人教版九年級(jí)物理下冊(cè)課件第21章信息的傳遞

第21章信息的傳遞小提示：教學(xué)課件后的習(xí)題課件有答案顯示第1節(jié)現(xiàn)代順風(fēng)耳——電話自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、最簡(jiǎn)單的電話是靠

沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)方，電話是1876年由

發(fā)明的。2、為了提高線路的利用率，人們發(fā)明了電話交換機(jī)。早期的電話交換機(jī)是依靠

手工操作；1891年出現(xiàn)了

，它通過(guò)

進(jìn)行接線，現(xiàn)代的程控電話交換機(jī)利用了

技術(shù)。3、利用電流來(lái)模仿聲音特性而生成的信號(hào)稱為

，用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)稱為

。電流貝爾話務(wù)員自動(dòng)電話交換機(jī)電磁繼電器電子計(jì)算機(jī)模擬信號(hào)數(shù)學(xué)信號(hào)古代傳遞信息飛鴿傳書

政府配置的驛站、民間代捎書信

以特殊聲音，如鐘聲，鼓聲，鞭炮聲等傳遞信息以燈光，火光，如孔明燈，烽火等傳遞信息

飛鴿傳書家書抵萬(wàn)金烽火戲諸侯情景導(dǎo)入生成問(wèn)題現(xiàn)代傳遞信息有線通信：電話、電報(bào)、電視

無(wú)線通信：收音機(jī)、對(duì)講機(jī)

數(shù)字化通信：互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電視

紙張通信：書信、報(bào)紙

1876年貝爾發(fā)明了電話1892年，貝爾在紐約至芝加哥的電話開(kāi)通儀式上自研互學(xué)生成新知1882年，磁性壁掛電話美軍在越南戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)使用的移動(dòng)電話1969年，可視電話女孩說(shuō)話的聲音是如何傳到男孩耳朵中的？一、電話的組成及作用將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)話筒：聽(tīng)筒：（一）話筒1、話筒結(jié)構(gòu)：話筒里有一個(gè)金屬盒，里面裝滿碳粒，上面蓋有一個(gè)膜片.

2、話筒特點(diǎn)：碳粒之間的接觸不緊密，整體的電阻隨膜片的壓緊程度而改變.

3、當(dāng)對(duì)著話筒講話時(shí)，膜片時(shí)緊時(shí)松的壓迫碳粒，它們的電阻隨之變化，流過(guò)碳粒的電流就會(huì)相應(yīng)改變，于是就形成了隨聲音變化的電流信號(hào)。4、聲信號(hào)電信號(hào)（二）聽(tīng)筒聽(tīng)筒內(nèi)有一個(gè)磁鐵，磁鐵上繞有線圈，前面有一個(gè)薄鐵膜片。由于磁鐵的吸引，薄鐵膜片有些彎向磁極，在電話接通時(shí)，聽(tīng)筒和對(duì)方話筒相當(dāng)于串聯(lián)在一個(gè)電路中，當(dāng)從話筒傳來(lái)按說(shuō)話聲音振動(dòng)而強(qiáng)弱變化的電流時(shí)，磁鐵對(duì)膜片的吸引力發(fā)生了強(qiáng)弱變化，使膜片振動(dòng)起來(lái)，在空氣中形成聲波，就可以聽(tīng)到對(duì)方講話了。電信號(hào)聲信號(hào)2．電話的工作原理女孩的話筒男孩的聽(tīng)筒女孩說(shuō)話話筒膜片振動(dòng)炭盒電阻變化回路電流變化磁性強(qiáng)弱變化

