Десятый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Движение в двух измерениях  1.1.3. Смещение и расстояние  1.1.4. Скорость и Вектор  1.1.5. Ускорение  1.1.6. Графическое представление движения  1.1.7. Equations of motion  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Движение тела, брошенного под углом к горизонту  1.1.10. Относительная скорость  1.2. Динамика  1.2.1. Законы движения Ньютона  1.2.2. Инерция и масса  1.2.3. Сила и ее виды  1.2.4. Сила действия и противодействия  1.2.5. Friction and its effects  1.2.6. Коэффициент трения  1.2.7. Круговое движение  1.2.8. Центростремительная сила и центростремительное ускорение  1.2.9. Импульс и количество движения  1.2.10. Conservation of momentum  1.2.11. Третий закон Ньютона и его применения  1.3. Работа, энергия и мощность  1.3.1. Работа, совершаемая силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая энергия  1.3.4. Потенциальная энергия  1.3.5. Mechanical energy  1.3.6. Сохранение энергии  1.3.7. Мощность и эффективность  1.3.8. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии  1.4. Гравитационная сила  1.4.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.4.2. Гравитационное поле и напряженность поля  1.4.3. Ускорение свободного падения на разных планетах  1.4.4. Законы движения планет Кеплера  1.4.5. Orbits and satellites  1.4.6. Вес и кажущийся вес  1.4.7. Гравитационная потенциальная энергия
  2. Свойства материи  2.1. States of matter  2.1.1. Твердое, жидкое и газообразное  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Межмолекулярные силы  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе–Эйнштейна  2.2. Давление  2.2.1. Определение давления  2.2.2. Pressure in liquids  2.2.3. Атмосферное давление  2.2.4. Принцип Паскаля  2.2.5. Принцип Архимеда и плавучесть  2.2.6. Поверхностное натяжение и капиллярность  2.3. Эластичность  2.3.1. Закон Гука  2.3.2. Stress and strain  2.3.3. Предел упругости и модуль упругости  2.3.4. Применения упругости
  3. Thermal physics  3.1. тепло и температура  3.1.1. Difference Between Heat and Temperature  3.1.2. Температурная шкала  3.1.3. Тепловое расширение  3.1.4. Тепловое равновесие  3.2. Теплопередача  3.2.1. Проводимость  3.2.2. Конвекция  3.2.3. Излучение  3.2.4. Insulation and its applications  3.3. Тепловые свойства вещества  3.3.1. Удельная теплоемкость  3.3.2. Скрытая теплота и фазовые переходы  3.3.3. Boiling and Melting Point  3.3.4. Тепловые двигатели и холодильные установки  3.4. Законы термодинамики  3.4.1. Нулевой закон термодинамики  3.4.2. Первый закон термодинамики  3.4.3. Второй закон термодинамики  3.4.4. Цикл Карно
  4. Волны и оптика  4.1. Природа и свойства волн  4.1.1. Типы волн в природе и свойства волн  4.1.2. Поперечные и продольные волны  4.1.3. Параметры волн  4.1.4. Отражение и преломление волн  4.1.5. Суперпозиция и интерференция  4.1.6. Стоячие волны и резонанс  4.1.7. Эффект Доплера  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Характеристики звуковых волн  4.2.2. Скорость звука в разных средах  4.2.3. Применение звуковых волн  4.2.4. Ультразвук и его использование  4.3. Light Waves and Optics  4.3.1. Природа света  4.3.2. Отражение света  4.3.3. Laws of reflection  4.3.4. Mirrors and Image Formation  4.3.5. Преломление света  4.3.6. Закон Снелла  4.3.7. Линзы и образование изображения  4.3.8. Полное внутреннее отражение и критический угол  4.3.9. Оптическое волокно  4.4. Оптические приборы  4.4.1. Microscope  4.4.2. Телескоп  4.4.3. Человеческий глаз и дефекты зрения  4.4.4. Камера и принцип ее работы
  5. Электричество и магнетизм  5.1. Электростатика  5.1.1. Электрический заряд и его свойства  5.1.2. Проводники и изоляторы  5.1.3. Coulomb's law  5.1.4. Электрическое поле и линии поля  5.1.5. Electric potential and potential difference  5.1.6. Конденсаторы и емкость  5.2. Ток электричества  5.2.1. Electric current and its measurement  5.2.2. Закон Ома  5.2.3. Сопротивление и удельное сопротивление  5.2.4. Последовательные и параллельные цепи  5.2.5. Электрическая энергия и мощность  5.2.6. Законы Кирхгофа  5.3. Магнетизм и электромагнетизм  5.3.1. Магнитное поле и линии поля  5.3.2. Магнитные эффекты электрического тока  5.3.3. Электромагнитная индукция  5.3.4. Законы электромагнитной индукции Фарадея  5.3.5. Трансформаторы и их применение  5.3.6. AC and DC current
  6. Современная физика  6.1. Nuclear physics  6.1.1. Структура атома  6.1.2. Атомная модель Бора  6.1.3. Энергетические уровни электронов  6.1.4. Рентгеновские лучи и их применение  6.2. Радиоактивность  6.2.1. Виды радиации  6.2.2. Half-life and radioactive decay  6.2.3. Ядерные реакции и их применения  6.2.4. Деление и Синтез  6.3. Quantum physics  6.3.1. Дуализм волна-частица  6.3.2. Photoelectric effect  6.3.3. