搜索
感受信息让信息“飞”起来踏上信息高速公路第十九章走进信息时代感受信息感受信息信息的传递信息的记录电话和电报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。人类经历了五次信息变革获得语言应用网络技术创造文字发明造纸和印刷术应用电报、电视和电话纸竹简录音、录像磁带磁盘和光盘信息的记录信息的记录保存信息方法的变革，为我们的生活带来了极大的便利。我们可以在家通过VCD光盘欣赏精彩的电影；把电子老师请回家，根据自己的爱好选择学习各种知识；把保存在光盘上的百科全书买回家，建立家庭图书馆；用照相机、摄像机把美好的生活、旅游过程永久记录在磁带或光盘上；通过书报、光盘，我们可以方便地学到大量有用的知识，使我们变得更聪明……保存信息的方法还有很多，像胶卷、集成电路等。科学技术在迅速发展，将会有更多、更好的方法来保存信息。现代社会信息的传递古代信息的传递信息的传递—古代信息传递烽火信鸽驿马喇叭旗语长跑风筝灯塔击鼓驿马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、准确地通信。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。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。信鸽为了传递信息，古时候的人们还想出了许多奇异的方法，比如漂流瓶、信号树、信鸽和信猴等。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，芯片中的密码情报也只能在专门的装置上阅读，保密性极高。风筝风筝在古代是传递消息和作为侦察的工具。刘邦和项羽决战时，刘邦手下的大将韩信曾放起一只木鸢，根据线长来估测项羽军队驻扎地的距离，从而确定方位，开凿地道，攻破项羽大军。唐朝时，田悦率兵包围临洛城，唐朝将领令士兵放出一个纸鸢，可飞高百余丈，穿过围攻部队的上空，飘向城外，传达求援信息，终于引来了救兵解围。唐朝以后，随着造纸业的发展，风筝开始穿上轻而薄的纸衣，木鸢就逐渐为纸鸢所代替了。五代时，有个叫李邺的人在纸鸢头上装上竹笛和丝弦，当纸鸢升入空中后，由于风吹竹笛发出声响，风筝这个名字就由此而来。电话一、电话的话筒与听筒（一）话筒1.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。2.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。3.话筒作用：把振动转变为强弱变化的电流。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。（二）听筒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.二、电话的原理说话时声带振动而发出声音→引起介质空气振动传播声音→空气振动而引起话筒内碳精盘内碳粒忽松忽紧→导致电路中电阻忽大、忽小→引起电路中电流忽大、忽小→从而引起膜片内的振动而发声。声音使介质空气振动传播→空气振动引起耳膜振动→听到说话人的声音。想一想？实际中在电话接通后，听筒和对方的话筒通过电信局的有关设备串联在同一个电路里。其原因在于串联电路中电流处处相等，听筒和对方话筒串联才能保证二者间电流强弱变化一致，从而使听筒薄铁片和对方话筒中膜片的振动情况一致，保障听到的声音与对方讲话声音相同。三、实际的电话机1.实际的电话机除听筒、话筒外，还有电铃、拨号设备等2.现代的电话有：无线电话、可视电话、录音电话等电报1837年，莫尔斯发明了实用的电报机，从此人们可以做到同时在两地之间传递信息。早期的电报完全由人工操作，主要传送文字信息，经过不断改进，又发展了机械式电报机，现在又发展到自动化程序较高的电子式电报机，还有能自动将电码译成汉字的中文电报译码机。用电报传递信息具有经济、迅速、保密、方便等特点。什么能让信息飞起来？电磁波。电磁波是怎样产生的？当导体中的电流迅速变化时（既可以是方向变化，也可以是强弱变化），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。电磁波的定义：导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做电磁波。一、认识电磁波让信息“飞”起来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。除了自然界本身产生的电磁波外，人们还用专门仪器发射各种形式的电磁波用以传递信息和传递能量。二、电磁波的形式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射线做脑手术接受γ刀手术的病人我们生活在电磁波的海洋里。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。三、电磁波的应用2.X射线在医学上、工业中有广泛的应用金属探伤医用X光机◆（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:高速电子流射到任何固体上,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。工业上金属探伤3.