聽(tīng)筒膜片振動(dòng)男孩聽(tīng)到聲音3．電流把信息傳到遠(yuǎn)方電話的原理說(shuō)話時(shí)聲帶振動(dòng)而發(fā)出聲音→引起介質(zhì)空氣振動(dòng)→空氣振動(dòng)而引起話筒內(nèi)的碳粒忽松忽緊→導(dǎo)致電路中電阻忽大忽小→引起電路中電流忽大忽小→在另一段，磁鐵對(duì)膜片的吸引力因電流變化而發(fā)生了強(qiáng)弱變化→引起聽(tīng)筒的膜片振動(dòng)→在空氣中形成聲波→空氣振動(dòng)引起耳膜振動(dòng)→聽(tīng)到說(shuō)話人的聲音.工作原理：話筒把聲信號(hào)變成變化的電流，電流沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)方，在另一段，電流使聽(tīng)筒的膜片振動(dòng)，攜帶信息的電流又變成了聲音。動(dòng)畫演示：電話聽(tīng)筒與話筒的工作原理（1）需要多少條電話線？（2）怎樣才能減少電話線的數(shù)量？想一想畫一畫甲乙二、電話交換機(jī)動(dòng)畫演示：利用交換機(jī)減少電話線數(shù)量發(fā)明電話交換機(jī)，提高線路效率電話交換機(jī)工作示意圖程控電話交換機(jī)和操作臺(tái)電話交換機(jī)原理：一個(gè)地區(qū)的電話都接到了同一臺(tái)交換機(jī)上，每部電話都編上號(hào)碼（即電話號(hào)碼）接到交換機(jī)上使用時(shí)，交歡機(jī)把需要通話的兩部電話接通，通話完畢將線路斷開(kāi)。如果在一臺(tái)交換機(jī)與另一臺(tái)交換機(jī)之間連接上若干對(duì)電話線，則兩個(gè)不同的交換機(jī)的用戶也就能互相通話了。1．模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)電話信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。（1）模擬信號(hào)以電話信號(hào)為例：在話筒將聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流時(shí)，電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣。三、數(shù)學(xué)信號(hào)和模擬信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)：在話筒將聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流時(shí)，這種信號(hào)電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲音信號(hào)的“一舉一動(dòng)”。這種電流傳遞的信號(hào)叫做模擬信號(hào)，使用模擬信號(hào)的通信方式叫做模擬通信。特點(diǎn)：模擬信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸和多次加工、放大的過(guò)程中，信號(hào)電流的波形會(huì)改變，從而使信號(hào)丟失一些信息，表現(xiàn)為聲音、圖像的失真，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使通信中斷。

（2）數(shù)字信號(hào)

以電報(bào)信號(hào)為例：用點(diǎn)“·”和畫“—”的組合代表各種數(shù)字，一定的數(shù)字組合代表一個(gè)漢字。1·－－－－A·－2··－－－B－···3···－－C－·－·4····－D－··5·····E·…………

發(fā)聲、發(fā)光的長(zhǎng)短，電壓、電流的有無(wú)，數(shù)字0和1，磁體的N、S極等不同符號(hào)信息都可組成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)：用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫數(shù)字信號(hào)。這種通信方式叫做數(shù)字通信。特點(diǎn)：通常的數(shù)字信號(hào)只包含兩種不同的狀態(tài)，形式簡(jiǎn)單，所以抗干擾能力特別強(qiáng)。數(shù)字信號(hào)還可以通過(guò)不同的編碼進(jìn)行加密。1、電話是______國(guó)人_____在_____年發(fā)明的。2、最簡(jiǎn)單的電話機(jī)是由____和____組成的，其中把聲信號(hào)變成電信號(hào)的是_____，把電信號(hào)變成聲信號(hào)的是______,_____里有一個(gè)永磁體。3、一部電話機(jī)通常要和多部電話機(jī)通話，為了提高線路的利用率，人們發(fā)明了______。4、________________________叫做模擬信號(hào)，______________________________叫做數(shù)字信號(hào)，你家的電話是使用_________信號(hào)的。-美貝爾1876話筒聽(tīng)筒話筒聽(tīng)筒聽(tīng)筒電話交換機(jī)模仿著要傳送信息的信號(hào)用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)數(shù)字當(dāng)堂演練達(dá)成目標(biāo)第2節(jié)電磁波的海洋自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、導(dǎo)線中電流

會(huì)在空間激起電磁波。閉合家中客廳里電燈的開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)正在工作的電視機(jī)的畫面出現(xiàn)“雪花”，這是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)閉合時(shí)產(chǎn)生了

