沪科版九年级物理上学期同步课堂 第19章 走进信息时代（课件）

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第十九章 走进信息时代 第19章 走进信息时代（全章） 第十九章 走进信息时代 19.1 感受信息信息是指对人们有用的消息。天气预报是关于天气变化的信息，商业广告是关于商品销售的信息。信息很多，它存在于我们生产和生活的各个方面。比如：经济信息、文化信息、军事信息、体育信息、科技信息等。现代社会已进入信息时代，信息已成为人们工作学习生活的重要组成部分。那么你知道还有那些记录、存储和传播信息的方法吗？情景引入：观察信息:是事物发出的有意义的消息，人类特有的三种信息是语言 、符号和图像。记录信息的形式是多种多样的，它随着人类文明进程的深入而发展。首先，大脑就是天然的信息存储器.大脑的记忆力到底有多强？能不能测试出来？这仍是一个谜。一、信息的记录和存储但是，仅凭大脑记忆是不够的，人类寻找其他办法来帮助记录和存储信息。文字的出现使人类的信息记录方式产生了根本性的变革．我国西周初期的文字（1）早期人们将文字记录在牛骨、竹简和木牍等物品上。这种记录信息的方式比较缓慢、且记录材料比较笨重因此限制了信息的传播。（2）中华民族的祖先发明了造纸和印刷术。造纸和印刷术发明加速了知识和思想的传播，加快了文明的进程，也为我们保存了历史的信息。我国的传世名画——清明上河图描绘了北宋时期繁荣的城市面貌和当时各阶层人民的生活，图中包含的信息量相当大。随着技术的进步，有了磁记录、光记录等大信息量的记录方式。计算机硬盘U盘光盘人类经历了五次信息变革烽火信鸽驿马喇叭旗语 长跑 风筝 灯塔击鼓古代信息传递二、信息的传播文字的发明促进了人们的交往，通信因此产生。 中国远在周朝时就建立了专门传递官府文书的驿站，通过骑马将文书一个驿站接一个驿站地传递下去，同时建立了一套较为完整的驿邮制度，以实现快速、准确的通信。秦代统一六国后，就将驿站信息传递系统作为国家的行政机构确定下来。驿邮是骏马以每小时奔跑１５千米左右的速度传递信息来实现远距离快速通信的。在当时这已经相当快了。 驿马烽火台在中国古代，为了传递军事情报，人们曾设立过烽火台，利用火与烟传递信息。烽火台白天烧狼粪，夜间点柴草。传说烧狼粪时有很大的浓烟直冲蓝天，在白天比火光更易被人发现，因此烽火有时又被称为"狼烟"。当发现敌情时，燃起烽火，台台相传，一直传到军营。在２７００多年前，中国周朝时的烽火告警系统就已经很完备了。历史上曾流传着"幽王烽火戏诸侯"的故事。 信鸽在通信技术高度发达的今天，信鸽仍有用武之地。在战争中，通信联络至关紧要。然而一旦爆发核战争，核爆炸产生的强烈电磁辐射将使现有的各种电子通信系统陷于瘫痪，但信鸽仍能自由飞翔。瑞士军队训育出了能双向投书的信鸽。这些信鸽不再传送传统的文字书信，而是携带着装在胶囊里的计算机芯片，内中的密码情报也只能在专门的装置上阅读，保密性极高近代的信息传播-----有线电报莫尔斯是美国发明家，电报的发明者。1832年起他开始从事电报机的发明创造工作。1837年，他发明了用自己的名字命名的“莫尔斯电码”，制成了实用电报机。后来，经改进后的电报机被各国普遍采用。为近代电讯事业的发展打下了基础。1876年，贝尔发明了电话,这是人类历史上最伟大的发明之一。贝尔1847年生于英国的爱丁堡，后来移居加拿大，再移居美国，从此在美国定下来。近代的信息传播-----电话电话机是利用电信号 将人们的语言从一个地方传到另一个地方的装置。电话机的构造：由话筒、键盘、听筒组成。电话机键盘是用来输入电话号码的装置。电话线的作用：将信息电流传给对方听筒。话筒结构：话筒里有一个金属盒，里面装满碳粒，上面盖有一个膜片。话筒特点：碳粒之间的接触不紧密，整体的电阻随膜片的压紧程度而改变。膜片碳粒话筒导线当对着话筒讲话时，膜片时紧时松的压迫碳粒，它们的电阻随之变化，流过碳粒的电流就会相应改变，于是就形成了随声音变化的电流信号。声信号 电信号话筒的工作原理1、听筒结构：听筒里有一个永磁铁，它的两个磁极上套有螺线管，磁极前有薄铁片。2、听筒特点：由于永磁体的吸引，薄铁片有些弯向磁铁。3、听筒作用：变化的电流转化为声音振动。听筒内有一个磁铁，薄铁膜片被吸引由于线圈中电流不断变化，电磁铁对膜片的作用也随之变化，使膜片振动，在空气中形成声波。