高中物理 第6章 電磁波與信息時(shí)代 第2節(jié) 走進(jìn)信息時(shí)代教師用書 魯科版選修1-1
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第2節(jié) 走進(jìn)信息時(shí)代 課 標(biāo) 解 讀 重 點(diǎn) 難 點(diǎn) 1.了解人類通信的歷程. 2.知道四種常見的通信方式的基本特征,了解它們各自的用途. 3.了解互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程,體會(huì)它對人們生產(chǎn)生活方式產(chǎn)生的巨大影響.同時(shí)關(guān)注互聯(lián)網(wǎng)的負(fù)面影響. 1.衛(wèi)星通信、互聯(lián)網(wǎng).(重點(diǎn)) 2.幾種通信方式的理解.(難點(diǎn)) 人類“通信”的歷程 1.基本知識(shí) (1)古代,信息傳遞:烽火狼煙,擊鼓鳴金,飛鴿傳書.(寫出三種) (2)電磁波信息傳播的主要形式為:①電磁波空間傳播;②人造地球衛(wèi)星;③光纖通訊.信息傳播速度接近光速,傳播方式得以廣泛應(yīng)用. 2.思考判斷 (1)電報(bào)是1837所莫爾斯發(fā)明的.(√) (2)電話是1876年愛迪生發(fā)明的.() 信息高速公路及互聯(lián)網(wǎng) 1.基本知識(shí) (1)微波通信:優(yōu)點(diǎn)是通信容量大、傳輸穩(wěn)定、抗災(zāi)能力強(qiáng);缺點(diǎn)是只能采用空間波傳播,必須用中繼站的方法增加通信距離. (2)衛(wèi)星通信:優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面大、通信距離長,不受地理環(huán)境限制.主要分為國際衛(wèi)星通信、區(qū)域衛(wèi)星通信、國內(nèi)衛(wèi)星通信. (3)光纖通信:優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、容量大、中繼距離長、抗干擾性好、保密性強(qiáng)等.它是人類信息傳輸史上一次大的革命. (4)移動(dòng)通信:指移動(dòng)體之間或移動(dòng)體與固定體之間的通訊,目前進(jìn)入公用電話網(wǎng)的移動(dòng)通信主要有蜂窩移動(dòng)電話、無線尋呼、無繩電話3種. (5)因特網(wǎng)是連接千百萬臺(tái)用于商店、學(xué)校及研究機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)的全球性網(wǎng)絡(luò). 因特網(wǎng)和其他小網(wǎng)絡(luò)連接在一起被稱為信息高速公路. (6)負(fù)面影響 ①信息數(shù)量超過了信息所能處理或應(yīng)用的水平. ②過時(shí)、有害信息泛濫成災(zāi). ③網(wǎng)絡(luò)信息的安全性下降,知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)十分困難. 2.思考判斷 (1)GPS是利用3顆衛(wèi)星組成的全球定位、導(dǎo)航及授時(shí)系統(tǒng).() (2)微波中繼站類似于接力賽跑,將信息越傳越遠(yuǎn).(√) 3.探究交流 你知道世界上有哪些衛(wèi)星定位系統(tǒng)嗎? 【提示】 目前有美國的GPS,俄羅斯的“格洛納斯”系統(tǒng),中國和歐洲合作研制的“伽利略”系統(tǒng),我國自主研制開發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng). 對通信方式的理解 【問題導(dǎo)思】 1.微波通信要靠什么來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸? 【提示】 中繼站. 2.光纖通信的原理是什么? 【提示】 使用激光技術(shù)和全反射技術(shù). 1.微波通信 由于微波傳播只能采用空間波的傳播方式,因此靠中繼站接力來實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸. (1)中繼站的功能:接收前站傳來的信號(hào),加上能量經(jīng)放大后向下一站發(fā)射. (2)微波通信的特點(diǎn):通信容量大、傳輸穩(wěn)定、抗災(zāi)能力強(qiáng)等. (3)數(shù)字微波通信的特點(diǎn):噪聲小、頻帶寬、上下話路方便、更加經(jīng)濟(jì)可靠. 2.