📡 九年级全一册 · 第21章《信息的传递》

电话 → 电磁波 → 广播/电视/移动通信 → 信息之路 · 让世界连成网

🎯 学习目标:了解电话的组成与工作原理;知道模拟通信与数字通信。

1.1 电话与通信方式声↔电

  • 电话基本组成:话筒(声信号→电信号,碳粒变阻器原理)和听筒(电信号→声信号,电磁铁原理)。
  • 电话交换机:实现任意两用户之间的接通,大大减少线路数量。
  • 模拟通信:信号是连续变化的(如声音波形);抗干扰能力弱、易失真。
  • 数字通信:用不同符号的不同组合(如 0/1)表示信息;抗干扰强、便于加密处理、可大量存储,是现代通信的主流。
💡 手机、网络、卫星通信等绝大多数现代通信都采用数字通信。早期有线电话是模拟通信的代表。

1.2 电话工作原理声电信号转换

话筒把声音变成变化的电流,沿线路传到听筒再还原为声音。

电话机中,把声音信号转化为电信号的是( )
话筒(送话器)把声信号转换为电信号;听筒把电信号还原为声信号。
现代通信主要采用数字通信,这是因为它( )
数字通信用符号组合表示信息,抗干扰强、易加密、可存储,优于模拟通信。
🎯 学习目标:知道电磁波的产生与传播;掌握波速、波长、频率的关系 c=λf。

2.1 电磁波 与 c=λfc=λf

  • 电磁波的产生:导线中迅速变化的电流会在空间激起电磁波。
  • 传播:电磁波的传播不需要介质,真空中也能传播,波速 c = 3×10⁸ m/s(与光速相同)。
  • 三个物理量:波速 c、波长 λ(相邻波峰间距)、频率 f(单位 Hz);关系 c = λ f。
  • 重要结论:波速一定时,频率越高,波长越短(λ = c/f)。
  • 电磁波谱:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线(频率由低到高)。

2.2 波长与频率的关系拖动改频率

增大频率,观察波形变密(波长变短)。频率单位 MHz,波长按 λ=300/f(m) 估算。

—
c = λ f(c = 3×10⁸ m/s)。代入频率 f(注意换算成 Hz)可求波长 λ。例如 f = 100 MHz = 10⁸ Hz,则 λ = 3 m。
波长 λ = c/f
—
波段性质
—
关于电磁波,下列说法正确的是( )
电磁波传播不需要介质,真空中速度 c=3×10⁸ m/s,与光速相同;由 c=λf,频率越高波长越短;电磁波能传递信息和能量。
某电台发射频率 100 MHz 的电磁波,其波长约为( )
f=100 MHz=10⁸ Hz,λ=c/f=3×10⁸/10⁸=3 m(也用 λ=300/fMHz=3 m)。
🎯 学习目标:了解无线电广播、电视、移动电话的工作原理。

3.1 广播/电视/移动通信调制与解调

  • 无线电广播:话筒把声信号变成电信号 → 调制(把信号加载到高频电磁波上)→ 天线发射;收音机接收→解调→扬声器还原声音。
  • 电视:同时传递图像信号(摄像管把光信号变电信号)和声音信号。
  • 移动电话:既是无线电发射台又是接收台,靠基地台(基站)转接实现通信;数字化、小巧、可移动。
💡 移动电话和基地台之间、基地台之间都靠电磁波联系;手机离基站越远信号越弱。

3.2 移动通信示意基站转接

移动电话通过基站中转,用电磁波实现双向通信。

移动电话(手机)在通信时( )
手机既是发射台又是接收台,通话时同时发射和接收电磁波,并通过基站转接。
把声音信号加载到高频电磁波上发送出去的过程叫( )
发射端把低频信号"加载"到高频载波上叫调制;接收端从中取出信号叫解调。
🎯 学习目标:了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的特点。

4.1 四种现代通信信息高速公路

通信方式原理 / 特点
微波通信频率高、容量大,但沿直线传播易被阻挡,需建中继站接力
卫星通信用通信卫星作中继站;3 颗同步卫星可实现全球覆盖
光纤通信激光在光导纤维中传输;容量极大、抗干扰强、保密性好、损耗小
网络通信依靠因特网与 TCP/IP 协议,实现全球信息共享(邮件、浏览、云)
✅ 未来方向:5G/6G、物联网、卫星互联网等让信息之路更宽更快;光纤因其优异性能成为骨干网首选。
💡 光导纤维(光纤)通信利用激光在玻璃纤维中不断全反射向前传播,几乎不受电磁干扰。
下列通信方式中,容量最大、抗干扰最强的是( )
光纤通信用激光在光导纤维中传输,具有容量大、抗电磁干扰强、保密性好等突出优点。
实现全球通信只需发射( )同步通信卫星
在赤道上空均匀分布 3 颗同步通信卫星,即可实现全球(除两极极小区域外)覆盖。