湖北省襄阳市第四十七中学八年级物理下册《越来越宽的信息之路》学案(无答案)新人教版.pdf
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1、1 湖北省襄阳市第四十七中学八年级物理下册越来越宽的信息 之路学案新人教版 【学习目标】 1常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信 2通过学习现代通信知识,了解科技为人类带来的便利,提高学科学的兴趣 【基础知识精讲】 随着社会的进步,人类传递的信息量越来越大,由无线广播发展到电视,增加了图像 的信息,但如同人类的进步无法停止,信息的传递继续发展 信息传输的多少与什么有关呢?信息理论表明,作为载体的电磁波,频率越高,相同 时间内传输的信息就越多 根据电磁波家族成员特点:cf可知,波长越短的电磁波,频率越高相对无线电 波,(长波、中波、短波)微波的波长更短、频率更高,因此可以传输更多的信息我们 可
2、以 形象地比喻为信息之路越来越宽了 1微波通信 同无线电波相比, 微波的波长更短, 在 1 mm 至 10 m之间,频率更高,在 30 MHz 至 310 5 MHz之间,一条微波线路可以传输更多的信息,因此可在上面通行几千、几万路电话 但微波传输过程需要在其中建中继站,因为地球是球形微波性质更接近光波,大致 沿直线传播,不能沿地球表面绕射所以在每传播一定距离后需将微波向地面引,如图9 7 所示根据实际情况必须每隔大约50 km左右就要建设一个微波中继站而且传播的越 远中继站需要的越多 图 97 微波通信受到挑战是因为必须建设中继站,并且在遇到雪山,大洋根本无法建设,这 样就受到限制如何解决这
3、一问题呢? 开始有人想利用月球做中继站,但由于月球离我们太远,没有足够能量的微波无法到 达月球,更无从谈到携带信息反射回地面后来人们想在天空中人造一个卫星做中继站, 现在已经实现了,这得益于人造卫星的发展 2卫星通信 航天事业的发展使人类已飞出地球,在太空中建立太空站,可以发射人造卫星为我们 服务,用地球同步卫星做微波中继站,很好地解决了地面中继站的弊端,实现无障碍中继, 覆盖整个地球( 360)只需三颗通讯卫星如图98卫星通讯标志着信息已可全球化 2 图 98 3光纤通信 依然根据c f比微波频率更高的电磁波是光波能否运用光波传送信息呢?如果 用光波传送信息,这条“信息高速路”要比短波、微波
4、宽出百万倍、千万倍但发展光波 通讯遇到这样一个问题,普通的光源夹杂了许多不同波长的光,难以携带信息或无法从光 波中分离出信息要想解决问题得制造一种单一且方向高度集中的光,作为载体才行 1960 年,美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器,激光是一种单一,方向高度集中 的光,它携带信息时,可以从中将信息分离出来 图 99 激光用于通信,由于携带信息量可以更多,因此得到快速发展,各个国家都有光缆的 通信工程,光缆是光信息的路径,是一种用玻璃做成的光导纤维,光在里面经过数次反射, 最终从光缆另一头射出如图99 所示光导纤维内心是空的,外面敷上保护层由于光 的频率很高,所以可以同时传递声音、图像
5、等信息 4网络通信 信息的发送和接收都已经知道,但信息量的增大使人们面临着管理或挑选的问题,计 算机可以处理大量的信息,而且速度快 把计算机同信息网络连在一起,就叫做网络通信网络通信的优越性是很明显的,由 于计算机介入信息的管理,人们又步入了一个崭新的信息时代 目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件 如图910 所示,每人的计算机分别跟一个叫做服务器的大计算机相连,这就是平常 说的上网如同邮局与寄信人和收信人的关系甲、乙计算机相当于收(寄)信人,而服 务器相 当于邮局,当甲发给乙一封电子邮件时,他的服务器A 把邮件送到B 储存起来一 旦乙上网,他就能从自己的服务器B 得到这个邮件每台电脑都有自
6、己的“信箱”,即自 己的“地址”,这样“邮递员”才能将信件送到准确的位置 图 910 3 网络通讯的“邮寄员”是集合现在通信载体的优点,他是导线、光缆、微波, 的组合 体有时还运用通信卫星等各种通信手段随着通信技术的发展,网络技术智能化程度越 来越高,人们的沟通可以通过网络达到近乎“面对面”的程度,这得益于网络通信可以在 很短时间内传递大量的信息,而且信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的直接需 要,我们可以在网上轻松地看电视了 利用网络通信收发电子邮件是最基本的功能每个用户都有自己的信箱,信箱都编有 地址名例如:xiaolinservercom cn 表示信箱属于一个自称“xiaolin
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