纖維里傳播 3 光纖通信 光纖通信 利用頻率更高的光波進(jìn)行信息傳遞 優(yōu)點(diǎn) 頻率高 信息傳遞的效率高 可以同時(shí)開(kāi)通大量的頻道 穿透性好 但普通的光不可以 發(fā)散性 不單一激光 頻率單一 方向集中 可以用來(lái)傳遞信息 那么什么是光纖呢 電話機(jī) 電視攝像機(jī) 電端機(jī) 光端機(jī) 電話機(jī) 電視接收機(jī) 電端機(jī) 光端機(jī) 光纜 信息發(fā)送端 信息接收端 把大塑料瓶用不透光的紙包上 瓶的側(cè)壁開(kāi)個(gè)小孔 塑桿瓶?jī)?nèi)盛滿水 水中有一個(gè)光源 當(dāng)水從小孔流出時(shí) 你會(huì)看到光隨著彎曲的水流照到地面 在地面產(chǎn)生一個(gè)光斑 這就是光纖的原理 光從光異纖維的一端射入 在內(nèi)壁上多次反射 從另一端射出 這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方 光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲 通常數(shù)條光纖一起敷上保護(hù)層 制成光纜 用來(lái)傳遞電視 電話等多種信息 由于光的頻率很高 在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸大量信息 光導(dǎo)纖維 4 網(wǎng)絡(luò)通信 網(wǎng)絡(luò)通信 把計(jì)算機(jī)連在一起 實(shí)現(xiàn)信息共享 電子郵件因特網(wǎng) 1 微波通信 微波的波長(zhǎng)在10m 1mm之間 頻率在30MHZ 3 105MHZ之間 微波在空間中近似直線傳播 不能沿地球表面繞射 微波通信必須每隔50km左右建立一個(gè)中繼站 把上一站傳來(lái)的信號(hào)放大處理后再傳遞到下一站繼續(xù)傳送 小結(jié) 微波通信的頻率高 傳遞性信息容量大 且中繼站使用計(jì)算機(jī)控制 出現(xiàn)故障能自動(dòng)倒換和報(bào)警 被廣泛應(yīng)用于無(wú)線電通信 廣播 電視和導(dǎo)航 在地球赤道平面上空同步軌道上均勻地配置三顆同步衛(wèi)星 即可實(shí)現(xiàn)全球通信 衛(wèi)星通信不但能遠(yuǎn)距離傳遞信息 而且容量大 所受干擾小 質(zhì)量好 功效高 2 衛(wèi)星通信 用地球同步衛(wèi)星做微波通信的中繼站 3 光纖通信 光纖通信是靠頻率單一 方向高度集中的激光在光導(dǎo)纖維中多次反射來(lái)輸送信號(hào)的一種通信方式 4 網(wǎng)絡(luò)通信 計(jì)算機(jī)可以處理大量信息 把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起 可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信 目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件 1 微波是頻率在 MHz至 MHz之間的電磁波 微波的性質(zhì)與 更接近 大致也是沿 傳播 微波 選填 能 或 不能 沿地球表面繞射 所以必須每隔 km左右要建設(shè)一個(gè) 把傳來(lái)的信號(hào)處理后再傳出去 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信 2 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 使人們實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星通信之夢(mèng) 衛(wèi)星通信就是利用 做微波通信的中繼站 30 1 105 直線 不能 50 中繼站 衛(wèi)星 光 鞏固練習(xí) 3 在地球上空均勻配置 顆 衛(wèi)星 就覆蓋了幾乎全部地球表面 從而實(shí)現(xiàn)了4 實(shí)際上 光也是一種比微波頻率更高的電磁波 而激光則是頻率 方向 的光 3 同步 單一 單一 5 下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法中不正確的是 A 同步衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和地球自轉(zhuǎn)的周期一樣B 同步衛(wèi)星可作為轉(zhuǎn)播微波的中轉(zhuǎn)站C 同步衛(wèi)星的速度與電磁波的傳播速度相同D 要使世界上任何一個(gè)地方的電視節(jié)目都可以傳送到全世界 至少要有三顆同步衛(wèi)星 C 6 關(guān)于應(yīng)用激光的下列描述中錯(cuò)誤的是 A 利用激光進(jìn)行通信B 利用激光進(jìn)行長(zhǎng)距離精確測(cè)量C 利用激光加工堅(jiān)硬材料D 利用激光進(jìn)行普通的室內(nèi)照明 D 1 由題可知往返路程為2 36000Km 72000Km電磁波速度 c 30000