已故中科院院士、著名核物理学家王淦昌在“21世纪主要能源展望”的报告中说，目前化石燃料在能源消耗中的比重仍占绝对优势，但是，此类能源资源有限，污染环境，有温室效应，因此寻找新的、干净的、安全的理想新能源，成为当代科学技术要解决的重要课题．他说，在新能源开发中比较现实的是核能，它将逐渐发展成为新世纪的一种主要能源．他同时预测：21世纪中后期，核聚变能可能成为核能新秀．

　　理论和实践都证明，轻核聚变比重核裂变释放出的能量要大得多．利用核裂变，人们已经制造出了原子弹，并且通过反应堆加以人工控制，使其按照人们的需要有序地进行，成功地将核裂变释放出的巨大能量转变为电能，这就是原子能发电．利用核聚变，人们已经制造出了比原子弹威力更大的氢弹，氢弹是无控核聚变．要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能．即实现核聚变发电，也必须对核聚变实行人工控制，使其按照人们的需要有序地进行，这就是受控核聚变，自50年代科学家提出受控核聚变设想以来，已取得许多重要成果．

　　受控核聚变比受控核裂变要困难得多，复杂得多，因为它必须具备以下3个条件：

　　(1)足够高的点火温度，需要几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温；

　　(2)反应装置中的气体密度要很低，相当于常温常压下气体密度的几万分之一；

　　(3)充分约束，能量的约束时间要超过1s．目前，激光技术的发展和进步，使高温点火问题获得解决，世界上最大的激光器输出功率已达100万亿瓦，足够点燃核聚变之用．此外，利用超高频微波加热法也可达到点火温度．

　　核聚变发电与核裂变发电相比，具有许多优点，一是聚变能比裂变能要大好多倍，30mg的氘通过聚变反应能释放出相当于300公升汽油的能量；二是资源蕴藏丰富，重核裂变使用的主要燃料铀，目前探明的储量仅够使用约100年，而轻核聚变用的燃料是海水中的氘，1L海水可提取30mg氘，相当于300L汽油；三是成本低，1kg浓缩铀的成本约为1.2万美元，而1kg氘仅需300美元；四是安全可靠，核聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸事故．

1．核聚变能是否符合人类今后的理想能源的条件？为什么？

2．面对人类社会的可持续发展我们中学生如何应对？

几种通信方式的归类例析

江苏    王梅军

一、微波通信

   信息理论表明，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。微波的波长在10m~1mm之间，频率在30MHz~之间。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。但是微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站来进行传递。

  例1. 下列说法中正确的是（    ）

    A. 微波的速度小于光速

    B. 作为载体的无线电波，频率越低，相同时间内传输的信息就越多

    C. 关灯一瞬间，电灯周围的空间里会产生电磁波

    D. 微波通信的信号可沿地球表面曲折传播

    解答：微波是电磁波，其速度等于光速，则A选项错误。因为无线电波的频率越高，相同时间内传输的信息就越多，所以B选项也是错误的。而微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因而D选项也是错误的。关灯一瞬间，电流发生变化，在电灯周围的空间里会产生电磁波。故正确选项为C。

二、卫星通信

    人类通过发射人造卫星，用通信卫星做微波通信的中继站，实现了卫星通信的梦想。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。

  例2. 关于地球同步通信卫星，下列判断中正确的是（    ）

    A. 同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地球是静止的

    B. 同步卫星在空中静止不动

    C. 同步卫星和月球一样，每天绕地球运转一周

    D. 同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少要4颗就能将信号覆盖全球

    解答：根据地球同步通信卫星的有关知识，可以判断出正确选项为A。

三、光纤通信

    光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高，相同时间内传输的信息就更多。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，这样就把它所携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条光纤一起敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。

  例3. 为了在相同的时间内传输更多的信息，我们应该选择下列哪种电磁波作为信息传播的载体（    ）

    A. 光波                       B. 短波                       C. 中波                D. 长波

    解答：光的频率比短波、中波和长波更高，所以在相同时间内传输的信息就更多。故正确选项为A。

四、网络通信

    计算机可以高速处理大量的信息，把计算机连在一起，就可以进行网络通信，如聊天、电子邮件等。

  例4. 下列说法正确的有（    ）

    A. 两台计算机进行发送电子邮件时，必须同时上网

    B. “电子邮件”只能发送文字信息

    C. 计算机之间的联系只能用光缆

    D. 因特网的最大好处是能做到信息资源共享

    解答：两台计算机进行发送电子邮件时，不需要同时上网，则A选项错误。“电子邮件”可以发送文字信息，也可以发送图像信息和声音信息等，所以B选项也是错误的。计算机之间的联系可以用光缆，也可以用电磁波或导线等，因而C选项也是错误的。故正确选项为D。

人教版第十章   信息的传递 复习提纲

一、现代顺风耳—电话

1、电话

①发明：1876年贝尔发明了电话。

②基本结构：

话筒：金属盒、碳粒、膜片

听筒：磁铁、螺线管、薄铁片

③工作原理：话筒把声音变成变化的电流，电流延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。即：

声音的振动电流的变化振动（声音）

④电话的种类：录音电话；投币电话；移动电话；磁卡电话；可视电话；无绳电话。

2、电话交换机

①作用：提高线路的利用率。

②占线：①对方电话机正在使用；②交换机之间的线路不够用。

③发展：手工交换机；自动交换机；程控电话交换机。

3、模拟通信和数字通信

①模拟信号：声音转换为信号电流时，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：用不同的符号的不同的组合表示的信号叫做数字信号。

