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1、第第4节 越来越越来越宽的信息之路的信息之路 教学目标教学目标 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。讲五分钟的故事和放映五分钟的电影，它们传递的信息量是不一样的。五分钟的语言只能简单描述人的相貌、衣着和事件的梗概；而五分钟的电影，除此之外还能展现人物衣服的质地和颜色、主人公的容貌和嗓音以及事情发生的周围环境等许许多多细节。因此，电视广播与声音广播相比，在相同的时间内可以传输更多的信息。信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。因此，几十年来，无线电通信、电视广播等所用的频率越来越高了，
2、我们可以形象地说，信息之路越来越宽了。微波通信微波通信 微波微波的波长为10 m1 mm，频率为30MHz3105 MHz。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此，必须每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。而且，信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，又该怎么办？能不能利用地球的卫星月球进行微波中继通信呢？月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了38 万千米！信号衰减、时间延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信
3、。微波中继通信示意图能否用月亮做中继站，实现微波通信？卫星通信卫星通信 现在，人类可以用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，从地面上看，它好像悬挂在空中静止不动。在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。它们就像几个太空微波中继站，从一个地面站接收的电信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面。利用卫星来发射和接收电磁波信号应用非常广泛，例如中国建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的即时定位服务。通信卫星。板状的两翼是太阳电池
4、板，它把太阳能转化成电能，供卫星使用碟形天线用来接收来自卫星的信号用三颗同步卫星就可以实现全球通信光纤通信光纤通信 我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速，实际上光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。如果用光来通信，这条“高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍。不过，普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。1960 年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光激光。1966 年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的幻想得以实现。通信用的激光一般在特殊的管道光导纤维里传播。演示演示如下如下图，把
5、大塑料瓶用不透光的，把大塑料瓶用不透光的纸包上，瓶的包上，瓶的侧壁开壁开个小孔。塑料瓶内盛水，水面上方放一个个小孔。塑料瓶内盛水，水面上方放一个发光小灯泡。当光小灯泡。当水从小孔流出水从小孔流出时，你会看到光随着弯弯的水流照到地面，你会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面在地面产生一个光斑。生一个光斑。如下图，光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。我国光缆通信的发展十分迅速，目前光缆可以通达所有地
6、区（市、州），而且还与其他国家合作修建了跨越太平洋的海底光缆。光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量。甲 光导纤维乙 光在光导纤维中的传播光导纤维网络通信网络通信 计算机可以高速处理各种信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。如果某人的计算机跟一个叫做服务器的大计算机相联，就是平常说的“上网”。目前人们经常使用的网络通信形式是电子邮件，如下图所示。当甲给乙发送一封电子邮件时，他的服务器A把邮件送到乙的服务器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。每个电子信箱都有自己的“地址”，这样才能把邮件送到正确的地方。例如，某电子信箱的地址是，这表示信箱属于一个自称“xia
7、olin”的人，他的服务器名叫。其中“cn”是China的简写，表示这个服务器是在中国注册的。电子邮件的传送方式 电子邮件像电话一样快，同时又像信件一样方便，收件人可以在任何时候通过上网的计算机或手机打开信箱，查看邮件。除了文字之外，我们也可以把照片、语音及任何信息变成数字文件用电子邮件传送。世界上凡是计算机集中的地方，例如企业、机关、居民小区等，大都已经把自己的计算机联在一起了。这些网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，叫做因特网，这样就能做到信息资源的共享。除了收发电子邮件外，我们还可以从网上看到不断更新的新闻，查到所需的各种资料。计算机之间的联结，除了使用金属导线外，还使用光缆、通
8、信卫星等各种通信手段。随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内传送越来越大的信息量，信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的需要，我们已经可以轻松地在网上看电视了。光盘的显微照片动手动脑学物理动手动脑学物理 参考答案参考答案 延延迟0.24s；打市内打市内电话没有没有这种延种延迟的原因是：由于的原因是：由于电磁波磁波传播的速度非常快，市内播的速度非常快，市内电话相互相互间的距离近，的距离近，电磁波磁波传播造成的延播造成的延迟时间非常短，人非常短，人们根本感根本感觉不到。不到。现在在许多多长途途电话是以地球同步是以地球同步卫星做中星做中继站的。打站的。打这种种长途途电话时，会感到，会感到对方的反方的反应有些延有些延迟。造成。造成这种种延延迟的原因之一，是无的原因之一，是无线电波在射向波在射向卫星和从星和从卫星返回星返回时需要一定的需要一定的时间。假。假设某人造某人造卫星与地球的距离是星与地球的距离是36 000 km，请你估算延你估算延迟的的时间。为什么打市内什么打市内电话时没有没有这种延种延迟？