初三物理讲义专题21 信息传递与能源（讲义）

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专题 21 信息传递与能源（讲义）

一、知识梳理

考点一、信息传递

1.现代顺风耳-电话

（1）电话的组成：话筒-把声信号变成变化的电流信号；听筒-把变化的电流信号变成

声音信号。

（2）电话的工作原理：声音→话筒→产生变化的电流→听筒→振动（声音）。

（3）电话交换机：1)为了提高电话线路的利用率而发明的；2）用来实现两部电话之

间的转换；3）使用交换机，可以大幅度的减少电话线的数量。

（4）电话“占线”原因：1）对方电话没有扣好；2）对方正在通话；3）电话交换机

忙。

2.模拟通信和数字通信

（1）模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况

跟声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫

模拟信号。模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长

途通话。

（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字通信：使用数

字信号通信的方式叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。

（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信

号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。

（4）电话交换机间的信息是靠数字信号传递，而电话与电话机之间的信息传递靠模拟

信号，但是不论哪种通信都需要电话线。

3.电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，如

果这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不

局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出去，这样的传播就形成了电磁波，即导体中

电流的迅速变化在空间激起电磁波。

4.电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在真空中传播，传播不需要介

质；电磁波传播的速度 c=3×108m/s，电磁波的波长为 λ，波速 c=λf，其中 f 是电磁波的

频率；电磁波的波谱：γ 射线，X 射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。

5.电磁波的发射和接收

1）发射：将要传输的电信号（音频信号，图像信号）加载到高频电磁波（载波）上，

再通过天线发射到空中的过程。

2）接收：天线将电磁波接收下来，再通过接收器（收音机，电视机等）将要传输的电

信号取出来并放大，最后还原成声音或图像过程。

3）“天线”可以同时接收多种频率的电磁波，利用调谐器可以选出人们所需要的频

率。

6.电磁波的应用

1）微波炉：利用电磁波（波长很短的微波）来加热食品。

2）雷达：利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸

明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，传播

直线性越好，反射性能越强。

3）无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫兹至数百兆

赫兹的那部分叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）；根据波长的不同而有不同传

播特征：分为地波，天波，空间波三种；激光：激光束平行度特别好，在传播很远的距离

后仍能保持一定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间和很短的时

间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀”。

7.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，无线电广

播信号的接收由收音机完成。

1）发射：话筒把播音员的音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高

频电磁波（载波）上，再通过天线发射到空中。

2）接收：收音机天线接到电磁波，经过收音机的调谐器选出特定频率的信号，电子电

路在把音频信号从中选出来，进行放大，送到扬声器里，把音频电信号转换成声音。

3）注意：调谐器和调制器易错：调制器是把音频电信号加载到电磁波上的过程，而调

谐器通俗叫做选台，是在接收过程中。

8.电视信号的发射和接收：电视信号的发射由电视台完成，电视信号的接收由电视机

完成。

1）图像信号的产生过程：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高

的电磁波上，通过发射电线发射到空中。

2）图像信号的接收过程：电视机的接收天线把高频信号接收下来，通过电视机把图像

信号取出来并放大，由显像管把它还原成图像。

注意：声音信号的产生，传播和接收与无线电广播的工作过程相似，与无线电信号一

样，单独的图像信号不能在空中传播，必须以电磁波为载体传播

9.移动通信

1）基本原理：移动电话能将我们讲话的信号利用电磁波发射到空中同时又能在空中捕

获电磁波得到对方讲话的信号。

优点：利用电磁波传递信息，只要在电磁波辐射到的区域都能进行通话，比固话方

便。

缺点：为了保证通话的质量，必须建立较大的无线电台进行信号的转换，这些固定的

电台叫做基地台。

移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台。

10.越来越宽的信息之路

1）微波通信：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。微波

波长在 10m-1mm，频率在 30MHz-3×105MHz 的电磁波。

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