第4節(jié)　能源與可持續(xù)發(fā)展 (4)

1、越來越寬的信息之路越來越寬的信息之路第二十一章第二十一章 第節(jié)第節(jié)5分鐘內(nèi)，放電影比講故事所包含的信息量多。分鐘內(nèi)，放電影比講故事所包含的信息量多。相同時間內(nèi)，電視廣播比電臺廣播能傳遞更多相同時間內(nèi)，電視廣播比電臺廣播能傳遞更多的信息。的信息。信息理論表明：信息理論表明：作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內(nèi)傳作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷］數(shù)男畔⒕驮蕉?。微波信號的波長在微波信號的波長在10 m 1 mm之間之間;微波信號的頻率在微波信號的頻率在30 MHz 3 105 MHz之間。之間。一、微波通信一、微波通信一條微波線路可以一條微波線路可以同時開通幾千、幾同時開通

2、幾千、幾萬路電話。萬路電話。微波的性質(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，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。不能沿地球表面繞射。微波中繼通信示意圖每隔每隔50Km左左右建設(shè)一個微右建設(shè)一個微波中繼站，信波中繼站，信號傳遞的距離號傳遞的距離越遠，需要的越遠，需要的中繼站越多。中繼站越多。答案：答案：太遠，不方便；信太遠，不方便；信號衰減、時間延遲號衰減、時間延遲；且只有兩點同時；且只有兩點同時見到月亮，才能完見到月亮，才能完成通信。成通信。解決方案：解決方案：人造衛(wèi)星通信人造衛(wèi)星通信問題：問題：能否用月亮做中繼站，實現(xiàn)微波通信？能否用月亮做中繼站，實現(xiàn)微波通信？通信衛(wèi)星大多相對地

3、球通信衛(wèi)星大多相對地球“靜止靜止”同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星二、衛(wèi)星通信二、衛(wèi)星通信三顆同步衛(wèi)星可以實現(xiàn)全球通信三顆同步衛(wèi)星可以實現(xiàn)全球通信它們就像幾個它們就像幾個太空微波中繼太空微波中繼站，從一個地站，從一個地面站接收的電面站接收的電信號，經(jīng)過處信號，經(jīng)過處理后，再發(fā)送理后，再發(fā)送到另一個或幾到另一個或幾個地面站。個地面站。用碟形天線（大鍋）接收來自衛(wèi)星的信號用碟形天線（大鍋）接收來自衛(wèi)星的信號中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)光的頻率是比光的頻率是比微波頻率高得多。微波頻率高得多。光通信的光通信的“高速公路高速公路”更更寬廣。比短波、微波的寬廣。比短波、

4、微波的“公路公路”寬出百萬倍、千萬倍。寬出百萬倍、千萬倍。利用頻率單一、方向高度集中的激光進行利用頻率單一、方向高度集中的激光進行通信，效果很好。通信，效果很好。19601960年，美國科學(xué)家梅曼制年，美國科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器。成了世界上第一臺紅寶石激光器。三、光纖通信三、光纖通信光也是一種電磁波。光也是一種電磁波。光纖通訊技術(shù)是近幾十年才發(fā)展起來的光纖通訊技術(shù)是近幾十年才發(fā)展起來的 1966年，華裔物理學(xué)家高錕首次利年，華裔物理學(xué)家高錕首次利用無線電波導(dǎo)通信的原理用無線電波導(dǎo)通信的原理，提出了，提出了低損耗低損耗（20 db/km）的光導(dǎo)纖維的光導(dǎo)纖維（簡（簡稱光纖）的概

5、念。稱光纖）的概念。 1970年，美國康寧公司首次研制成年，美國康寧公司首次研制成功損耗為功損耗為20 db/km的石英光纖，它的石英光纖，它是一種理想的傳輸介質(zhì)。是一種理想的傳輸介質(zhì)。 1970年，貝爾實驗室研制成功室溫年，貝爾實驗室研制成功室溫下 連 續(xù) 振 蕩 的 半 導(dǎo) 體 激 光 器下 連 續(xù) 振 蕩 的 半 導(dǎo) 體 激 光 器（LD）。從此，開始了光纖通信。從此，開始了光纖通信迅速發(fā)展的時代。迅速發(fā)展的時代。 各種光導(dǎo)纖維各種光導(dǎo)纖維（通信用的激光在特殊的管道里傳播。）（通信用的激光在特殊的管道里傳播。）光沿著水流傳播光沿著水流傳播實驗演示實驗演示光可以沿著水流傳播光可以沿著水流傳

6、播光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光在光導(dǎo)纖維中的傳播光在光導(dǎo)纖維中的傳播光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，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，把攜帶的信息傳到了遠方。從另一端射出，把攜帶的信息傳到了遠方。光纖通信的優(yōu)點：光纖通信的優(yōu)點： （1）抗干擾能力強；）抗干擾能力強；（2）信號衰減小；）信號衰減?。唬?）傳遞的信息量大；）傳遞的信息量大；（4）保密性好，通信質(zhì)量高；）保密性好，通信質(zhì)量高； 計算機可以高速處理各種信息，把計算機聯(lián)在計算機可以高速處理各種信息，把計算機聯(lián)在一起，可以進行網(wǎng)絡(luò)通信。一起，可以進行網(wǎng)絡(luò)通信。四、網(wǎng)絡(luò)通信四、網(wǎng)絡(luò)通信通過通過因特網(wǎng)因特網(wǎng)（世界上最大的