这样就可以听到对方讲话了。电信号 声信号听筒的工作原理女孩说话话筒膜片振动炭盒电阻变化回路电流变化磁性强弱变化 听筒膜片振动男孩听到声音随着科学技术的发展，人类的信息传播进入了新时代。1、信息的记录牛骨、竹筒、木牍、造纸和印刷术、磁记录、光记录2、信息传播烽火、驿马、信鸽、电话、电磁波、因特网等3、电话的结构： 贝尔发明了电话话筒：原理：振动 变化的电流 听筒：原理：变化的电流 振动课堂小结 第十九章 走进信息时代 19.2 让信息“飞”起来教师利用手机拨打客服热线，(手机设置成“免提”，让学生听客服工作人员的语音．)老师提出问题：客服人员的语音信息是从哪儿来的？靠什么传播的呢？在生活中，我们收听广播、看电视节目，广播中的声音、电视节目的影像等等都是怎样传播的？情景引入：观察思考：能让信息不受任何阻挡地传递吗？能，那就是神奇的电磁波！无论是高山，还是海洋都很难阻挡了！电磁波能让信息“飞‘起来。一、电磁波　　实验中，导线与电池接触、断开的瞬间使电流迅速变化，这样，不断变化的电场和磁场交替出现就形成了电磁波．电磁波被收音机接收到就出现了这样的声音．虽然我们看不见摸不到它，但它确实在帮我们传递着信息．电磁波的存在视频通过实验可知：当导体中的电流迅速变化时导体就会向四周发射一种波，这种波是由电磁现象产生的，叫做电磁波。注意：电流变化既可以是方向变化，也可以是强弱变化。电磁波的形式多种多样γ射线、X射线、紫外线、红外线、微波、无线电波（微波、超短波、短波、长波）、可见光、激光等都是电磁波。电磁波的形式不同的电磁波它们的频率或波长有很大差别。人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱。 电磁波谱电磁波谱中，从左至右，频率减小，波长增大；从右至左，频率增大，波长减小。电磁波的应用电磁波的用途非常广泛,由于各种形式的电磁波的性质各不相同,因而也有许多不同的用途. γ射线(γ-ray) 是放射性物质发出的电磁波,波长在2×10-10m以下，是一种能量很大的光子流。在医疗上用γ射线作为“手术刀“来切除肿瘤,叫做γ刀,有很好的治疗效果。 1、医学上用γ射线做脑手术1.1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时,发现阴极射线(高速电子流)射到玻璃壁上,管壁会发出一种看不见的射线,伦琴把它叫做X射线.2.产生条件:高速电子流射到任体固体上,都会产生 X射线。3. 特性:穿透本领很强。4.应用: 医疗上透视人体。如用X光片判断是否骨折、做胸透、CT、磁共振。5.工业上金属探伤。2、X射线在医学上、工业中有广泛的应用电磁波的应用1801年德国的物理学家里特,发现在紫外区放置的照相底板感光,荧光物质发光。特性:主要作用是化学作用,还有很强的荧光效应,杀菌消毒作用。应用:（1）医院里病房和手术室的消毒.治疗皮肤病,硬骨病。（2）照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯。（3）紫外照相,可辨别出很细微差别,如可以清晰地分辨出留在纸上的指纹。3、用紫外线杀菌电磁波的应用1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的热作用时,把温度计移至红光区域外侧,发现温度更高,说明这里存在一种不可见的射线,后来就叫做红外线。特点:最显著的是热作用应 用:(1)遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。(2)红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热率高,效果好。(3)红外摄影。(远距离摄影,高空摄影,卫星地面摄影)这种摄影不受白天黑夜的限制。(4)红外线成像(夜视仪)可以在漆黑的夜间看见目标。(5)红外遥感。可以在飞机或卫星上戡测地热,寻找水源,监测森林火情,估计农作物的长势和收成,预报台风,寒潮。4、红外线遥控器电磁波的应用5、微波在通信领域大显身手。6、无线电波，生活中、生产中、军事上都有应用。生活中：电视机、收音机等。生产中：远距离生产调度用电台等。军事上：雷达等。