1、第二十一章 信息的传递21.1 现代顺风耳电话【学习目标】1了解电话的组成和怎样把信息传递到远方的。2了解电话交换机的用处。3了解模拟信号和数字信号的基本区别。重点难点：1电话交换机的用处。2模拟信号和数字信号的区别。学习内容一：电流把信息传到远方学习指导：阅读课本 P145P146 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1第一个发明电话的人是(B)A 爱迪生 B 贝尔 C 奥斯特 D 安培2最简单的电话由听筒与话筒组成。【合作探究】教师巡视辅导 看书本第一幅插图，说一说，从古代到现代，人类经历了怎么传递信息的过程。古代利用烽火台，驿站等近代老式电话等现代移动电话、互联网等
2、_使用 PPT 展示图 21.11，知道电话的发明者是贝尔。使用 PPT 展示图 21.13，仔细观察话筒和听筒工作的动画 ，相互说一说它们是怎样工作的，并完成下面的填空。我们对着话筒说话时，由于声音的振动，膜片时紧时松压迫炭粒，它们的电阻随之发生改变，通过炭粒的电流随之发生改变，于是形成随声音变化的电流信号，此时，声音信号转化为电信号。电信号顺着导线传递到听筒时，听筒内的电磁铁周围出现随声音变化的磁场，它吸引附近的薄铁片，铁片随之振动，形成随电信号变化的声音，此时，电信号转化为声音信号。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】无论是老式电话，还是新式手机，话筒都是把声音信号转化成电信号，听筒都是
3、把电信号转化成声音信号。【即时练习】完成 P149 第 1 题。学习内容二：电话交换机 学习指导：阅读课本 P146P147 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1电话交换机的作用：提高线路的利用率。2电话交换机的发展历程：早期话务员手工切换，近代 使用电磁继电器进行自动控制，现在使用电脑来控制。3现代程控电话的功能有：缩位拔号、转移呼叫、来电显示、遇忙回叫、三方通话等。【合作探究】教师巡视辅导游戏模拟：如下图 1，6 位同学一组，每一个方块代表一部电话，二部电话之间只有用导线连接起来，它们彼此才可以通话。要想让其中一个同学分别与其它 5 位同学中的任意一位通话，他们之间
4、共需要多少根连线？试着做一做，并用数学式表示出来。我们全班有 45 位同学，要想实现上述目标，共需要多少根线？我们全市有 100000 部电话，要实现上述目标，共需要多少根线，试根据你的表达式，计算之。根据你的计算结果，想一想：在实际生活中，电话间用这种方式来连接可能吗？如果不能，有没有更好的办法来解决呢。相互讨论，说一说你的方法。在图 2 中画出你的做法，说一说，电话交换机的最大好处是什么。 在图 3 中，如果 1 号机想与 10 号通话，应该怎么做？答：应该将二个交换机连接起来。如果交换机 A 与 B 之间最多允许 5 对电话同时通话，那么此时 6 号要给 12 号打电话能打通么？这种情况
5、在生活中叫什么？答：无法打通。这种情况叫占线。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】占线有两种情况：1.对方的电话正在使用；2.二个想通话的电话所经过的交换机之间有太多的用户在通话。【即时练习】 完成 P149 第 2 题。学习内容三：模拟通信和数字通信学习指导：阅读课本 P148P149 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1电话信号分模拟信号和数字信号两种。2信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，这种电流传递的信号叫模拟信号。3使用不同符号的不同组合表示的信号叫数字信号。【合作探究】 教师巡视辅导【展示交流】教师掌握情况回顾学习内容一，老式
6、电话在通话时话筒把变化的声音转化成变化的电流，听筒把变化的电流转化成变化的声音，这样的信号叫模拟信号。(使用 PPT 展示相关图片或动画)看图 21.12，了解莫尔斯电码，想一想：使用莫尔斯电码怎么表示 215 这个数字。动手做一做：使用敲击桌子的方式把这个信号发给你的同桌。规则：用手敲击一下表示点，用尺击打一次桌面表示横。【精讲点拨】使用 PPT 播放老式电话通话时声音失真的视频，阅读 P149 第一段，归纳比较模拟信号和数字信号的优缺点。模拟信号的缺点：在传输过程中，可能会丢失一些信息，造成声音、图像失真，严重时会造成通信中断。数字信号优点：1.形式简单，抗干扰能力强；2.可以使用计算机进
