九年級物理19章走進信息時代-第一節(jié)至第三節(jié)市公開課一等獎省賽課獲獎

感受信息讓信息“飛”起來踏上信息高速公路第十九章走進信息時代草廟一中陳澤鴻第1頁感受信息第2頁感受信息信息傳遞信息統(tǒng)計電話和電報第3頁信息信息是指對人們有用消息。天氣預報是關于天氣改變信息，商業(yè)廣告是關于商品銷售信息。信息很多，它存在于我們生產(chǎn)和生活各個方面。比如：經(jīng)濟信息、文化信息、軍事信息、體育信息、科技信息等。當代社會已進入信息時代，信息已成為人們工作學習生活主要組成部分。第4頁人類經(jīng)歷了五次信息變革取得語言應用網(wǎng)絡技術創(chuàng)造文字創(chuàng)造造紙和印刷術應用電報、電視和電話第5頁當代社會信息傳遞第6頁古代信息傳遞第7頁信息傳遞—古代信息傳遞烽火信鴿驛馬喇叭旗語長跑風箏燈塔擊鼓第8頁紙竹簡錄音、錄像磁帶磁盤和光盤信息統(tǒng)計第9頁電話第10頁一、電話話筒與聽筒（一）話筒1.話筒結構：話筒里有一個金屬盒，里面裝滿碳粒，上面蓋有一個膜片。

2.話筒特點：碳粒之間接觸不緊密，整體電阻隨膜片壓緊程度而改變。

3.話筒作用：把振動轉變?yōu)閺娙醺淖冸娏鳌?/p>

第11頁話筒結構：話筒里有一個金屬盒，里面裝滿碳粒，上面蓋有一個膜片。第12頁（二）聽筒1.聽筒結構：聽筒里有一個永磁鐵，它兩個磁極上套有螺線管，磁極前有薄鐵片。2.聽筒特點：因為永磁體吸引，薄鐵片有些彎向磁鐵。3.聽筒作用：改變電流轉化為聲音振動第13頁聽筒結構：聽筒里有一個永磁鐵，它兩個磁極上套有螺線管，磁極前有薄鐵片.第14頁二、電話原理說話時聲帶振動而發(fā)出聲音→引發(fā)介質空氣振動傳輸聲音→空氣振動而引發(fā)話筒內(nèi)碳精盤內(nèi)碳粒忽松忽緊→造成電路中電阻忽大、忽小→引發(fā)電路中電流忽大、忽小→從而引發(fā)膜片內(nèi)振動而發(fā)聲。聲音使介質空氣振動傳輸→空氣振動引發(fā)耳膜振動→聽到說話人聲音。第15頁三、實際電話機1.實際電話機除聽筒、話筒外，還有電鈴、撥號設備等2.當代電話有：無線電話、可視電話、錄音電話等第16頁電報1837年，莫爾斯創(chuàng)造了實用電報機，從此人們能夠做到同時在兩地之間傳遞信息。早期電報完全由人工操作，主要傳送文字信息，經(jīng)過不停改進，又發(fā)展了機械式電報機，現(xiàn)在又發(fā)展到自動化程序較高電子式電報機，還有能自動將電碼譯成漢字漢字電報譯碼機。用電報傳遞信息含有經(jīng)濟、快速、保密、方便等特點。

第17頁第18頁1.什么能讓信息飛起來？電磁波。2.電磁波是怎樣產(chǎn)生？當導體中電流快速改變時（既能夠是方向改變，也能夠是強弱改變），導體就會向四面發(fā)射一個波，這種波是由電磁現(xiàn)象產(chǎn)生，叫做電磁波。3.電磁波定義：導體中快速改變電流在周圍空間產(chǎn)生波叫做電磁波。

一、認識電磁波讓信息“飛”起來第19頁1.電磁波形式各種多樣①γ射線、②X射線、③紫外線、④紅外線、⑤微波、⑥無線電波（微波、超短波、短波、長波）、⑦可見光、激光等都是電磁波。除了自然界本身產(chǎn)生電磁波外，人們還用專門儀器發(fā)射各種形式電磁波用以傳遞信息和傳遞能量。二、電磁波形式第20頁γ射線(γ-ray)是放射性物質發(fā)出電磁波,波長在2×10-10m以下，是一個能量很大光子流。在醫(yī)療上用γ射線作為“手術刀”來切除腫瘤,叫做γ刀,有很好治療效果。1.醫(yī)學上用γ射線做腦手術接收γ刀手術病人我們生活在電磁波海洋里。