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沈括 |
沈括（约1031～1095）中国古代科学技术鼎盛时期（北宋）最博学的科学家，字存中，钱塘（今浙江杭州）人。小时勤奋好学，14岁就读完家中藏书，他随父母到过许多地方，广闻博见，知识丰富。历任沭阳县主簿（县令助理）、太史令，参与过整理盐政，考察水利及任司天监、翰林学士等技术性官职，几乎包办了当时朝廷中的科学事务，如修历法，改良观象仪器，兴水利，制地图，监造军器等。他十分虚心求教，勤于思考，能向一切内行学习，“历访镜工”，“问教坊老乐工”，“问老医”，“凡所到之处，山林隐者，无不求访，及一药一术，皆至诚恳切而得之”，“发明考证，洞悉源流”。例如他三十多岁开始研习数学天文时，就常请教当时的女数学家胡淑修。沈括比她及其丈夫年长十余岁，仍能如此虚心下问，并屡叹曰：“得为男子，吾益友也。”他在天文、历法、数学、物理、地学、生物、化学、医药、水利、兵工、治金、建筑、文史、乐律等多学科领域，都有很高造诣。有《梦溪笔谈》、《长兴集》、《苏沈良方》等著名（据《宋史·艺文志》记载他的著述有22种155卷，但不少已散失）。研究中国科学史的专家李约瑟誉他为“中国通”。 沈括十分重视调查、观察、实测、实验，并且要“原其理”，“以理推之”。他倡导“见简即用，见繁即变，不胶一法”，这也是他取得天文、物理等方面独创性成就的原因之一，他的科学思想受儒、道、元气说等的影响，同时注意核查他人在实测中的数据。例如在天文学方面，他详细观察五星运行轨迹（“如柳叶边缘”）和陨石坠落时的情景；为测量北极星与北天极的真实距离设计了窥管，每夜3次，连续三月，得200余图，得出当时极星“离天极三度有余”的粗测结论；作晷漏实验十余年，首次推出冬至日昼夜“百刻有余”，夏至日“不及百刻”的结果。他还设计了“一弹丸，以粉涂其半，侧视之则粉处如钩，对视之则正圆”（《梦溪笔谈》卷七）的演示实验，证明了“月本无光，日耀之乃光耳”，以及月相变的道理。对历代历法的积弊改进，推行了比较合理的“奉元历”，在此基础上又提出了更科学的“十二气历”设想：即以节气定月份，大小月相间的纯阳历。 沈括对指南针进行了深入研究，他把“方家以磁石磨针锋”而得的人工磁化针用来作试验，提出四种装置方法（水浮法，碗沿法，指甲法和单丝悬挂法）并分别评论，指出悬丝法“最善”及具体办法（“独丝、”“粘蜡”），还记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”的磁偏角现象，比西欧记录早400年。 在光学方面，沈括对小孔成像、凹镜成像等成倒影（像）的诸种现象进行比较，得出“碍”（焦点）的概念（参见“中国古代对光的认识”），并具体描述了焦点处“大如麻菽著物则火发”的现象，他称光通过“孔”“碍”成象为“本末相格”之术。他亲自查看了虹的成因而得出“虹两头都垂洞中”的记录，并说当时“自西望东则见”。通过“红光验尸”记录了民间利用新赤油伞滤光验出尸身上的青紫伤痕的方法。对透光镜将背面花纹字迹透现在镜面上的原因也从铸造工艺作了考察：“铸时薄处先冷，唯背文（纹）上差厚（厚度有差别），后冷而铜缩多，文虽在背，而鉴面隐然有迹”。 在声学上沈括用纸人来放大琴弦上的共振，以便形象地观察（英国人诺布尔和皮戈特在500年后才有类似的琴弦上纸游码试验），还记录了兵土用皮革箭袋作枕时“虚能纳声”的空穴效应，并深入分析了各种乐器制作、制钟等音乐声学问题。 在《梦溪笔谈》中，他还记录了许多宝贵科技资料如《木经》（喻皓）、活字印刷（毕异），水利施工（合龙方法）等等。 沈括在政治、军事、外交上亦展示了才能。他积极参与王安石变法运动，1075年曾出使契丹，驳斥其争地要求，1080年抗击西夏侵略时受连累遭贬，1087年退居润州（镇江）梦溪园写出《笔谈》巨著。 选自：《物理教师手册》 |
阅读下面两则消息，回答文后问题．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。
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。
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