衛(wèi)星通信 通信衛(wèi)星系統(tǒng)由衛(wèi)星和衛(wèi)星通信地球站組成,同步衛(wèi)星在地球赤道上空36 000 km,相對地面靜止. (1)衛(wèi)星作為中繼站,將地面?zhèn)鱽淼奈⒉ㄐ盘?hào)放大后再發(fā)射回地球.理論上只需三顆等距離同步衛(wèi)星就可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋. (2)衛(wèi)星通信的特點(diǎn):覆蓋面大、通信距離長、不受地理環(huán)境限制、投資少、見效快等. (3)GPS是利用6個(gè)軌道上24顆衛(wèi)星組成的全球定位、導(dǎo)航及授時(shí)系統(tǒng). 3.光纖通信 把信號(hào)加在激光上在光導(dǎo)纖維中傳輸. (1)光纖通信的原理:采用可高速調(diào)制的激光光源,利用被調(diào)制的激光在用高純度的石英玻璃制成的細(xì)如發(fā)絲的光纖材料內(nèi)不斷發(fā)生全反射,將信號(hào)傳向終端. (2)光纖通信的特點(diǎn):頻帶寬、容量大、中繼距離長、抗干擾性好、保密性強(qiáng)、成本低、傳輸質(zhì)量高等. 4.移動(dòng)通信 移動(dòng)通信是指在移動(dòng)體之間或移動(dòng)體與固定體之間的通信. (1)移動(dòng)電話機(jī)既是一個(gè)電磁波發(fā)射器,又是一個(gè)電磁波接收器,可以撥打電話,也能夠接聽電話. (2)基站:幫助移動(dòng)電話機(jī)轉(zhuǎn)接信號(hào)的功率較大的固定的無線電臺(tái)叫基站,基站與電話交換機(jī)相連,移動(dòng)電話與其他用戶通話時(shí)要通過基站. 移動(dòng)通信的基地臺(tái)是按蜂窩結(jié)構(gòu)布局的,這種布局可以增加電磁波覆蓋的有效面積,避免基地臺(tái)的重復(fù)建設(shè),因而移動(dòng)電話也稱為“蜂窩移動(dòng)電話”. (3)使用移動(dòng)電話要講究場合,注意安全,防止電磁輻射.上課、考試、乘坐飛機(jī)、進(jìn)入加油站不要使用移動(dòng)電話. 關(guān)于同步衛(wèi)星,以下說法中正確的是( ) A.同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動(dòng)周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同 B.同步衛(wèi)星和月球一樣每天繞地球一周 C.同步衛(wèi)星固定在空中一直不動(dòng) D.同步通信衛(wèi)星作為傳播微波的中繼站,地球上只要有兩顆就能覆蓋全世界 【審題指導(dǎo)】 根據(jù)同步衛(wèi)星的特點(diǎn)進(jìn)行分析. 【解析】 所謂地球同步衛(wèi)星,即指衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同,與地球同步轉(zhuǎn)動(dòng),且在赤道上空的某地,站在地球上觀看(以地球本身為參照物)它在空中的位置是固定不動(dòng)的,所以它可以代替微波中繼站來進(jìn)行電磁波的中轉(zhuǎn)作用.全世界只要有三顆這樣的衛(wèi)星(當(dāng)然位置要選定好)就可以滿足全世界的需求,正確答案只有選項(xiàng)A. 【答案】 A 下列各種通信方式不屬于現(xiàn)代通信的是( ) A.衛(wèi)星通信 B.互聯(lián)網(wǎng)(有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)) C.戰(zhàn)場上的八百里加急 D.光纖通信 【解析】 由于衛(wèi)星通信、互聯(lián)網(wǎng)、光纖通信是二十世紀(jì)末逐漸發(fā)展起來的用電磁波傳輸信息的通信方式,屬于現(xiàn)代通信,而戰(zhàn)場上的八百里加急是一種古代通信方式. 【答案】 C 【備課資源】(教師用書獨(dú)具) 電磁輻射對人體傷害知多少 電磁輻射危害人體的機(jī)理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和積累效應(yīng)等. 1.熱效應(yīng):人體內(nèi)70%以上是水,水分子受到電磁波輻射后相互摩擦,引起機(jī)體升溫,從而影響到身體其他器官的正常工作. 