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第1节
现代顺风耳——电
话
自主学习 预习检测
1、最简单的电话是靠 沿着导线把信息传到远方，
电话是1876年由 发明的。
2、为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。
早期的电话交换机是依靠 手工操作；1891年出现
了 ，它通过 进行接线，现代的程控
电话交换机利用了 技术。
3、利用电流来模仿声音特性而生成的信号称
为 ，用不同符号的不同组合表示的信号称
为 。
电流
贝尔
话务员
自动电话交换机 电磁继电器
电子计算机
模拟信号
数学信号
古代传递信息
飞鸽传书
政府配置的驿站、民间代捎书信
以特殊声音，如钟声，鼓声，鞭炮声等传递
信息以灯光，火光，如孔明灯，烽火等传递
信息
飞鸽传书 家书抵万金烽火戏诸侯
情景导入 生成问题
现代传递信息
有线通信：电话、电报、电视
无线通信：收音机、对讲机
数字化通信：互联网、数字电视
纸张通信：书信、报纸
1876年贝尔发明了电话
1892年，贝尔在纽约至芝加哥的电话开
通仪式上
自研互学 生成新知
1882
年，磁
性壁挂
电话
美军在
越南战
争时使
用的移
动电话
1969
年，可
视电话
女孩说话的声音是如何传到男孩耳朵中的？
一、电话的组成及作用
将声信号转化
成电信号
将电信号转化
为声信号
话筒：
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、当对着话筒讲话时，膜片时紧时松
的压迫碳粒，它们的电阻随之变化，
流过碳粒的电流就会相应改变，于是
就形成了随声音变化的电流信号。
4、声信号 电信号
（二）听筒
• 听筒内有一个磁铁，磁铁上绕有线
圈，前面有一个薄铁膜片。由于磁
铁的吸引，薄铁膜片有些弯向磁极，
在电话接通时，听筒和对方话筒相
当于串联在一个电路中，当从话筒
传来按说话声音振动而强弱变化的
电流时，磁铁对膜片的吸引力发生
了强弱变化，使膜片振动起来，在
空气中形成声波，就可以听到对方
讲话了。
• 电信号 声信号
2．电话的工作原理
女孩的话筒
男孩的听筒
女孩说话 话筒膜片振动
炭盒电阻变化
回路电流变化
磁性强弱变化
听筒膜片振动男孩听到声音
3．电流把信息传到远方
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
→空气振动而引起话筒内的碳粒忽松忽紧→导致
电路中电阻忽大忽小→引起电路中电流忽大忽小
→在另一段，磁铁对膜片的吸引力因电流变化而
发生了强弱变化→引起听筒的膜片振动→在空气
中形成声波→空气振动引起耳膜振动→听到说话
人的声音.
• 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，
• 在另一段，电流使听筒的膜片振动，携带信息
的电流又变成了声音。
动画演示：电话听筒与话筒的工作原理
（1）需要多少条电话线？
（2）怎样才能减少电话线的数量？
想一想 画一画
甲 乙
二、电话交换机
动画演示：利用交换机减少电话线数量
发明电话交换机， 提高线路效率
电话交换机工作示意图
程控电话交换机和操作台
电话交换机
• 原理：一个地区的电话都接到了同一台交换机上
，每部电话都编上号码（即电话号码）接到交换
机上使用时，交欢机把需要通话的两部电话接通
，通话完毕将线路断开。
如果在一台交换机与另一台交换机之间连接上若
干对电话线，则两个不同的交换机的用户也就能
互相通话了。
1．模拟信号和数字信号
电话信号分为模拟信号和数字信号两种。
（1）模拟信号
以电话信号为例：在话筒将声音转换成信
号电流时，电流的频率、振幅变化的情况跟声音
的频率、振幅变化的情况完全一样。
三、数学信号和模拟信号
模拟信号
• 模拟信号：在话筒将声音转换成信号电流时，
这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音
的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”
着声音信号的“一举一动”。这种电流传递的
信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式
叫做模拟通信。
