搜索
第二十一章信息的传递第1节现代顺风耳——电话1、电话：1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号）2、电话交换机：为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。3、电话信号分为模拟信号和数字信号两种。4、模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。在电话与交换机之间一般传递模拟信号，在交换机之间传递数字信号。第2节电磁波的海洋1、电磁波的产生：导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。2、电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。3、电磁波的家族：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。4、电磁波的波长λ、频率f和波速：（1）波长：波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离，用λ表示，单位是m。（2）频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1MHz=103kHz1kHz=103Hz1MHz=106Hz（3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。（电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，c=3×108m/s=3×105km/s）第3节广播、电视和移动通信电磁波是传递信息的载体。无线电通信系统由发射装置和接收装置两大部分组成。1、无线电广播信号的发射和接收：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。2、电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成，接收由电视机完成。3、移动电话：移动电话由空间的电磁波来传递信息。移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。第4节越来越宽的信息之路1、信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越高，在相同时间内传输的信息就越多。2、微波通信微波的波长在10m~1mm之间，频率在30MHz~3×105MHz之间。微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。中继站作用是把上一站传来的信号处理后，在发射到下一站去。3、卫星通信通信卫星相当于微波通信的中继站。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。4、光纤通信光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，由内芯和外套两部分组成。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。光纤通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。5、网络通信目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。例如：世界上最大的计算机网络，叫做因特网。计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。第二十二章能源与可持续发展第一节能源家族1、化石能源：煤、石油、天然气。2、生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能，如：食物、柴薪等。所有生命物质中都含有生物质能。3、一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。4、二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。5、不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。6、可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。7、按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。第二节：核能1、裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应。核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。2、聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。，也被成为热核反应。氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。3、核能的优点和可能带来的问题：①核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。②利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。第三节太阳能1、在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。2、大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。3、绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。4、我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。5、太阳能的利用：①利用集热器加热物质（热传递，太阳能转化为内能）；②用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化为电能）。6、太阳能具有取之不尽、用之不竭，清洁无污染等优点。第四节能量的转化和守恒1、能源革命：人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，就是所谓的能源革命。能源革命导致了人类文明的跃进。第一次能源革命：钻木取火；第二次能源革命：蒸汽机的发明；第三次能源革命：核能2、能量的转化和转移具有方向性。3、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。第五节能源与可持续发展1、煤和石油燃烧时生成的主要污染物是粉尘和有害气体。2、未来的理想能源必须满足以下四个条件：①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关技术必须成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。3、解决能源紧张的途径：由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长，因此人类必须不断地开发和利用新能源，同时增强节能意识，不断提高能源的利用率，这是目前解决能源紧张的重要途径。