2.非熱效應(yīng):人體的器官和組織都存在微弱的電磁場,它們是穩(wěn)定和有序的,一旦受到外界電磁波的干擾,處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場就遭到破壞,人體正常循環(huán)機(jī)能會(huì)遭受破壞. 3.累積效應(yīng):熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后,對人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前再次受到電磁波輻射的話,其傷害程度就會(huì)發(fā)生累積,久之會(huì)成為永久性病態(tài)或危及生命.對于長期接觸電磁波輻射的群體,即使功率很小,頻率很低,也會(huì)誘發(fā)想不到的病變,應(yīng)引起警惕! 各國科學(xué)家經(jīng)過長期研究證明:長期接受電磁輻射會(huì)造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心率失常、視力下降、聽力下降、血壓異常、皮膚產(chǎn)生斑痘、粗糙,甚至導(dǎo)致各類癌癥等;男女生殖能力下降、婦女易患月經(jīng)紊亂、流產(chǎn)、畸胎等癥. 隨著人們生活水平的日益提高,電視、電腦、微波爐、電熱毯、電冰箱等家用電器越來越普及,電磁波輻射對人體的傷害越來越嚴(yán)重.但由于電磁波看不見,摸不著,感覺不到,且其傷害是緩慢、隱性的,所以尚未引起人們的廣泛注意.家用電器盡量勿擺放于臥室,也不宜集中擺放或同時(shí)使用. 看電視勿持續(xù)超過3小時(shí),并與屏幕保持3米以上的距離;關(guān)機(jī)后立即遠(yuǎn)離電視機(jī),并開窗通風(fēng)換氣,用洗面奶或香皂等洗臉. 用手機(jī)通話時(shí)間不宜超過3分鐘,通話次數(shù)不宜多.盡量在接通1~2秒鐘之后再移至面部通話,這樣可減少手機(jī)電磁波對人體的輻射危害. 具有防電磁波輻射危害的食物有:綠茶、海帶、海藻、裙菜、卵磷脂、豬血、牛奶、甲魚、蟹等動(dòng)物性優(yōu)質(zhì)蛋白等. 1.下列傳播信息的方式中,傳遞信息最快的是( ) A.利用古代的驛站的形式傳播 B.利用發(fā)電報(bào)的形式傳遞信息 C.利用打電話的形式傳播 D.飛鴿傳書 【解析】 選項(xiàng)A、D是古代傳遞信息的方式,信息量少且傳遞慢;發(fā)電報(bào)還要解碼;而電話卻是可以直接通話的,故打電話最快. 【答案】 C 2.比較下列各類傳遞信息的方法,在相同時(shí)間內(nèi)能傳遞信息最多的是( ) A.電話 B.電報(bào) C.書信 D.可視電話 【解析】 電話只傳遞聲音,電報(bào)、書信只傳遞文字,可視電話聲音、文字、圖像均可傳送,所以可視電話傳遞信息最多. 【答案】 D 3.如圖621所示是地球上的人利用衛(wèi)星進(jìn)行通訊的示意圖,結(jié)合示意圖簡要說明衛(wèi)星通信的原理. 圖621 【解析】 通信客戶將信號(hào)發(fā)至地方站1,從地方站1發(fā)出無線電信號(hào),這個(gè)微弱的信號(hào)被衛(wèi)星天線接收后,首先在通信轉(zhuǎn)發(fā)器中放大、變頻,最后再由通信衛(wèi)星天線把放大后的無線電波發(fā)向地方站2,地方站2再將信號(hào)發(fā)到通信客戶. 【答案】 見解析 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測評(píng)(十八) (建議用時(shí):45分鐘) 1.發(fā)明電話的是( ) A.莫爾斯 B.愛迪生 C.赫茲 D.貝爾 【解析】 由人類“通訊”歷程史可知,貝爾發(fā)明了電話,故D正確. 【答案】 D 2.光纖通信具有的優(yōu)點(diǎn)是( ) A.頻帶寬,容量大 B.中繼距離長 C.抗干擾性好,保密性強(qiáng) D.傳輸質(zhì)量高,成本也高 【解析】 光纖通信由于具有頻帶寬、容量大、中繼距離長、抗干擾性好,保密性強(qiáng)、成本低、傳輸質(zhì)量高等許多優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今世界最有發(fā)展前途的通信技術(shù),故A、B、C正確. 【答案】 ABC 3.