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。

二、电磁波的海洋

1、产生：导线中电流的迅速变化会在周围空间产生电磁波。

2、传播：不需要介质（可以在真空中传播）

3、波速：在真空中最快，c=3×10⁸m/s

4、波速c与波长λ、频率f的关系：c=λf

在同一种介质中，波速一定时，波长与频率成反比。

5、无线电波是电磁波的一部分，光波也是电磁波。

三、广播、电视和移动通信

1、无线电广播信号的发射的接收

①发射：由广播电台完成。

声信号电信号加载到高频电磁波发射出去

②接收：由收音机完成

各种电磁波选出特定频率的电磁波取出音频信号并放大声音

2、电视的发射和接收

电视用电磁波传递图像信号和声音信号

图像信号的工作过程：见课本P97

3、移动电话：既是无线电发射台，也是无线电接收台

①工作方式 ：它将用户的声音转化为高频电信号，并发射出去，同时它又能在空中捕捉到电磁波，使用户接收到对方送来的信息。

②基地台：手持移动电话很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，它跟其他用户的通话要靠较大的无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台。

③无绳电话：主机与手机上各有一个天线，它们通过无线电波来沟通。工作区域大约在几十米到几百米的范围内。

④音频、视频、射频和频道：见课本P98~99科学世界

四、越来越宽的信息之路

1、微波通信：波长10m~1mm，频率30MHz—3×10⁵MHz。它比无线电波（中波和短波）的频率更高，可以传递更多的信息。微波大致沿直线传播，不能沿地球表面折射。因此每隔50Km左右要建一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去，一站一站地传下去，将信息传向远方。

2、卫星通信：借助地球同步卫星来弥补微波在地面传播的不足，用通信卫星作微波通信的中继站，可以使它转发的微波天线电信号跨越大陆和海洋达到地球上的很大范围。现在我们看到的很多电视节目都是通过卫星传送的。在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆装盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。

3、光纤通信：激光频率单一、方向高度集中。光导纤维光不但能够沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播，还可以沿着玻璃丝进行传播，激光用于实际的通信就是使激光在特殊管道—光导纤维中传播。光纤通信通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。

4、网络通信：把计算机联在一起，可以进行网络通信。利用因特网可以收发电子邮件、查阅资料、看新闻、购物、视频点播、聊天，还可以进行远程教育、远程医疗。

最频繁的网络通信方式：电子邮件

最大的计算机网络：因特网

服务器之间的信息主要靠导线、光缆、微波来传递。

人教版第十章   信息的传递 复习提纲

一、现代顺风耳—电话

1、电话

①发明：1876年贝尔发明了电话。

②基本结构：

话筒：金属盒、碳粒、膜片

听筒：磁铁、螺线管、薄铁片

③工作原理：话筒把声音变成变化的电流，电流延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。即：

声音的振动电流的变化振动（声音）

④电话的种类：录音电话；投币电话；移动电话；磁卡电话；可视电话；无绳电话。

2、电话交换机

①作用：提高线路的利用率。

②占线：①对方电话机正在使用；②交换机之间的线路不够用。

③发展：手工交换机；自动交换机；程控电话交换机。

3、模拟通信和数字通信

①模拟信号：声音转换为信号电流时，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：用不同的符号的不同的组合表示的信号叫做数字信号。

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。

二、电磁波的海洋

1、产生：导线中电流的迅速变化会在周围空间产生电磁波。

2、传播：不需要介质（可以在真空中传播）

3、波速：在真空中最快，c=3×10⁸m/s

4、波速c与波长λ、频率f的关系：c=λf

在同一种介质中，波速一定时，波长与频率成反比。

5、无线电波是电磁波的一部分，光波也是电磁波。

三、广播、电视和移动通信

1、无线电广播信号的发射的接收

①发射：由广播电台完成。

声信号电信号加载到高频电磁波发射出去

②接收：由收音机完成

各种电磁波选出特定频率的电磁波取出音频信号并放大声音

2、电视的发射和接收

电视用电磁波传递图像信号和声音信号

图像信号的工作过程：见课本P97

3、移动电话：既是无线电发射台，也是无线电接收台

①工作方式 ：它将用户的声音转化为高频电信号，并发射出去，同时它又能在空中捕捉到电磁波，使用户接收到对方送来的信息。

②基地台：手持移动电话很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，它跟其他用户的通话要靠较大的无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台。

③无绳电话：主机与手机上各有一个天线，它们通过无线电波来沟通。工作区域大约在几十米到几百米的范围内。

④音频、视频、射频和频道：见课本P98~99科学世界

四、越来越宽的信息之路

1、微波通信：波长10m~1mm，频率30MHz—3×10⁵MHz。它比无线电波（中波和短波）的频率更高，可以传递更多的信息。微波大致沿直线传播，不能沿地球表面折射。因此每隔50Km左右要建一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去，一站一站地传下去，将信息传向远方。

2、卫星通信：借助地球同步卫星来弥补微波在地面传播的不足，用通信卫星作微波通信的中继站，可以使它转发的微波天线电信号跨越大陆和海洋达到地球上的很大范围。现在我们看到的很多电视节目都是通过卫星传送的。在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆装盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。

3、光纤通信：激光频率单一、方向高度集中。光导纤维光不但能够沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播，还可以沿着玻璃丝进行传播，激光用于实际的通信就是使激光在特殊管道—光导纤维中传播。光纤通信通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。

4、网络通信：把计算机联在一起，可以进行网络通信。利用因特网可以收发电子邮件、查阅资料、看新闻、购物、视频点播、聊天，还可以进行远程教育、远程医疗。

最频繁的网络通信方式：电子邮件

最大的计算机网络：因特网

服务器之间的信息主要靠导线、光缆、微波来传递。