7、計算機網(wǎng)絡(luò)世界上最大的計算機網(wǎng)絡(luò)）可以）可以收發(fā)收發(fā)電子郵件電子郵件，看到不斷更新的新聞，查到所需的，看到不斷更新的新聞，查到所需的各種資料。各種資料。 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以在很短的隨著通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以在很短的時間內(nèi)傳送越來越大的信息量，信息傳送的速度甚時間內(nèi)傳送越來越大的信息量，信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動畫面的需要，我們已經(jīng)可以至能夠滿足電視等活動畫面的需要，我們已經(jīng)可以輕松地在網(wǎng)上看電視了。輕松地在網(wǎng)上看電視了?？茖W(xué)世界科學(xué)世界-激光的應(yīng)用激光的應(yīng)用1、激光束的平行度特別好激光束的平行度特別好，在傳播很遠的距，在傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度。還可以會

8、聚到一點離后仍能保持一定的強度。還可以會聚到一點（1）激光測距雷達。）激光測距雷達。（2）讀出光盤上記錄的信息。）讀出光盤上記錄的信息。2、激光的亮度高激光的亮度高。（1）切割各種物質(zhì)、焊接金屬、打孔。）切割各種物質(zhì)、焊接金屬、打孔。（2）醫(yī)學(xué)上切開皮膚、切除腫瘤、）醫(yī)學(xué)上切開皮膚、切除腫瘤、“焊接焊接”脫脫 落的視網(wǎng)膜。落的視網(wǎng)膜。（3）軍事上破壞敵人的飛行器。）軍事上破壞敵人的飛行器。1 1、（、（20112011湖北宜昌）關(guān)于光纖通信，下列湖北宜昌）關(guān)于光纖通信，下列說法錯誤的是說法錯誤的是【 】A.A.光纖通信中使用的光纖通信中使用的“導(dǎo)線導(dǎo)線”是光導(dǎo)纖維是光導(dǎo)纖維B.B.光纖通信中使

9、用的光纖通信中使用的“導(dǎo)線導(dǎo)線”是金屬導(dǎo)線是金屬導(dǎo)線C.C.在光纖中光是經(jīng)過多次反射向前傳播的在光纖中光是經(jīng)過多次反射向前傳播的D.D.采用光纖通信在一定時間內(nèi)可以傳輸大量采用光纖通信在一定時間內(nèi)可以傳輸大量信息信息B B看看中考看看中考課堂練習(xí)課堂練習(xí)2 2、（、（20122012黃石）下列說法正確的是黃石）下列說法正確的是【 】A.A.電磁波不可以在真空中傳播，且傳播的速電磁波不可以在真空中傳播，且傳播的速度等于波長和頻率的比值度等于波長和頻率的比值B.B.微波大致沿直線傳播微波大致沿直線傳播C.C.光傳輸信息的本領(lǐng)很弱，是因為光的頻率光傳輸信息的本領(lǐng)很弱，是因為光的頻率很低很低D.D.微

10、波爐是利用電流的熱效應(yīng)對食物進行加微波爐是利用電流的熱效應(yīng)對食物進行加熱的熱的B B3 3、（、（20122012茂名）關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信，茂名）關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信，下列說法正確的是下列說法正確的是【 】A A光纖通信傳輸?shù)男畔⒘亢艽?，主要用于光纖通信傳輸?shù)男畔⒘亢艽?，主要用于無線電廣播無線電廣播B B移動電話靠電磁波傳遞信息移動電話靠電磁波傳遞信息C C電磁波的波長越大，頻率越高電磁波的波長越大，頻率越高DD電磁波的應(yīng)用對人類有利無害電磁波的應(yīng)用對人類有利無害B B4 4、（、（20122012銅仁）如圖為我國第一航天英雄楊利偉銅仁）如圖為我國第一航天英雄楊利偉在太空（宇宙飛船中）與家人

11、（在北京）進行視頻在太空（宇宙飛船中）與家人（在北京）進行視頻通話時的情境，對此過程，下列說法正確的（通話時的情境，對此過程，下列說法正確的（ ） A A通話時聲音通過聲波傳播，圖象通過電磁波通話時聲音通過聲波傳播，圖象通過電磁波傳播傳播 B B通話時聲音和圖象都是通過光導(dǎo)纖維傳播通話時聲音和圖象都是通過光導(dǎo)纖維傳播 C C通話時聲音和圖象都是通過電磁波傳播通話時聲音和圖象都是通過電磁波傳播 D D通話時聲音和圖象分別通過次聲波和超聲波通話時聲音和圖象分別通過次聲波和超聲波傳播傳播C C5 5、（、（20122012江蘇連云港）下列說法錯誤的是江蘇連云港）下列說法錯誤的是（ ）A A 光波是一

12、種電磁波，它可以在真空傳播光波是一種電磁波，它可以在真空傳播B B 聲波是一種電磁波，但它不能在真空中聲波是一種電磁波，但它不能在真空中傳播傳播C C 超聲波能用來粉碎結(jié)石是因為超聲波具超聲波能用來粉碎結(jié)石是因為超聲波具有能量有能量DD 光纖通信是一種利用光波在光導(dǎo)纖維中光纖通信是一種利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式傳輸信息的通信方式B B看看中考看看中考6 6、下列說法正確的是（、下列說法正確的是（ ） A.A.光電池和光電池和VCDVCD光碟都應(yīng)用了磁性材料光碟都應(yīng)用了磁性材料B.B.光波、電磁波、超聲波都可以在真空中光波、電磁波、超聲波都可以在真空中傳播傳播C.C.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要依靠光導(dǎo)纖維傳北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要依靠光導(dǎo)纖維傳遞信息