。2、電磁波的傳播

（選填“需要”或“不需要”）介質(zhì)，電磁波

（選填“能”或“不能”）像聲波一樣被反射。3、廣播、電視、和移動(dòng)電話是利用

來(lái)傳遞信息。迅速變化電磁波不需要能電磁波飛機(jī)上的飛行員與地面指揮員的對(duì)話不可能用電線，那么是怎樣進(jìn)行聯(lián)系的呢？我們每天聽(tīng)收音機(jī)或看電視，也沒(méi)有電線直接通向電臺(tái)或電視臺(tái)，我們又是怎樣接收到信號(hào)的呢？情景導(dǎo)入生成問(wèn)題精彩的電視節(jié)目極大地豐富了我們的生活一、電磁波與我們的生活自研互學(xué)生成新知基地臺(tái)的天線通過(guò)電磁波傳遞手機(jī)信號(hào)接手機(jī)雷達(dá)設(shè)備在軍事、氣象等方面有廣泛的應(yīng)用。通信衛(wèi)星已經(jīng)滲透到現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域。通信衛(wèi)星木桿的上下振動(dòng),通過(guò)水使振動(dòng)向外傳播形成水波.二、電磁波是怎樣產(chǎn)生的在打開(kāi)的收音機(jī)的附近，讓電池的負(fù)極與一根銼良好接觸，正極連接一根導(dǎo)線，拿著導(dǎo)線頭，讓它們與銼接觸，并在銼面上滑動(dòng)．提問(wèn)：為什么附近工作的收音機(jī)會(huì)發(fā)出“喀喀”聲？實(shí)驗(yàn)：電磁波的存在電磁波的產(chǎn)生

當(dāng)導(dǎo)體或電路中的某處有迅速變化的電流時(shí)，在該處就會(huì)產(chǎn)生一種電磁振蕩，在周圍空間就會(huì)產(chǎn)生向外傳播的電磁波．三、電磁波是怎樣傳播的◆1.電磁波在空間是向各個(gè)方向傳播的．◆2.德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)：電磁波傳播的速度等于光速：在真空中3×108m/s．空氣中和在真空中近似．[聯(lián)想]：由電磁波傳播的速度等于光速你能得到什么猜想？光就是一種電磁波！◆3.電磁波的頻率由導(dǎo)體內(nèi)每秒電流方向變化的次數(shù)決定．◆4.聲波、水波是必須要有傳播介質(zhì)的，電磁波的傳播卻不需要?jiǎng)e的媒介可以在真空中傳播，這是電磁波與聲波重大區(qū)別之一．四、波長(zhǎng)、頻率和波速電磁波的波長(zhǎng)、頻率和波速，滿足：波速=波長(zhǎng)×頻率即:

c=λf

時(shí)間t波長(zhǎng)λ不同頻率（或不同波長(zhǎng)）的電磁波的傳播速度都相同，頻率較大的電磁波波長(zhǎng)較短．760nm400nm

可見(jiàn)光紅外線

紫外線

射線X射線長(zhǎng)波無(wú)線電波頻率Hz波長(zhǎng)m短波無(wú)線電波1001021041061081010101210141016101810201022102410810410010-410-810-1210-16

電

磁

波

譜為了對(duì)各種電磁波有更全面地了解，人們按照波長(zhǎng)或頻率的順序把這些電磁波排列起來(lái)，這就是電磁波譜波段波長(zhǎng)頻率主要用途長(zhǎng)波3×104～3×103m10～102kHz超遠(yuǎn)程通信中波3×103～2×102m102～1．5×103kHz無(wú)線電廣播電報(bào)中短波2×102～50m1．5×103～6×103kHz短波50～10m6×103～30×103kHz微波10～10-3m3×104～3×108kHz電視、宇航通信五、無(wú)線電波的劃分及應(yīng)用1.電磁波的產(chǎn)生：由迅速變化的電流而產(chǎn)生

A:以波的特征傳播2.電磁波的傳播：B:不需要介質(zhì)

C:波速，波長(zhǎng)，頻率的

概念及關(guān)系c=λ?f3.電磁波的應(yīng)用：通訊，導(dǎo)熱，照明，治病等課堂小結(jié)系統(tǒng)歸納1．當(dāng)導(dǎo)體中有_____