电磁波的应用为什么我们能收看电视、收听广播、接收到手机的信号呢？为什么在沙漠中、汪洋大海中、太空中，我们都能建立联系呢？因为我们生活在电磁波的海洋里，电磁波将我们联结在一起。卫星收音机电视电磁波是一种波。在物理学中，常用波速、波长和频率来描述波的特征。1、波速：波传播的快慢称为波速。电磁波不同于声波，它能在真空中传播（即电磁波的传播不需要介质）。在真空中传播的速度等于光速，即c＝3×108m/s.空气中的光速接近于真空中的光速。二、波的特征2、波长：波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离。用字母λ表示。波长的国际单位是m。波的图像3、频率：表示单位时间内振动的次数。即在1s内，出现的波峰数（或波长数）。用符号f表示。国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），简称赫。常用的频率单位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。1kHz=103Hz 1MHz=106Hz示波器荧光屏上的波形高频声波低频声波音叉频率越高，每秒振动的次数越多4、波速、波长、频率(1)设电磁波的波长λ、频率f ，那么根据波长和频率的定义，有C：波速，真空或空气中为 3×108m/sf ：频率，单位：Hzc=λfλ：波长，单位：m(3) 在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成反比关系，频率越低，波长越长，反之，频率越高，波长越短。根据电磁波的波长人们把电磁波分为长波、中波、中短波、短波、 米波和微波，这些波在 不同的领域都有着各自的应用。信息窗电磁污染 电磁波有利也有弊。电磁污染，已被认为是继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。当电磁波达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统的失控，也会引发头疼、失眠、记忆衰退等症状的产生。1、电磁波的产生：迅速变化的电流产生电磁波。2、电磁波的应用：⑴传递信息。⑵传递能量。3、电磁波的特征：波速：波传播的快慢称为波速。在真空中传播的速度等于光速，　　即c＝3×108m/s=3×105Km/s.空气中的光速接近于真空中的光速。波长：波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离。用字母λ表示。波　　　　　　长的国际单位是m。频率：表示单位时间内振动的次数课堂小结 第十九章 走进信息时代 19.3 踏上信息高速公路你知道什么是信息高速公路吗？信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络。电话、电视，广播等的信号以及数据文件都可以在光纤构成的“信息高速公路”上传播，并且互不干扰。情景引入：观察光导纤维简称光纤。光纤是传输光信号的介质。光纤通信中用的是激光。不是普通的光。因为普通光源发出的光中夹杂了许多频率的光，不但难以加载信息，而且通信质量差。激光亮度高，单色性好，方向性好，能量始终集中在传播方向上，容易调制信号。电话、电视、广播等信号以及数据文件可以在光纤构成的“信息高速公路”上传播，并且互不干扰。一、光纤①信息容量大.由于光波的频率远高于无线电波的频率，所以，光波所运载的信息容量远大于无线电波。一根光纤能同时传输相当于10000根电话线的信息量。在光纤组成的信息高速公路上，可以同时传递500个电视频道。光纤通信的优点：②传输速度快。因为传输的是光信号。光纤是至今为止传输速度最快的传输介质.③传输距离远。光纤很细，（细如发丝）有内外两层，光在内层传播，因此，光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离传播大量信息。。光纤通信的优点：外套④不怕潮湿、不怕腐蚀，线路能量损耗较小；⑤无漏信号和串音，安全可靠，保密性强。（2）缺点：①架设线路受地理条件的限制；②光缆易被拉断。（1）实验器材：手电筒一只、彩色透明纸若干、光纤一束。“迷你实验室”（2）实验步骤：①将不同颜色的彩色透明纸蒙在手电筒的玻璃上，再将光纤的一端垂直放置其上，仔细观察不同颜色的光在光纤中传播的现象。