用紫外线杀菌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:医院里病房和手术室的消毒。治疗皮肤病,硬骨病。照明和诱杀害虫的日光灯,黑光灯。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。4.红外线遥控器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.(用棱镜显示可见光谱)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,加热效率高,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勘测地热,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。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：雷达等根据波的传播情况将波分为两种。横波：像水波和绳波一样，波的传播方向与波源的振动方向相垂直，这种波叫做横波。电磁波是横波。四、电磁波的特征纵波：如音叉（或其他发声体）振动时，在空气中会有疏密相间的状态向外传播，形成声波。声波看不见，摸不到，但声波传到我们的耳朵，会引起鼓膜振动，使我们产生听觉。声波的传播方向与波源的振动方向相同，这种波叫做纵波。所有的波都有波速、波长、频率。电磁波也一样。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。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。即在1s内，出现的波峰数（或波长数）。用符号ν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=103Hz1MHz=106Hz波速（c）、波长（λ）、频率（ν）的关系：c＝λν变式：cλ＝νν＝cλ频率越高，波长越短频率越低，波长越长波长与频率互成反比关系频率越高，传递的信息量越大电磁波谱图实验证明，不仅无线电波是电磁波，光、X射线、γ射线等也都是电磁波。它们的区别仅在于频率或波长有很大差别。光波的频率比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长短很多；而X射线和γ射线的频率则更高，波长则更短。为了对各种电磁波有个全面的了解，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。1.信息的加载声音、图像等信息是无法直接用电磁波传递的。但将声音和图像变成电信号后便可以利用电磁波传播出去。2.信息的传播声音通过话筒变成音频电信号，图像经过摄像机变成视频信号后，便可以由调制器加在由振荡器产生的高频电磁波上并通过天线发射出去。五、电磁波传递信息3.信息的接收接收装置通过调谐器选定我们需要的电磁波，再通过解调器去掉电磁波，由扬声器将音频电信号还原成声音，由显像管将视频信号还原成图像。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、记忆力衰退等症状的产生。六、电磁波的危害与预防电磁污染源的种类（1）天然电磁污染源。如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动的磁暴都能产生电磁干扰。（2）人为电磁污染源。人为电磁污染源按频率的不同可分为工频场源与射频场源。工频场源以大功频输电线路产生的电磁污染为主，也包括若干放电型污染源。射频场源主要由无线电或射频设备工作过程产生的电磁感应与电磁辐射所引起的。目前人为电磁污染源已成为环境污染的主要来源。电磁污染危害现象1.电磁辐射能干扰电视的收看，使图像不清或变形，并发出令人难受的噪声。电磁污染会干扰收音机和通信系统工作，使自动控制装置发生故障，使飞机导航仪表发生错误和偏差，影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。2.电磁辐射对人体危害程度随波长而异，波长愈短对人体作用愈强，微波作用最为突出。处于中、短波频段电磁场（高频电磁场）的操作人员，经受一定强度与时间的暴露，将产生身体不适感，严重者引起神经衰弱，如心血管系统的植物神经失调。电磁污染的防护1.安设电磁屏蔽装置。在电磁场传递的途径中，安装屏蔽装置，使有害的电磁强度降低到容许范围内。这种装置为金属材料的封闭壳体。当交变电磁场传向金属壳体时，幅度衰减。电磁屏蔽可分有源场屏蔽和无源场屏蔽两类。2.其它综合性的防治对策。例如工业布局合理，使电磁污染源远离居民稠密区；改进电气设备；在近场区采用电磁辐射吸性材料或装置；实行遥控。什么是“信息高速公路”•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。踏上信息高速公路光导纤维简称光纤。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。光导纤维中激光是以不断反射的形式向前传播的，因而光缆也可以不沿直线铺设。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、光纤光纤通信XG光纤光纤实物光纤转换器光在光纤中的传播⑴信息容量大。由于光波的频率