优秀课件第十七章--电磁波与现代通信

第十七章第十七章 电磁波与现代通信电磁波与现代通信第十七章 电磁波与现代通信1一、信息与信息传播一、信息与信息传播1.1.什么是信息？什么是信息？信息是各种事物发出的信息是各种事物发出的有意义有意义的消息的消息.信息中包含的内容越多，信息量越大。信息中包含的内容越多，信息量越大。一、信息与信息传播1.什么是信息？信息是各种事物发出的有意22.2.信息是如何传播的信息是如何传播的？语言语言、手势、表情、颜色、手势、表情、颜色、符号符号、图像图像等等.2.信息是如何传播的？语言、手势、表情、颜色、符号、图像等.33.3.早期的信息传播工具有哪些？早期的信息传播工具有哪些？烽火台、驿马、电报机、电话烽火台、驿马、电报机、电话,海军用的手旗、灯光、擂鼓。海军用的手旗、灯光、擂鼓。3.早期的信息传播工具有哪些？烽火台、驿马、电报机、电话,海4莫尔斯莫尔斯莫尔斯发明莫尔斯发明的电报机的电报机19世纪世纪70年年代的电报机代的电报机莫尔斯莫尔斯发明的电报机19世纪70年代的电报机51878年的电话年的电话电话的发明电话的发明1878年的电话电话的发明6二、电磁波及其传播二、电磁波及其传播波源振动一次所需要的时间波源振动一次所需要的时间 （单位：（单位：s s）波源每秒振动的次数（单位：波源每秒振动的次数（单位：HzHz）波在一个周期内传播的距离波在一个周期内传播的距离 （单位：（单位：m)m)想一想：周期和频率的关系是什么？想一想：周期和频率的关系是什么？周期周期T T和频率和频率f f互为倒数关系，即互为倒数关系，即f=1/Tf=1/T波源偏离平衡位置的最大距离（单位：波源偏离平衡位置的最大距离（单位：m m）振幅振幅 A A：波长波长：周期周期 T T：频率频率 f f：波速波速v v：波的传播速度波的传播速度1.1.波的基本特征：波的基本特征：二、电磁波及其传播波源振动一次所需要的时间（单位：s）波源7波峰波峰波源波源波谷波谷振幅振幅振幅振幅一个波长一个波长平衡位置平衡位置一个波长一个波长一个波长一个波长距离距离S/mX/m波峰波源波谷振幅一个波长平衡位置一个波长认识：波的物理量距离82.2.电磁波电磁波英国的青年物理学家英国的青年物理学家麦克斯韦麦克斯韦预言了电磁波的存在；预言了电磁波的存在；德国的青年物理学家德国的青年物理学家赫兹赫兹第一次用实验证实了电磁波第一次用实验证实了电磁波的存在。的存在。电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，光波属电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，光波属于电磁波。电磁波产生于于电磁波。电磁波产生于变化的电流变化的电流。2.电磁波英国的青年物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在；9优秀课件第十七章-电磁波与现代通信10了解电磁波电磁波的速度与光速相同。电磁波的速度与光速相同。在真空中为在真空中为3103108 8m/sm/s。不同不同频率的电磁波传播的速度频率的电磁波传播的速度相同相同；电磁波传播电磁波传播不需要介质不需要介质，能在真空中传播。，能在真空中传播。金属金属对电磁波有屏蔽的作用；对电磁波有屏蔽的作用；了解电磁波电磁波的速度与光速相同。在真空中为3108m/s11电磁波的危害尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来某些害处，它会干扰人体生理节律，破坏某些害处，它会干扰人体生理节律，破坏免疫机能，引起头疼、失眠等症状，常被免疫机能，引起头疼、失眠等症状，常被人们称为人们称为“无形杀手无形杀手”。1995年年4月，美月，美国一架飞机在航行中，由于机上有人使用国一架飞机在航行中，由于机上有人使用手机，使机上的电子设备全部失灵，飞机手机，使机上的电子设备全部失灵，飞机偏离了航线。所以，电磁污染对人类生存偏离了航线。所以，电磁污染对人类生存环境的干扰已成为环境科学中的新课题。环境的干扰已成为环境科学中的新课题。电磁波的危害尽管电磁波为人类造福，但也给人类带来某些害处，它12电磁波谱电磁波谱频率越来越低频率越来越低波长越来越长波长越来越长电磁波谱频率越来越低波长越来越长13三、现代通信走进信息时代三、现代通信走进信息时代 什么是什么是“信息高速公路信息高速公路”？现代现代“信息高速公路信息高速公路”是指是指卫星通信卫星通信和和光纤通光纤通信信等高速，大容量信息传输通道的俗称。等高速，大容量信息传输通道的俗称。1卫星通信：卫星通信：（1 1）卫星通信是通过）卫星通信是通过微波微波实现的；实现的；三、现代通信走进信息时代 什么是“信息高速公路”？14（2 2）卫星通信系统是由）卫星通信系统是由通信卫星通信卫星（空间部分）和（空间部分）和 通信地面站通信地面站（地面部分）两大部分构成的；（地面部分）两大部分构成的；（2）卫星通信系统是由通信卫星（空间部分）和15同步卫星同步卫星（3 3）通信卫星通常在赤道平面上距地球表面高度约为）通信卫星通常在赤道平面上距地球表面高度约为 35800km 35800km的轨道上与地球同步转动，所以常称为的轨道上与地球同步转动，所以常称为 同步卫星同步卫星。一般只要有三颗互成。一般只要有三颗互成120120的同步卫的同步卫 星星，其发出的电磁波就几乎覆盖整个地球；，其发出的电磁波就几乎覆盖整个地球；同步卫星（3）通信卫星通常在赤道平面上距地球表面高度约为16全球卫星定位系统（全球卫星定位系统（GPSGPS）具有具有GPSGPS功能的工具功能的工具全球卫星定位系统（GPS）具有GPS功能的工具17（5）缺点：）缺点：造价较高造价较高有零点几秒的时间延迟有零点几秒的时间延迟保密性不好保密性不好（5）缺点：造价较高有零点几秒的时间延迟保密性不好182.光纤通信：光纤通信：（1）原理：）原理：利用利用光波光波在光导纤维中传输信息在光导纤维中传输信息光导纤维（光纤）：能够传输光信号的极其纤细的物质。光导纤维（光纤）：能够传输光信号的极其纤细的物质。光缆：多根光纤制成的激光信号的传输线。光缆：多根光纤制成的激光信号的传输线。光缆：传输光波光缆：传输光波电缆：传输电流电缆：传输电流2.光纤通信：（1）原理：利用光波在光导纤维中传输信息光导19光纤如何传输光信号？光纤如何传输光信号？多次光的反射多次光的反射光纤如何传输光信号？多次光的反射20（2）光纤通信的优点：）光纤通信的优点：通信容量极大通信容量极大不会受外界地磁场的干扰不会受外界地磁场的干扰不怕潮湿、不怕腐蚀、线路能量损失较小不怕潮湿、不怕腐蚀、线路能量损失较小（2）光纤通信的优点：通信容量极大不会受外界地磁场的干扰不怕213.3.信息高速公路的主干线信息高速公路的主干线互联网互联网远程教育远程教育网上购物网上购物网上聊天网上聊天视频会议视频会议汽车导航汽车导航远程会诊远程会诊3.信息高速公路的主干线互联网远程教育网上购物网上聊天视频22手机的演变手机的演变第三代：第三代：3G第四代：第四代：4G第一代：大哥大第一代：大哥大第二代：第二代：2G手机的演变第三代：3G第四代：4G第一代：大哥大第二代：2G23