大量信息的存儲(chǔ)和多用戶的使用,對信息安全提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),下列四項(xiàng)中對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息危害最大的是( ) A.內(nèi)存大小 B.計(jì)算機(jī)病毒 C.電腦的存儲(chǔ)速度 D.電腦的計(jì)算速度 【解析】 由于網(wǎng)絡(luò)的巨大開放性,信息安全將會(huì)受到嚴(yán)重危害,其中計(jì)算機(jī)病毒像“幽靈”一樣籠罩在廣大計(jì)算機(jī)用戶心頭,給人們造成巨大的心理壓力,極大地影響了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的使用效率,由此帶來的無形損失是難以估量的. 【答案】 B 4.在下列裝置中,既能發(fā)射又能接收電磁波的是( ) A.收音機(jī) B.移動(dòng)電話 C.固定電話 D.電視機(jī) 【解析】 收音機(jī)和電視機(jī)只能接收電磁波,固定電話接收和發(fā)送的是電流信號(hào),只有移動(dòng)電話可發(fā)射和接收電磁波. 【答案】 B 5.在光纖通信中,用來傳遞信息的光應(yīng)該是( ) A.普通光源發(fā)出的光 B.太陽光 C.激光 D.以上三種光 【解析】 激光具有很好的單色性和方向性,是理想的通信光源. 【答案】 C 6.關(guān)于信息高速公路,下列說法正確的是( ) A.信息高速公路是為郵車設(shè)計(jì)的專用公路 B.信息高速公路是車輛可高速通行的公路 C.信息高速公路是由光纖、衛(wèi)星與微波通信等技術(shù)與設(shè)備組成的高速信息傳輸通道 D.信息高速公路上信息傳播速度接近超音速飛機(jī)的速度 【解析】 信息高速公路是由光纖、衛(wèi)星與微波通信等技術(shù)與設(shè)備組成的高速信息傳輸通道,故A、B錯(cuò)C對,信息高速公路上信息的傳播速度接近光速,故D錯(cuò). 【答案】 C 7.?dāng)?shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)具有的優(yōu)點(diǎn)是( ) A.抗干擾能力強(qiáng) B.容易加密 C.便于計(jì)算機(jī)處理 D.傳輸簡單 【解析】 數(shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)具有的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng),容易加密和便于計(jì)算機(jī)處理. 【答案】 ABC 8.光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù).目前,我國正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò).下列說法正確的是( ) A.光纖通信利用光作為載體來傳播信息 B.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的衍射原理 C.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的色散原理 D.目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲 【解析】 光纖通信是把信號(hào)加在激光上在光導(dǎo)纖維中傳輸,廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的石英玻璃絲,光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的全反射原理,故A、D正確,B、C錯(cuò)誤. 【答案】 AD 9.北京廣播電臺(tái)發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的信號(hào)、家用微波爐中的微波、VCD機(jī)中的激光(可見光)、人體透視用的X射線,都是電磁波,它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4,由小到大排序正確的是( ) A.f1>f2>f3>f4 B.f1- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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