7、行处理；3.容易加密。【即时练习】完成 P149 第 3 题。【当堂练习】见训练案基础部分212 电磁波的海洋【学习目标】1了解电磁波的产生和传播。2知道光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度。3知道波长、频率、波速的关系。重点难点：1知道电磁波的产生和传播。2知道电磁波波长、频率、波速之间的关系。学习内容一：电磁波是怎样产生的学习指导：阅读课本 P150 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1木棍击打水面振动产生水波；说话时声带振动在空气中形成声波；当导体中有迅速变化的电流时，在它周围的空间里就会激起电磁波。2电视台、移动电话等都是利用电磁波来传递信息的。【合作探究】教师
8、巡视辅导老师演示实验“电磁波的产生” 。将导线的一端固定在负极，用导线另一端摩擦电池正极，仔细听，你能听到什么？停止摩擦，你又能听到什么？答：在老师摩擦的时候，听到“兹兹”声。摩擦停止， “兹兹”声消失。讲解：我们听到的“兹兹”声，说明收音机接收到了电磁波信号，停止摩擦，声音消失，说明这时候没有产生电磁波。小结：产生电磁波的条件：导线中有迅速变化的电流会在空间激起电磁波。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】上述实验对电池有害，所以尽量采用旧电池来做。【即时练习】完成 P153 第 1 题。学习内容二：电磁波是怎样传播的 学习指导：阅读课本 P151P153 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔
9、作上记号。【自学检测】1在水波的传播中，凸起的地方叫波峰，凹下的地方叫波谷，相邻的两个波峰或波谷之间的距离叫波长。2在 1S 内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。3描述波传播速度的物理叫做波速。波速就是波在 1S 内通过的距离。4电磁波频率的单位叫赫兹，常用的单位是千赫(kHz)、兆赫(MHz)。频率在数百千赫到数百兆赫的那一部分，叫做无线电波。广播、电视、移动电话是利用无线电波来通信的。5电磁波的波速用 c 表示，它的数值大约是 30 万千米每秒。6单位换算：(1) 103.8 kHz1.03810 5_Hz_0.1038_MHz；(2) 0.725 MHz_0.72510 6_Hz
10、_0.72510 3_kHz。【合作探究】教师巡视辅导1使用 PPT 展示水波的图片，并出示水波示意图片，指出波峰、波谷、波长。答：A 和 C 是波峰，B 和 D 是波谷，AC 或 BD 之距离叫波长。2根据波速的定义，想一想：如果图下方的波在 1s 内有 50 个波峰过 E 点，则这个水波的频率是多少？(50Hz)答：50Hz3如果图中，波长是 2 米，则这个水波的波速是多少？答：波速波长频率2m 50Hz100m/s 。4使用 PPT 演示“电磁波能在真空中传播” ，将移动电话调至振动状态 ，放在真空罩中，给这个移动电话打电话，你看到什么？这个现象说明了什么？答：移动电话振动，说明它接收到
11、了信号，这个现象说明电磁波可以在真空中传播。5使用 PPT 展示宇航员在月球上通话的图片。6电磁波的波速这个值让你想起了什么？你能从这个值中获取哪些信息？答：这说明光也是电磁波的一种。7阅读科学世界“微波炉” ，完成下列填空。微波炉使用微波给食物加热，在此过程中，电能转化为热能，微波炉中不能使用金属容器，过量的微波照射对人体有害，而金属对微波有屏蔽作用，所以微波炉的外壳是金属制造的。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】观察图 21.24 的图片，了解生活中常见的电磁波。在这个图片中，这些波从左到右，它们的频率越来越高，根据前面波速与波长、频率的关系，你觉得这些波从左到右，它们的波长是什么关系？
12、解答：因为电磁波的波速是一个定值，所以当波速一定时，频度越高，波长越小。因此从左到右，它们的波长越来越短。【即时练习】 1完成 P153 第 2、3 题。2为了探究收音机接收电磁波的情况好坏与哪些因素有关，小明将一台袖珍收音机调好电台节目和音量后完成了以下实验：将收音机放进一个铝锅内，发现声音明显变小，取出后又恢复了原来的音量。将收音机放进一只木桶内，发现声音大小不变。将收音机放进一只铁桶内，现象与 A 相似。将收音机放进一只塑料桶内，现象与 B 相似。(1)根据以上实验，小明得出这样的结论：电磁波在传输的过程中 ，若遇到金属类物质，其强度会大大地减弱。(2)请你根据以上答案，解释为什么电视机
13、靠室内天线接收的信号效果不如用室外天线接收的信号效果好？(水泥墙内的钢筋网状结构对电视信号有屏蔽作用) 。(3)根据以上实验，你能做出一种有用的设想吗？答：电视信号传输线外层包有一层金属网状物，能够减弱其他电磁波信号对电视信号的干扰。【当堂练习】见训练案基础部分213 广播、电视和移动通信【学习目标】1了解无线电广播的大致工作过程。2大致了解电视的工作过程。3了解移动电话是怎样工作的。重点难点：无线电广播的工作过程。学习内容一：无线电广播信号的发射和接收学习指导：阅读课本 P154P155 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1无线电广播信号的发射时由广播电台完成的，信号