時(shí)，在它的周圍空間就會(huì)產(chǎn)生____

。2．電磁波在真空中的傳播速度等于______

m/s，這個(gè)速度與______在真空中的傳播速度相同。迅速變化的電流電磁波3×108光當(dāng)堂演練達(dá)成目標(biāo)3．甲、乙兩電磁波，甲的波長(zhǎng)較短，則甲的頻率

（選填“較小”或“較大”）。4．我國(guó)1～12電視頻道的波長(zhǎng)范圍是1.37～5.71m，那么它們頻率的范圍應(yīng)是______～______MHz。5．波長(zhǎng)為300m的電磁波屬于（）A．長(zhǎng)波B．中波

C．短波D．微波較大53219B第3節(jié)廣播電視和移動(dòng)通信自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、無(wú)線廣播信號(hào)的發(fā)射通常由

完成，基本流程如下：話筒把廣播員的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后用

把信號(hào)加載到

，再通過(guò)

產(chǎn)生電磁波發(fā)射到空中；信號(hào)接收由

來(lái)完成。2、電視臺(tái)用

同時(shí)傳遞圖像信號(hào)和聲音信號(hào)。電視機(jī)用

還原圖像，用

還原聲音。3、移動(dòng)電話既是無(wú)線電

臺(tái)又是無(wú)線電

臺(tái)；它體積小，功率不大，通話時(shí)要靠固定的

轉(zhuǎn)接。廣播電臺(tái)調(diào)制器高頻電流上天線收音機(jī)電磁波顯示器揚(yáng)聲器發(fā)射接收基地臺(tái)聲音和圖像是怎樣從電（視）臺(tái)傳來(lái)的？情景導(dǎo)入生成問(wèn)題

1．無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射由廣播電臺(tái)完成一、無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射和接收自研互學(xué)生成新知?jiǎng)赢嬔菔荆簾o(wú)線電廣播的工作過(guò)程麥克風(fēng)——將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)調(diào)制器——將音頻電信號(hào)加載到高頻電流上天線——產(chǎn)生電磁波將高頻載波信號(hào)發(fā)射到空中

2．收音機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)的接收與還原天線——接收各種各樣的電磁波調(diào)諧器——選擇需要電臺(tái)的載波信號(hào)（解調(diào)）解調(diào)——從載波信號(hào)中復(fù)原音頻信號(hào)揚(yáng)聲器——將音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音學(xué)校的電視演播室電視用電磁波傳遞圖像和聲音信號(hào)。二、電視的發(fā)射和接收

1．圖像信號(hào)工作過(guò)程攝像機(jī)——將圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)發(fā)射機(jī)——將電信號(hào)加載到頻率很高的電流上天線——將高頻信號(hào)發(fā)射到空中高頻振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩電流

信號(hào)發(fā)射機(jī)房聲音信號(hào)圖像信號(hào)發(fā)射天線

2．電視接收機(jī)工作過(guò)程接收機(jī)——取出并放大圖像和音頻電信號(hào)顯示器——復(fù)原圖像信號(hào)天線——接收包含聲、像信息的高頻信號(hào)音頻放大——將微弱音頻電信號(hào)放大并輸出手機(jī)既是無(wú)線電發(fā)射臺(tái)又是無(wú)線電接收臺(tái)。

1．移動(dòng)電話：（發(fā)射接收二合一）三、移動(dòng)電話手機(jī)和手機(jī)通過(guò)基地臺(tái)進(jìn)行溝通手機(jī)和座機(jī)借助基地臺(tái)進(jìn)行交流基地臺(tái)手機(jī)座機(jī)工作區(qū)域在幾十米至幾百米的范圍。座機(jī)接在市話網(wǎng)上，相當(dāng)于小型基地臺(tái)。2．無(wú)繩電話設(shè)立基地臺(tái)的原因手機(jī)體積小，發(fā)射功率不大，天線簡(jiǎn)單，靈敏度不高，要實(shí)現(xiàn)正常的通話，需要固定的無(wú)線電臺(tái)轉(zhuǎn)接——基地臺(tái)，它與電話交換機(jī)相連。城市中高大建筑物上常?？梢钥吹揭苿?dòng)通信基地臺(tái)的天線。想想議議1、廣播是通過(guò)話筒把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成