• 特点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放
大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使
信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真
，严重时会使通信中断。
（2）数字信号
以电报信号为例：用点“ · ”和画“—”
的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个
汉字。
1 ·－－－－ A ·－
2 ··－－－ B －···
3 ···－－ C －·－·
4 ····－ D －··
5 ····· E ·
…… ……
发声、发光的长短，电压、电流的有无，数
字0和1，磁体的N、S极等不同符号信息都可组成
数字信号。
数字信号
• 数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号
叫数字信号。这种通信方式叫做数字通信。
• 特点：通常的数字信号只包含两种不同的状态
，形式简单，所以抗干扰能力特别强。数字信
号还可以通过不同的编码进行加密。
1、电话是______国人_____在_____年发明的。
2、最简单的电话机是由____ 和____组成的，其
中把声信号变成电信号的是 _____，把电信号变
成声信号的是______, _____ 里有一个永磁体。
3、一部电话机通常要和多部电话机通话，为了
提高线路的利用率，人们发明了____ __。
4、 ________________________叫做模拟信号，
______________________________叫做数字信号，
你家的电话是使用_________信号的。
-
美 贝尔 1876
话筒 听筒
话筒
听筒 听筒
电话交换机
模仿着要传送信息的信号
用不同符号的不同组合表示的信号
数字
当堂演练 达成目标
第2节
电磁波的海洋
自主学习 预习检测
1、导线中电流 会在空间激起电磁波。闭
合家中客厅里电灯的开关时，发现正在工作的电
视机的画面出现“雪花”，这是因为开关闭合时
产生了 。
2、电磁波的传播 （选填“需要”或“不
需要”）介质，电磁波 （选填“能”或“不
能”）像声波一样被反射。
3、广播、电视、和移动电话是利用 来传递
信息。
迅速变化
电磁波
不需要
能
电磁波
飞机上的飞行员与地面指挥员的对话不可能用
电线，那么是怎样进行联系的呢？
我们每天听收音机或看电视，也没有电线直接
通向电台或电视台，我们又是怎样接收到信号的
呢？
情景导入 生成问题
精彩的电视节目极大地丰富了我们的生活
一、电磁波与我们的生活
自研互学 生成新知
基地台的天线通过电磁波传递手机信号
接手机
雷达设备在军事、气象
等方面有广泛的应用。
通信卫星已经渗透到现
代生活的各个领域。
通信卫星
木杆的上下振动,通过水使振动向外传播形成水波.
二、电磁波是怎样产生的
在打开的收音机
的附近，让电池的负
极与一根锉良好接触，
正极连接一根导线，
拿着导线头，让它们
与锉接触，并在锉面
上滑动．
提问：
为什么附近工作的收音机会发出“喀喀”声？
实验：电磁波的存在
电磁波的产生
当导体或电路中的某处有迅速变化的
电流时，在该处就会产生一种电磁振荡，在
周围空间就会产生向外传播的电磁波．
三、电磁波是怎样传播的
◆1.电磁波在空间是向各个方向传播的．
◆2.德国物理学家赫兹用实验证实：电磁波传播的
速度等于光速：在真空中3×108m/s．空气中和
在真空中近似．
[联想]：由电磁波传播的速度等于光速你能得到
什么猜想？
光就是一种电磁波！
◆ 3.电磁波的频率由导体内每秒电流方向变
化的次数决定．
◆ 4.声波、水波是必须要有传播介质的，电
磁波的传播却不需要别的媒介可以在真空中
传播，这是电磁波与声波重大区别之一．
四、波长、频率和波速
电磁波的波长、频率和波速，满足：
时
间t
波长λ
不同频率（或不同波长）的电磁波的
传播速度都相同，频率较大的电磁波波
长较短．
760 nm 400 nm 可见光
红外线 紫外线
射 线
X射线
长波无线电波
频率Hz
波长m
短波无线电波
100 102 104 106 108 101010121014 10161018102010221024
108 104 100 10-4 10-8 10-12 10-16
电 磁 波 谱
