物理现代通信 走进信息时代优秀课件ppt

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卫星通信光纤通信互联网与信息高速公路
1．微波与微波中继站(1)微波的特点：微波一般指频率在3×102 ～ 3×105 MHz 的电磁波，性质与光波相近，大致沿直线传播，在真空中传播的速度为3×108 m/s，不能沿地球表面绕射.
(2)微波中继站：利用微波传递信号时，必须每隔50 km 左右就建一个微波中继站，如图17-3-1 所示，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去.
2. 卫星通信 利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式.3. 卫星通信系统的组成 卫星通信系统由通信卫星(空间部分)和通信地面站(地面部分)两大部分组成. 通信卫星就像一个无人值班的太空微波中继站，它接收从一个地面站发射来的电磁波信号，处理后，再发送到另一个或几个地面站.
4. 卫星通信的优点(1)信号覆盖范围广. 在地球周围均匀地分布3 颗同步通信卫星，如图17-3-2 所示，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信.(2)远距离传输信息，通信容量大，干扰小，质量好，效率高，不受陆地灾害的影响，建设速度快.
拓展视野:地球同步通信卫星：同步通信卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星. 地球同步轨道的运行方向与地球自转方向一致，运行周期等于地球自转周期. 其高度约35 800 km，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1 km/s.
5. 卫星通信的缺点(1)造价较高；(2)信号会有零点几秒的延迟；(3)保密性有待提高.
[模拟·成都] 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是第三个成熟的三维定位与通信系统. 目前北斗卫星导航系统已应用于测绘、通信、减灾救灾等诸多领城，该系统传递信息主要依靠( )A. 电磁波 B. 次声波 C. 超声波 D. 光波
解题秘方：根据卫星通信的一般原理来分析.
解析：北斗卫星在太空中传递信息，主要依靠电磁波，因为电磁波的传播不需要介质，而次声波、超声波属于声波，声波的传播需要介质，故 B、C 不符合题意；光波属于电磁波，但卫星信号传输没有使用光波，故D 不符合题意.
方法指导:分析卫星通信，可以采用以下方法：①概念理解法: 卫星通信的实质是运用卫星作为中继站的微波通信.②推理法、排除法：通信卫星一般在大气层外，不可能利用声波传递信息，而且卫星通信一般不会利用光波.
1. 光纤通信 光纤通信是利用光波(激光)在光导纤维中传输信息的一种通信方式.(1)光导纤维：能够传输光信号的极其纤细的材料叫作光导纤维, 简称光纤.(2)光缆：由多根光导纤维制成的光信号传输线叫作光缆.
2. 研究光纤是怎样传输光信号的(1)实验猜想：光能沿弯曲的光纤传播，可能是由于光的反射.(2)实验探究：在光纤的一端放上发光的小灯泡，在光纤的另一端观察是否有灯光传来.(3)现象分析：光沿直线进入光纤的一端，经多次反射后从光纤的另一端射出.
3. 光纤通信的原理将携带信息的激光从光纤的一端射入，激光在内壁上多次反射，从另一端射出，把激光携带的信息传到远方.光纤包括两层：内层对光的折射本领较强；外层对光的折射本领较弱.
如图17-3-3 所示，光在光纤中传播时，在拐弯处遇到内外层界面时，发生全反射，重新回到内芯，经多次反射后从另一端射出.
知识链接:光纤通信使用的光是激光，激光是一种频率单一、方向高度集中的光，具有亮度高、方向性好和颜色纯等特点. 激光也是电磁波的一种，与微波相比，激光的频率更高，能够携带的信息量更大. 除了通信外，激光还有许多其他应用，如精确测距、利用激光束切割各种物质、焊接金属、在硬质材料上打孔以及制作激光武器等.
4. 信息的处理方式 首先在发送端把要传送的信息变成电信号，再调制到激光器发出的激光束上，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变成电信号，经解调后恢复原信号.
光纤的两端要有光电转换装置，在发送端将电信号转换成光信号，在接收端将光信号转换成电信号.
5． 光纤通信的优、缺点(1)优点：容量极大；不受外界电磁场的干扰；不怕潮湿，耐腐蚀，能量损耗低，可长距离传输；通信质量高，保密性好.(2)缺点：架设线路受到地理条件限制；光缆容易被拉断.
[模拟·南通] 光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一，以下关于光纤的说法正确的是( )A．光纤是超导体B．光波在光纤中不断折射向前传播C．光波在光纤中的传播速度为3×108 m/sD．光纤不导电，不会受外界电磁场的干扰
拓展延伸：光纤通常由廉价的玻璃等绝缘材料制成，将玻璃抽成丝后，能够使其变成质地柔软、耐磨、可弯曲且强度大的材料，但它仍然属于绝缘体，不导电，也不会受外界电磁场的干扰. 由于玻璃及其纤维的弹性较差，光纤易被拉断.
解题秘方：认识光纤传输信号的方式及信号传输的介质，这是解题的关键.
解析：光纤的材料是二氧化硅，即玻璃丝，属于绝缘体，不导电，不会受外界电磁场的干扰，故A 错误，D 正确；光纤通信是利用光波在光纤中不断反射向前传播的，故B 错误；光波属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在光纤中的传播速度小于在真空中的传播速度，故C 错误.
1. 互联网 互联网(如因特网)是一个由计算机、通信网络及其附属设备连接起来的全球通信网络.2. 互联网通信 互联网通信是通过网络将各个孤立的设备进行联结，通过信息交换实现人与人、人与计算机、计算机与计算机之间的通信.
3. 互联网通信的特点(1)拥有极其丰富的信息资源；(2)信息传递快；(3)参与的人数众多.
4. 互联网的主要作用 信息查询、收发电子邮件、视频会议、远程登录、文件传送、远程教育、网上聊天、网上购物等.
拓展延伸：收发电子邮件：当甲给乙发送一封电子邮件时,甲的服务器A 把邮件发送到乙的服务器B 中储存起来，一旦乙“上网”, 他就能从自己的服务器得到这封邮件.除了文字以外, 也可以把照片、语音等信息变成数字文件用电子邮件来传送.每个人的电子邮箱都有自己的“地址”，这样才能把邮件送到正确的地方, 如同给朋友写信.
5. 信息高速公路(1)概念：集卫星通信、光纤通信、数据通信、移动通信等技术于一身，利用光缆和各级计算机把所有的通信系统连接在一起, 组成一个高速传递信息的网络，这种国家信息基础设施叫作“信息高速公路”.(2)两大支柱：卫星通信和光纤通信.(3)实质：是一个高速度、大容量、多媒体的信息传输网络.
电话通信与网络通信(电子邮件)有许多相似之处，如图17-3-4 所示，两图表示出两种通信的工作原理，比较两者可以发现：
方法导引:①图示法的运用：计算机网络学生非常熟悉，但学生并没有见过服务器，对服务器的作用一知半解. 通过图示法，让学生直观地认识什么是网络和网络通信.②类比法的运用：将网络与电话通信类比，可以增强学生对网络的认识.
(1)电话通信中的电话机相当于网络通信中的________；(2)电话通信中的电话交换机相当于网络通信中的________；(3)电话通信中的通信线路相当于网络通信中的______________________.
解题秘方：对比不同装置的原理图，要么找出两者的不同之处，要么找出两者的相似之处.
解析：电话通信和网络通信类似，电话机相当于计算机，电话交换机相当于服务器，通信线路相当于导线、光缆和微波等.