人教版九年級(jí)物理全冊(cè)《越來越寬的信息之路》信息的傳遞PPT精品課件下載,共31頁。
越來越寬的信息之路
講五分鐘的故事和放映五分鐘的電影,它們傳遞的信息量是不一樣的。五分鐘的語言只能簡(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)人物衣服的質(zhì)地和顏色、主人公的容貌和嗓音以及事情發(fā)生的周圍環(huán)境等許許多多細(xì)節(jié)。因此,電視廣播與聲音廣播相比,在相同的時(shí)間內(nèi)可以傳輸更多的信息。
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)可以傳輸?shù)男畔⒕驮蕉。因此,幾十年來,無線電通信、電視廣播等所用的頻率越來越高了,我們可以形象地說,信息之路越來越寬了。
微波通信
微波的性質(zhì)更接近光波,大致沿直線傳播,不能沿地球表面繞射。因此,必須每隔50 km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站,把上一站傳來的信號(hào)處理后,再發(fā)射到下一站去(見右上圖)。而且,信號(hào)傳遞的距離越遠(yuǎn),需要的中繼站越多。在遇到雪山、大洋,根本無法建設(shè)中繼站時(shí),又該怎么辦?能不能利用地球的衛(wèi)星——月球進(jìn)行微波中繼通信呢(見右下圖)?
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)見到月亮?xí)r,才能完成這兩點(diǎn)間的通信。
衛(wèi)星通信
現(xiàn)在,人類可以用通信衛(wèi)星(做微波通信的中繼站來進(jìn)行通信。通信衛(wèi)星大多是相對(duì)地球“靜止”的同步衛(wèi)星,從地面上看,它好像懸掛在空中靜止不動(dòng)。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表面,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)過處理后,再發(fā)送到另一個(gè)或幾個(gè)地面站,F(xiàn)在通過衛(wèi)星電視,一個(gè)地方出現(xiàn)的突發(fā)事件,全世界的人們幾乎可以立刻看到現(xiàn)場(chǎng)的畫面。利用衛(wèi)星來發(fā)射和接收電磁波信號(hào)應(yīng)用非常廣泛,例如,中國建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng),可提供全天候的即時(shí)定位服務(wù)。
光纖通信
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。與微波相比,光的頻率更高。如果用光來通信,這條“高速公路”要比短波、微波的“公路”寬出百萬倍、千萬倍。不過,普通的光源包含了許多不同波長(zhǎng)(頻率)的光,難以用它攜帶信息。1960年,美國科學(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。1966年,華商物理學(xué)家高錕提出用光纖通信的構(gòu)想,這使得用光進(jìn)行通信的幻想得以實(shí)現(xiàn)。通信用的激光一般在特殊的管道——光導(dǎo)纖維里傳播。
如右圖所示,光從光導(dǎo)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)條光纖并成一束再敷上保護(hù)層,制成光纜,用來傳遞電視、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。
我國光纜通信的發(fā)展十分迅速,目前光纜可以通達(dá)所有地區(qū)(市、州),而且還與其他國家合作修建了跨越太平洋的海底光纜。光纖通信已經(jīng)成為我國長(zhǎng)途通信的骨干力量。
知識(shí)點(diǎn)一:通信方式
微波通信:微波通信,是使用波長(zhǎng)在1毫米至1米之間的電磁波一微波進(jìn)行的通信。由于微波的頻率極高,波長(zhǎng)又很短,其在空中的傳播特性與光波相近,也就是直線前進(jìn),遇到阻擋就被反射或被阻斷,因此微波通信的主要方式是視距通信,超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。一般說來,由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗,每隔50千米左右,就需要設(shè)置中繼站,將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。
衛(wèi)星通信:衛(wèi)星通信簡(jiǎn)單地說就是地球上的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼站而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用,即把地球站發(fā)上來的電磁波放大后再返送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)形成的鏈路。由于靜止衛(wèi)星在赤道上空36000千米,它繞地球一周時(shí)間恰好與地球自轉(zhuǎn)一周一致,因此又叫作同步衛(wèi)星。三顆相距120度的衛(wèi)星就能覆蓋整個(gè)赤道圓周。故衛(wèi)星通信易于實(shí)現(xiàn)越洋和洲際通信。衛(wèi)星通信具有通信范圍大、可靠性高、開通電路迅速(通信及時(shí))等特點(diǎn)。
光纖通信:光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。在發(fā)送端首先要把傳送的信息變成電信號(hào),然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上,使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度(頻率)變化而變化,并通過光纖(光在光纖內(nèi)壁多次反射)發(fā)送出去;在接收端,檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào),經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。光纖是玻璃纖維,成分主要是二氧化硅。光纖通信具有傳輸信息量大、抗干擾能力強(qiáng)、保真度高、工作性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)通信:把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起,就可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。人們經(jīng)常用到的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。當(dāng)A給B發(fā)送一封電子郵件時(shí),他通過他的服務(wù)器把郵件發(fā)送到B的服務(wù)器,B再從他自己的服務(wù)器上收到這個(gè)郵件。郵件都是自己的地址,如ceo@sev.com.cn,"ceo”表示將要發(fā)送到的人的名字,"sev.com.cn"表示這個(gè)人的服務(wù)器名稱,"cn"是China的簡(jiǎn)寫,表示這個(gè)服務(wù)器是在中國注冊(cè)的。電子郵件可以發(fā)送圖片、聲音、視頻等信息。利用網(wǎng)絡(luò)不僅可以收發(fā)電子郵件,還可以瀏覽新聞,隨時(shí)關(guān)注全球各地的信息,查閱資料,甚至辦公等。
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