因為各種形式電磁波性質各不相同,因而也有許多不一樣用途。三、電磁波應用第21頁2.X射線在醫(yī)學上、工業(yè)中有廣泛應用金屬探傷醫(yī)用X光機◆（1）1895年德國物理學家倫琴在研究陰極射線性質時,發(fā)覺陰極射線(高速電子流)射到玻璃壁上,管壁會發(fā)出一個看不見射線,倫琴把它叫做X射線?！簦?）產(chǎn)生條件:高速電子流射到任何固體上,都會產(chǎn)生X射線?！簦?）特征:穿透本事很強?！簦?）應用:醫(yī)療上透視人體。如用X光片判斷是否骨折、做胸透、CT、磁共振。工業(yè)上金屬探傷第22頁3.用紫外線殺菌18德國物理學家里特,發(fā)覺在紫外區(qū)放置攝影底板感光,熒光物質發(fā)光。特征:主要作用是化學作用,還有很強熒光效應,殺菌消毒作用。應用:醫(yī)院里病房和手術室消毒。治療皮膚病,硬骨病。照明和誘殺害蟲日光燈,黑光燈。紫外攝影,可區(qū)分出很細微差異,如能夠清楚地分辨出留在紙上指紋。第23頁4.紅外線遙控器18英國物理學家赫謝耳用靈敏溫度計研究光譜各色光熱作用時,把溫度計移至紅光區(qū)域外側,發(fā)覺溫度更高,說明這里存在一個不可見射線,以后就叫做紅外線.(用棱鏡顯示可見光譜)

特點:最顯著是熱作用第24頁應用:(1)遙控器。生活中電視機、空調(diào)遙控器發(fā)射都是紅外線。(2)紅外線加熱。這種加熱方式優(yōu)點是能使物體內(nèi)部發(fā)燒,加熱效率高,效果好。(3)紅外攝影。(遠距離攝影,高空攝影,衛(wèi)星地面攝影)這種攝影不受白天黑夜限制。(4)紅外線成像(夜視儀)能夠在漆黑夜間看見目標。(5)紅外遙感。能夠在飛機或衛(wèi)星上勘測地熱,尋找水源,監(jiān)測森林火情,預計農(nóng)作物長勢和收成,預報臺風,寒潮。第25頁5.微波在通信領域大顯身手。6.無線電波，生活中、生產(chǎn)中、軍事上都有應用。生活中：電視機、收音機等。生產(chǎn)中：遠距離生產(chǎn)調(diào)度用電臺等。軍事上：雷達等第26頁依據(jù)波傳輸情況將波分為兩種。橫波：像水波和繩波一樣，波傳輸方向與波源振動方向相垂直，這種波叫做橫波。電磁波是橫波。四、電磁波特征第27頁縱波：如音叉（或其它發(fā)聲體）振動時，在空氣中會有疏密相間狀態(tài)向外傳輸，形成聲波。聲波看不見，摸不到，但聲波傳到我們耳朵，會引發(fā)鼓膜振動，使我們產(chǎn)生聽覺。聲波傳輸方向與波源振動方向相同，這種波叫做縱波。第28頁全部波都有波速、波長、頻率。電磁波也一樣。波速：波傳輸快慢稱為波速。電磁波不一樣于聲波，它能在真空中傳輸（即電磁波傳輸不需要介質）。在真空中傳輸速度等于光速，即c＝3×108m/s.空氣中光速靠近于真空中光速。波長：波長是相鄰兩個波峰（或波谷）間距離。用字母λ表示。波長國際單位是m。頻率：表示單位時間內(nèi)振動次數(shù)。即在1s內(nèi)，出現(xiàn)波峰數(shù)（或波長數(shù)）。用符號ν表示。國際單位制中，頻率單位是赫茲（Hz），簡稱赫。慣用頻率單位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。1kHz=103Hz1MHz=106Hz第29頁波速（c）、波長（λ）、頻率（ν）關系：c＝λν變式：cλ＝νν＝cλ頻率越高，波長越短頻率越低，波長越長波長與頻率互成反比關系頻率越高，傳遞信息量越大第30頁電磁波譜圖試驗證實，不但無線電波是電磁波，光、X射線、γ射線等也都是電磁波。