14、的接收是由收音机来完成的，是利用电磁波来传递信号的。2在发射电磁波的过程中，振荡器的作用是产生高频电流，话筒的作用是把声信号转化成电信号。3把音频信号加到高频电磁波上的过程叫(A)A调制 B调谐 C检波 D发射4从广播电台发射出去的电磁波是(C)A振荡器产生的高频电磁波B随声音变化的低频电磁波C经声音信号调制的高频电磁波D经图像信号调制的高频电磁波【合作探究】 教师巡视辅导阅读 P154 图 21.31 以上的文字内容，结合下图，弄清无线电广播信号的发射和接收过程，相互说一说，并完成相关填空。1无线电广播的发射过程：A话筒把声信号转制成音频电信号 ，加载在高频电流上，这个工作由调制器完成，高频
15、电信号由载波发生器产生。注意：可以在一个高频电流上加载多个频率不同的音频信号，相当于一辆汽车可以乘坐多名乘客。B高频电流相当于 公共汽车 ，携带有音频信号的高频电信号从发射天线发射；C发射天线相当于 汽车站 (出站口)。2无线电广播的接收过程：A携带音频信号的高频电信号被接收天线接收 ，接收天线相当于汽车站( 进站口)。B我们需要的音频信号被从高频电信号中分离 相当于到达目的地的乘客下车 ，这个工作由调谐器完成。C音频信号被放大，这个工作由 放大器完成，被放大的音频信号被送到扬声器，它把音频电信号变成声音。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】在无线电广播的发射和接收过程中，声音信号先转换成音频
16、电信号，被接收后再被转换成声音信号。老师演示扩展性实验“电磁波的发射与接收” ，多次改变发射器发出的电磁波的频率，观察计算机中出现的波形。【即时练习】1用无线电波来传递信号的过程中，下列说法不正确的是(D)A发射电磁波要有振荡器、调制器和天线B接收电磁波要有天线、调谐器、检波器和耳机C用电磁波能传递图像D收音机、电视机、VCD 都是电磁波的接收机2广播电台或广播电视台的发射天线的作用是(C)A只发射音频电流激发的电磁波B只发射视频电流激发的电磁波C只把音频电流和视频电流加载到更高频率的射频电流上，再通过天线发射D三种电流不经调制通过天线发射三种不同的电磁波学习内容二：电视的发射和接收 学习指导
17、：阅读课本 P155 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】电视台用电磁波传递图像信号和声音信号。【合作探究】 教师巡视辅导一、阅读 P155 图 21.33，完成下列填空。电视的发射：摄像机把图像信号变成电信号，发射机把电信号加载到高频电流上，通过发射天线把它发射到空中。电视的接收：电视机的接收天线接收到高频信号，通过电视机把图像信号取出放大，由显示器把它还原成图像，二、阅读“科学世界”知道音频、视频、射频和频道的概念，并完成下列填空。1音频是指由声音信号转换而成的电信号，视频是指则图像信号转换而成的电信号，用来加载它们的高频电流叫射频。2不同的频率范围叫频道。三、观察图
18、 21.38，了解音频、视频、射频的频率的不同。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1摄像机在工作时同时也把声音信号转换成电信号，电视机接收到的高频电信号中，包括图像信号和声音信号，其中声音信号在扬声器中还原成声音。2任何一个频道都包含一定的频率范围，如果两频道的频率过于接近，电视或收音机在接收时会出现“串台”的现象。为了避免这种现象，相关部门会给各个电台或电视台划分专门的频率范围，这就是不同的电视台有不同的频道的原因。【即时练习】 1 .关于音频、视频和射频及频道，下列说法中正确的是(D)A音频是由声音变成的电信号 ，它的频率很高，音频电流在空间激发电磁波的能力很强B视频是由图像变成的电信号
19、，它的频率较高，视频电流在空间激发电磁波的能力很强C射频是把声音和图像变成的电信号加载到视频电流上，但不能向空中发射D频道是指不同的频率范围2完成 P157 第 1 题。学习内容三：移动电话学习指导：阅读课本 P156 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1移动电话既是无线电发射台也是无线电接收台。2移动电话跟其它用户通话要靠固定的无线电台转接，这种固定的无线电台叫基地台。【合作探究】 教师巡视辅导1使用 PPT 展示移动电话和固定电话，说一说，移动电话与固定电话相比 ，有哪些优点？答：可移动，使用更方便。2移动电话既要把我们说的话发射出去，又要能将别人说的话接收进来，它