②将光纤弯曲成不同的角度（可以弯成环状），观察光在光纤中的传播，并与①进行比较。（3）实验现象：②将光纤弯曲成不同的角度，甚至成环状，仍能在光纤的另一端看见与①中相同的现象。① 将红色透明纸蒙在手电筒的玻璃上时，在光纤的另一端看到红光；将绿色透明纸蒙在手电筒的玻璃上时，在光纤的另一端看到绿光……（4）实验结论：不同颜色的光都能沿着光纤传播，不管光纤怎样弯曲，从一端射入的光都 会从另一端射出。（5）光在光纤中传播视频 现代通信网络由光纤通信（激光通信）、卫星通信、微波通信、移动通信和因特网（网络通信）组成，实现了信息的大容量、高速度传输，形成了“信息高速公路”。二、现代电信网络卫星通信：卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星微波通信：微波是沿直线传播的，而地球表面有一定的弧度，在实现远距离微波通信时，要每隔50公里左右设一微波站。发射台发出信号后，经中间的微波站接收并放大信号后，再转发到下一微波站，就像接力赛跑一样，所以微波通信又称微波接力通信。微波通信的优缺点：优点：微波通信的频率高,传播信息容量大,且中继站用计算机监督控制.出现故障时能自动倒换,自动报警,节约了人力资源.缺点：微波传送距离越远,需要建立的中继站就越多, 势必会带来一定的麻烦.而且在遇到雪山、大洋，要本无法建立中继站。移动通信：移动电话用微波信号与电话网络联系。移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的。蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式,在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来,进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性,并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。移动交换中心基站数字蜂窝系统这样，大大增加了无线电覆盖的有效面积，减少了转接信息的基地台数量。因而移动电话也被称为“蜂窝电话”。因特网的英文名称是Internet，又称互联网。它将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传输计算机信号。三、互联网电子邮件的传送方式计算机计算机甲服务器A计算机计算机乙服务器BHello Hello计算机甲服务器A服务器B计算机乙电子邮件 电子邮箱：Lihuahz@sina.com.网络学校，随时随地，打开电脑即可学习。网上医院使异地的病人得到国内外高水平名医的诊治，他能即使传递信息，挽救病人的生命。再也不会走失了全球卫星定位系统（GPS）是一个能够快速提供精确的位置和时间等信息的系统。全球通用，全天候服务。 GPS全球卫星定位系统由三部分组成： 空间段：GPS卫星。在太空中有24颗带有原子钟的卫星组成一个分布网络，分别分布在6条离地面2万公里以上、倾斜角为55°的地球准同步轨道上，每条轨道上有4颗卫星。 GPS卫星每隔12小时绕地球一周，使地球上任一地点都能够同时接收7～9颗卫星的信号。 信息窗地面段：地面监控系统。保证空间原子钟的计时准确，并完成导航数据的计算。用户段：GPS信号接收机。GPS系统最初是由美国陆海空三军于20世纪70年代联合研制的，它的主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要部署。现在GPS系统的应用不仅局限在军事领域内，而是发展到汽车导航、大气观测、地理勘测、海洋救援、载人航天器防护探测等各个领域。1. 光纤，是传输光信号的介质，光纤很细， 有内外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中传播，不会跑到外层。2、现代电信网络的通信方式有卫星通信、微波通信和移动通信。3、互联网它将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传输计算机信号。课堂小结谢 谢！