它們區(qū)分僅在于頻率或波長有很大差異。光波頻率比無線電波頻率要高很多，光波波長比無線電波波長短很多；而X射線和γ射線頻率則更高，波長則更短。為了對各種電磁波有個全方面了解，人們按照波長或頻率次序把這些電磁波排列起來，這就是電磁波譜。第31頁1.信息加載聲音、圖像等信息是無法直接用電磁波傳遞。但將聲音和圖像變成電信號后便能夠利用電磁波傳輸出去。2.信息傳輸聲音經(jīng)過話筒變成音頻電信號，圖像經(jīng)過攝像機變成視頻信號后，便能夠由調(diào)制器加在由振蕩器產(chǎn)生高頻電磁波上并經(jīng)過天線發(fā)射出去。五、電磁波傳遞信息第32頁3.信息接收接收裝置經(jīng)過調(diào)諧器選定我們需要電磁波，再經(jīng)過解調(diào)器去掉電磁波，由揚聲器將音頻電信號還原成聲音，由顯像管將視頻信號還原成圖像。第33頁電磁波有利也有弊。電磁污染，已被認為是繼大氣污染、水質污染、噪聲污染后第四大公害。電磁污染是指天然和人為各種電磁波干擾和有害電磁輻射。當電磁波到達一定強度時，會造成控制系統(tǒng)和信息傳輸系統(tǒng)失控，也會引發(fā)頭疼、失眠、記憶力衰退等癥狀產(chǎn)生。六、電磁波危害與預防第34頁什么是“信息高速公路”信息高速公路是指能夠交流各種信息大容量、高速度通信網(wǎng)絡。踏上信息高速公路第35頁第36頁光導纖維簡稱光纖。光纖是傳輸光信號介質。光纖通信中用是激光。不是普通光。因為普通光源發(fā)出光中夾雜了許多頻率光，不但難以加載信息，而且通信質量差。激光亮度高，單色性好，方向性好，能量一直集中在傳輸方向上，輕易調(diào)制信號。光導纖維中激光是以不停反射形式向前傳輸，因而光纜也能夠不沿直線鋪設。電話、電視、廣播等信號以及數(shù)據(jù)文件能夠在光纖組成“信息高速公路”上傳輸，而且互不干擾。一、光纖第37頁光纖通信XG光纖第38頁光纖實物光纖轉換器第39頁光在光纖中傳輸?shù)?0頁⑴信息容量大。因為光波頻率遠高于無線電波頻率，所以，光波所運載信息容量遠大于無線電波。一根光纖能同時傳輸相當于10000根電話線信息量。在光纖組成信息高速公路上，能夠同時傳遞500個電視頻道。⑵傳輸速度快。因為傳輸是光信號。光纖是至今為止傳輸速度最快傳輸介質，能輕松到達1000Mbps。⑶傳輸距離遠。光纖很細（細如發(fā)絲），有內(nèi)外兩層，光在內(nèi)層傳輸。所以，光纖抗干擾能力強，能降低信號衰減，適合用于遠距離傳輸大量信息。光纖特點：第41頁⑷頻帶極寬。⑸抗干擾能力強。光在內(nèi)層傳輸，不受外界電磁干擾。⑹保密性強。因為傳輸是光束，所以本身不會向外幅射信號，有效地預防了竊聽。⑺經(jīng)濟。節(jié)約金屬，不怕潮濕，不怕腐蝕，使用年限長。第42頁當代通信網(wǎng)絡由光纖通信（激光通信）、衛(wèi)星通信、微波通信、移動通信和因特網(wǎng)（網(wǎng)絡通信）組成，實現(xiàn)了信息大容量、高速度傳輸，形成了“信息高速公路”。二、當代通信網(wǎng)絡第43頁衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站。衛(wèi)星把地面站送來信號接收下來，進行放大，然后轉發(fā)給另外地面站。當前用來轉發(fā)信號通信衛(wèi)星幾乎都是靜止衛(wèi)星或同時衛(wèi)星，即衛(wèi)星圍繞地球一周時間恰好等于地球自轉一周時間，衛(wèi)星相對于地球站來說是呈靜止狀態(tài)。