20、需要怎样的装置才可以实现这些功能，结合前二小节的内容，相互说一说你的想法。答：它既要能发射信号，又要能接收信号，所以它既是无线电发射台，也是无线电接收台。3使用 PPT 展示无绳电话的图片，说说它是怎样工作的？答：无绳电话的座机和天线各有一个天线，它们之间通过无线电波来沟通，座机接在市话网上，相当于一个小型基地台。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】无绳电话的座机功率比较小，所以手机与座机间的距离不能太远。【即时练习】完成 P157 第 2 题。【当堂练习】见训练案基础部分214 越来越宽的信息之路【学习目标】1常识性的了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。重点难点：2卫星通信、光纤通信
21、、网络通信的优点和原理。学习内容一：微波通信、卫星通信学习指导：阅读课本 P158P159 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多，因此，现代的无线电通信、广播电视等所用的电磁波的频率也越来越高。2微波的性质接近于光波，大致沿直线传播。3使用通信卫星作为微波通信的中继站的通信方式叫卫星通信。【合作探究】 教师巡视辅导1使用 PPT 分别给学生展示 60S 的声音材料和 60S 的影音材料，比较从其中获取的信息量，你有什么感觉？答：影音材料包含的信息量要大得多。2阅读课本，知道现代的广播电视，无线电通信
22、是采用频率很高的微波来通信的。完成下面的填空。微波的波长：10m1mm，频率为：30MHz310 5MHz。微波的传播方式：大致沿直线传播。微波的优点：速度快，频率高，一条线路可以同时开通几千、几万路电话。微波的缺点：大致沿直线传播，不会拐弯，所以每隔 50km 左右要设一个微波中继站。3在中国和美国之间，存在着世界最大的海洋太平洋，太平洋上无法设立中继站，那么中美之间怎样才能实现微波通信？说说你的想法，讨论一下它的可行性。答：可以考虑用月亮作为微波中继站。但月亮离地球太远，微波在传播的过程中信号有衰减，时间有延迟，不能及时同步，并且只有当两地都能看到月亮的时候，两地间才可以实现通信。4人类已
23、经可以向太空发射卫星，能否使用卫星作为微波中继站？如果可以，请想一想，使用卫星作为微波中继站，有哪些优点？(使用 PPT 展示卫星通信的图片或视频)答：可以使用卫星来进行通信。它的优点在于：卫星离地面较近，信号不会很快衰减，卫星在地球上空，微波在传播过程中很难遇到阻碍，另外只需要三颗卫星就可以实现全球通信。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】用来通信的卫星一般是同步地球卫星， “同步”的意思是：卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，以地面上某点为参照物，卫星相对该点静止。【即时练习】完成 P163 第 1 题。学习内容二：光纤通信和网络通信学习指导：阅读课本 P160P161 文字内容与插
24、图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】11960 年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一，方向高度集中的光激光。2通信用的激光一般在光导纤维中传播。3将世界各地的计算机连接起来，构成一个巨大的网络，这些计算机彼此之间可以实现通信，这种通信方式叫网络通信。网络通信最常见的形式是使用电子邮件。【合作探究】教师巡视辅导1老师演示或使用 PPT 展示演示实验，观察实验现象， 你看到了什么？答：水从小孔中流出，会看光也随水流弯弯曲曲的照到地面，形成光斑。_2如果我们将水流换成一个中空外部涂黑的弯曲玻璃管，将一束激光从一端射入，想想一下，你会看到什么现象？相互交流一下。
25、学生交流完毕，观看 PPT 视频或动画“光在光导纤维中传播” 。小结：光导纤维就相当于这根可以弯曲的玻璃管，携带信息的激光在其中发生多次反射后，会从另一端射出。这就可以实现光纤通信。3结合前一小节所学，讨论一下激光通信的优点。优点：速度很快；频率极高，可以携带大量的信息；频率单一，抗干扰能力很强。4使用 PPT 播放使用 QQ 聊天的视频，并展示图 21.48，了解网络通信的基本过程。请学生根据视频和图片描述一下。甲输入信息并发送信息被传送到与甲的计算机相联系的服务器 A服务器 A 将信息传送到与乙计算机相连接的服务器 B服务器 B 将信息再传送到乙计算机中 ，在相关的聊天软件中显现出来。5让拥有电子信箱的同学说一说 这个电子邮件地址各部分的含义。与书本上的相对照，看一看说的对不对。6阅读科学世界“激光的应用” ，讨论下面的问题？激光有哪些不同于其它光的特点？文中所说激光的应用分别利用它的哪个特点？激光还有在哪些方面的应用，请列举一些例子。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】在实际的网络通信中，一段信息可能需要多个服务器转发才能到达目标计算机。【即时练习】 完成 P163 第 2、3 题。【当堂练习】见训练案基础部分