为了对各种电磁波有更全面地了解，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
波 段 波 长 频 率 主要用途
长 波 3×104～3×103m 10～102kHz 超远程通信
中 波 3×103～2×102m 102～1．5×103kHz
无线电广播
电报中短波 2×102～50m 1．5×103～6×103kHz
短 波 50～10m 6 ×103～30 ×103kHz
微 波 10～10-3m 3×104～ 3×108kHz 电 视 、 宇 航
通信
五、无线电波的划分及应用
课堂小结 系统归纳
1．当导体中有_____ 时，在它的周围空
间就会产生____ 。
2．电磁波在真空中的传播速度等于______ m/s，
这个速度与______在真空中的传播速度相同。
迅速变化的电流
电磁波
3×108
光
当堂演练 达成目标
3．甲、乙两电磁波，甲的波长较短，则甲的频率
（选填“较小”或“较大”）。
4．我国1～12电视频道的波长范围是1.37～
5.71m，那么它们频率的范围应是______～
______MHz。
5．波长为300m的电磁波属于（ ）
A．长波 B．中波
C．短波 D．微波
较大
53 219
B
第3节
广播电视和移动通信
自主学习 预习检测
1、无线广播信号的发射通常由 完成，基本流程如
下：话筒把广播员的声音信号转换成电信号，然后用
把信号加载到 ，再通过 产生电磁波发射到空
中；信号接收由 来完成。
2、电视台用 同时传递图像信号和声音信号。电视
机用 还原图像，用 还原声音。
3、移动电话既是无线电 台又是无线电 台；它体
积小，功率不大，通话时要靠固定的 转接。
广播电台
调制器 高频电流上 天线
收音机
电磁波
显示器 扬声器
发射 接收
基地台
声音和图像是怎样从电（视）台传来的？
情景导入 生成问题
1．无线电广播信号的发射由广播电台完成
一、无线电广播信号的发射和接收
自研互学 生成新知
动画演示：无线电广播的工作过程
麦克风——将声信号转换成电信号
调制器——将音频电信号加载到高频电流上
天 线——产生电磁波将高频载波信号发射到
空中
2．收音机负责信号的接收与还原
天 线——接收各种各样的电磁波
调谐器——选择需要电台的载波信号（解调）
解 调——从载波信号中复原音频信号
扬声器——将音频电信号转换成声音
学校的电视演播室
电视用电磁波传递图像和声音信号。
二、电视的发射和接收
1．图像信号工作过程
摄像机——将图像转换成电信号
发射机——将电信号加载到频率很高的电流上
天 线——将高频信号发射到空中
高频振荡器产生
高频振荡电流
信号发射机房
声音信号
图像信号
发射天线
2．电视接收机工作过程
接 收 机——取出并放大图像和音频电信号
显 示 器——复原图像信号
天 线——接收包含声、像信息的高频信号
音频放大——将微弱音频电信号放大并输出
手机既是无线电发射台又是无线电接收台。
1．移动电话：（发射接收二合一）
三、移动电话
手机和手机通过基地台进行沟通
手机和座机借助基地台进行交流
基地台
手机
座机
工作区域在几十米至几百米的范围。
座机接在市话网上，相当于小型基地台。
2．无绳电话
设立基地台的原因
手机体积小，发射功率不大，天
线简单，灵敏度不高，要实现正
常的通话，需要固定的无线电台
转接——基地台，它与电话交
换机相连。城市中高大建筑物上
常常可以看到移动通信基地台的
天线。
想想议议
1、广播是通过话筒把声音信号转换成 ，经
加载到高频电磁波上，再通过 发射到空中，由
收音机还原成声音。
2、无线电通信就是利用 来传递 信号和
信号的。
电信号
调制器 天线
电磁波 声音
图像
当堂演练 达成目标
3、把声音和图像转化成电信号的是（ ）
A、耳机、摄像机 B、话筒、摄像机
C、话筒、显像管 D、耳机、显像管
4、收音机、手机、电视机三种常用电器中，既能
接受电磁波，又能发射电磁波的是（ )
A、手机 B、收音机
C、电视机 D、都可以
B
A
5、4G（第四代数字通讯技术）手机不仅能传递
声音信息还能无线上网，4G手机传递信息是通过
哪种波实现的（ ）
A、超声波 B、次声波
C、红外线 D、电磁波
6、下列是无线电广播接收过程的几个步骤，其合
理顺序是（填序号） 。
A、调谐选择所需要接收的电磁波
B、接收无线电波
C、解调器取出音频信号
D、扬声器放出声音
B A C D
D
第4节
越来越宽的信息之路