衛(wèi)星通信可用于國內(nèi)或國際通信，能傳輸電報、電話、傳真、電視和高速數(shù)據(jù)等，衛(wèi)星通信有通信頻帶寬、傳輸容量大、覆蓋面積大、可進行多址通信等特點。衛(wèi)星通信用3顆通信衛(wèi)星就能夠實現(xiàn)全球通信。VSAT通信系統(tǒng)示意圖第44頁主站第45頁同時衛(wèi)星第46頁第47頁微波通信利用微波傳輸信息通信稱為微波通信。微波通信是遠距離通信主要伎倆。微波通信包含點對點特高頻通信、一點對多點用戶無線通信、地面微波接力通信、無線移動通信、衛(wèi)星通信、散射通信等。通常講微波通信是指地面微波接力通信。第48頁微波通信因為微波是沿直線傳輸，而地球表面有一定弧度，在實現(xiàn)遠距離微波通信時，要每隔50公里左右設一微波站。發(fā)射臺發(fā)出信號后，經(jīng)中間微波站接收并放大信號后，再轉發(fā)到下一微波站，就像接力賽跑一樣，所以微波通信又稱微波接力通信。微波接力通信通信容量大，建設費用低，抗災害性強，能滿足各種電信業(yè)務傳輸質量要求，是一個被廣泛應用、含有強大生命力通信方式。第49頁移動通信移動通信是指在一定地域范圍內(nèi)，行進中人和車輛（或船舶）和市內(nèi)電話網(wǎng)間用戶間經(jīng)過無線電通信設備和電話交換機設備可相互撥號呼叫接通電話通信方式。移動電話用微波信號與電話網(wǎng)絡聯(lián)絡。我國移動通信采取“小區(qū)制”，即將整個覆蓋區(qū)域劃分成許多個六邊形小區(qū)，一個個鱗次櫛比，形成蜂窩狀結構，“蜂窩移動電話”也所以而得名。手持移動電話（手機）就是移動通信組員之一。第50頁蜂窩移動通信是采取蜂窩無線組網(wǎng)方式,在終端和網(wǎng)絡設備之間經(jīng)過無線通道連接起來,進而實現(xiàn)用戶在活動中可相互通信。其主要特征是終端移動性,并含有越區(qū)切換和跨當?shù)鼐W(wǎng)自動漫游功效。蜂窩移動通信業(yè)務是指經(jīng)過由基站子系統(tǒng)和移動交換子系統(tǒng)等設備組成蜂窩移動通信網(wǎng)提供話音、數(shù)據(jù)、視頻圖像等業(yè)務。蜂窩移動通信業(yè)務包含:900/1800MHzGSM第二代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務、800MHzCDMA第二代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務、第三代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務。第51頁因特網(wǎng)因特網(wǎng)(Internet)，又稱為互聯(lián)網(wǎng)。因特網(wǎng)是利用通信線路和電磁波，將分布在世界各地計算機相互連接而成全球性計算機網(wǎng)絡。因特網(wǎng)主要由三部分組成：第一，很多基于TCP/IP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)協(xié)議）網(wǎng)絡組成網(wǎng)絡；第二，使用這些網(wǎng)絡用戶和開發(fā)者們；第52頁第三，經(jīng)過這些網(wǎng)絡可取得信息資源。從網(wǎng)絡通信技術觀點來看，Internet是一個TCP/IP通訊協(xié)議聯(lián)絡各個國家、各個部門、各個領域各種信息資源為一體網(wǎng)上用戶共享數(shù)據(jù)資源網(wǎng)。