，經(jīng)

加載到高頻電磁波上，再通過(guò)

發(fā)射到空中，由收音機(jī)還原成聲音。2、無(wú)線電通信就是利用

來(lái)傳遞

信號(hào)和

信號(hào)的。電信號(hào)調(diào)制器天線電磁波聲音圖像當(dāng)堂演練達(dá)成目標(biāo)3、把聲音和圖像轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的是（）

A、耳機(jī)、攝像機(jī)B、話筒、攝像機(jī)

C、話筒、顯像管D、耳機(jī)、顯像管4、收音機(jī)、手機(jī)、電視機(jī)三種常用電器中，既能接受電磁波，又能發(fā)射電磁波的是（)A、手機(jī)B、收音機(jī)

C、電視機(jī)D、都可以BA5、4G（第四代數(shù)字通訊技術(shù)）手機(jī)不僅能傳遞聲音信息還能無(wú)線上網(wǎng)，4G手機(jī)傳遞信息是通過(guò)哪種波實(shí)現(xiàn)的（）

A、超聲波B、次聲波

C、紅外線D、電磁波6、下列是無(wú)線電廣播接收過(guò)程的幾個(gè)步驟，其合理順序是（填序號(hào)）

。

A、調(diào)諧選擇所需要接收的電磁波

B、接收無(wú)線電波

C、解調(diào)器取出音頻信號(hào)

D、揚(yáng)聲器放出聲音

BACD

D第4節(jié)越來(lái)越寬的信息之路自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、信息理論表明：作為載體的電磁波，頻率越

，在相同的時(shí)間內(nèi)傳播的信息就越

。2、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)主要靠

通信、

通信和

通信三種方式。人們還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)入

通信這個(gè)信息高速公路，在全球范圍內(nèi)使信息得到高速共享。3、在光纖通信中，用來(lái)傳遞信息的光應(yīng)該是頻率單一，方向高度集中的

。高多微波衛(wèi)星光纖網(wǎng)絡(luò)激光情景導(dǎo)入生成問(wèn)題講5分鐘故事看5分鐘電影哪一種獲取的信息更多一些呢？信息理論表明：作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。相同時(shí)間內(nèi)，電視廣播比電臺(tái)廣播能傳遞更多的信息。微波信號(hào)的波長(zhǎng)在10m～1mm之間;微波信號(hào)的頻率在30MHz～3×105MHz之間。一、微波通信自研互學(xué)生成新知微波幾乎沿直線傳播微波中繼通信示意圖答案：太遠(yuǎn)，不方便解決方案：人造衛(wèi)星通信問(wèn)題：能否用月亮做中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信？通信衛(wèi)星大多相對(duì)地球“靜止”——同步衛(wèi)星二、衛(wèi)星通信三顆同步衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球通信用碟形天線（大鍋）接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)光是比微波頻率高得多的電磁波。光通信的“高速公路”更寬廣。利用頻率單一、方向高度集中的激光進(jìn)行通信，效果很好。三、光纖通信光纖通訊技術(shù)是近幾十年才發(fā)展起來(lái)的1966年，華裔物理學(xué)家高錕首次利用無(wú)線電波導(dǎo)通信的原理，提出了低損耗（20db/km）的光導(dǎo)纖維

（簡(jiǎn)稱光纖）的概念。1970年，美國(guó)康寧公司首次研制成功損耗為20db/km的石英光纖，它是一種理想的傳輸介質(zhì)。1970年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功室溫下連續(xù)振蕩的半導(dǎo)體激光器

（LD）。從此，開(kāi)始了光纖通信迅速發(fā)展的時(shí)代。各種光導(dǎo)纖維光沿著水流傳播實(shí)驗(yàn)演示——光可以沿著水流傳播光導(dǎo)纖維光在光導(dǎo)纖維中的傳播光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：（1）