自主学习 预习检测
1、信息理论表明：作为载体的电磁波，频率
越 ，在相同的时间内传播的信息就越 。
2、现代通信网络主要靠 通信、 通信和
通信三种方式。人们还可以通过计算机进入
通信这个信息高速公路，在全球范围内使信息得
到高速共享。
3、在光纤通信中，用来传递信息的光应该是频率
单一，方向高度集中的 。
高 多
微波 卫星
光纤
网络
激光
情景导入 生成问题
讲5分钟故事 看5分钟电影
哪一种获取的信息更多一些呢？
信息理论表明：
作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内
传输的信息就越多。
相同时间内，电视广播比电台广播能传递更
多的信息。
微波信号的波长在
10 m ～1 mm之间;
微波信号的频率在30
MHz ～3 ×105 MHz之
间。
一、微波通信
自研互学 生成新知
微波几乎沿直线传播
微波中继通信示意图
答案：
太远，不方便
解决方案：
人造卫星通信
问题：
能否用月亮做中继站，实现微波通信？
通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星
二、卫星通信
三颗同步卫星可以实现全球通信
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
中国北斗卫星导航系统
中国北斗卫星导航系统
光是比微波频率
高得多的电磁波。
光通信的“高速公路”
更宽广。
利用频率单一、方向高度集中的激光进行
通信，效果很好。
三、光纤通信
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的
• 1966年，华裔物理学家高锟首次利
用无线电波导通信的原理，提出了
低损耗（20 db/km）的光导纤维
（简称光纤）的概念。
• 1970年，美国康宁公司首次研制成
功损耗为20 db/km的石英光纤，它
是一种理想的传输介质。
• 1970年，贝尔实验室研制成功室温
下 连 续 振 荡 的 半 导 体 激 光 器
（LD）。从此，开始了光纤通信
迅速发展的时代。
各种光导纤维
光沿着水流传播
实验演示——光可以沿着水流传播
光导纤维
光在光导纤维中的传播
光纤通信的优点：
（1）传输频带极宽，通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）频率稳定，信号传输质量高；
（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。
计算机可以高速处理各种信息，把计算机联在
一起，可以进行网络通信。
四、网络通信
通过因特网可以收发电子邮件，看到不断更新
的新闻，查到所需的各种资料。
随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的
时间内传送越来越大的信息量，信息传送的速度甚
至能够满足电视等活动画面的需要，我们已经可以
轻松地在网上看电视了。
1．信息理论表明：作为载体的电磁波， 越
高，在相同时间内传输的 就越多．
2 ． 电 视 广 播 的 工 作 频 率 一 般 为 3 0 M H z ～
3×105MHz，声音广播的工作频率一般为102
kHz～30MHz，由此可知在相同时间内 广
播比 广播要传输更多的信息．
频率
信息
电视
声音
当堂演练 达成目标
3．微波的频率在 MHz至 MHz之间的
电磁波，微波的性质与 更接近，大致也是
沿 传播，微波 (选填“能”或“不
能 ” ) 沿 地 球 表 面 绕 射 ， 所 以 必 须 每 隔 5 0
km左右要建设一个 ，把传来的信号处理
后再传出去，实现远距离通信．
4．现代科学技术的发展，使人们实现了卫星通
信之梦．卫星通信就是利用 做微波通
信的中继站．
30
光波
直线 不能
中继站
通信卫星
5103
5．在地球上空均匀配置 颗 卫星，就覆盖
了几乎全部地球表面，从而实现了
6．下列关于地球同步卫星的说法中不正确的是( )
A．同步卫星绕地球转动的周期和地球自转的周期一样
B．同步卫星可作为转播微波的中转站
C．同步卫星的速度与电磁波的传播速度相同
D．要使世界上任何一个地方的电视节目都可以传送到全
世界，至少要有三颗同步卫星
3 同步卫星
c
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