第53頁Internet當前提供主要信息服務方式有：①電子郵件（E-mail），用戶可與世界用戶發(fā)送和接收電子郵件；②遠程登錄（Renotelo-gin），用戶可連接到全世界任何一臺Internet主機；③文件傳輸（FTP），用戶可與Internet其它主機交換文件；④菜單或檢索器（Gophet），在菜單指導下，用戶可對Internet上遠程信息系統(tǒng)進行訪問；第54頁⑤查詢，可定時自動地訪問Internet服務器，并能夠取得遠程數(shù)據(jù)庫信息；⑥電子論壇，這是Internet上流行用戶之間交流信息方式；⑦全球網(wǎng)信息服務系統(tǒng)（WWW，WorldWideWed）,它是一個基于超文本方式信息檢索工具，是當前最受歡迎同時也是最先進Internet檢索工具之一。第55頁因特網(wǎng)是從美國本土發(fā)展起來，現(xiàn)在已成為世界范圍網(wǎng)絡。因特網(wǎng)之所以在世界各地被普遍接收和應用，是因為：第一，因特網(wǎng)上有豐富信息資源，各種信息應有盡有，如網(wǎng)上圖書館、網(wǎng)絡學校、網(wǎng)絡請名醫(yī)治病、網(wǎng)上看電影等。還有功效強大檢索和獲取信息工具，如瀏覽器、搜索引擎等。第56頁第二，因特網(wǎng)提供了各種多樣人與人之間交流工具，如電子郵件，交流論壇等，且使用、操作十分方便。第三，企業(yè)能夠經(jīng)過因特網(wǎng)了解市場需要，及時開發(fā)適銷產(chǎn)品，為用戶提供更加好服務；還能夠在網(wǎng)上做廣告，開展網(wǎng)上營銷，發(fā)展電子商務。第四，企業(yè)能夠利用因特網(wǎng)技術建造自己網(wǎng)絡。第57頁全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）含有GPS功效工具第58頁全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是一個能夠快速提供準確位置和時間等信息系統(tǒng)。全球通用，全天候服務。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成：空間段：GPS衛(wèi)星。在太空中有24顆帶有原子鐘衛(wèi)星組成一個分布網(wǎng)絡，分別分布在6條離地面2萬公里以上、傾斜角為55°地球準同時軌道上，每條軌道上有4顆衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星每隔12小時繞地球一周，使地球上任一地點能夠同時接收7～9顆衛(wèi)星信號。

第59頁地面段：地面監(jiān)控系統(tǒng)。確?？臻g原子鐘計時準確，并完成導航數(shù)據(jù)計算。用戶段：GPS信號接收機。GPS系統(tǒng)最初是由美國陸?？杖娪?0世紀70年代聯(lián)合研制，它主要目標是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性導航服務，用于情報搜集、核爆炸監(jiān)測和應急通訊等一些軍事目標，是美國獨霸全球戰(zhàn)略主要布署。現(xiàn)在GPS系統(tǒng)應用不但局限在軍事領域內(nèi)了，而是發(fā)展到汽車導航、大氣觀察、地理勘測、海洋救援、載人航天器防護探測等各個領域。第60頁信息時代利與弊⑴給人帶來方便同時，也給罪犯有許多可乘之機。如網(wǎng)絡騙子、手機短信騙子等。⑵電磁輻射。如手機、電腦對人體輻射危害等。⑶在傳輸有用信息同時，假信息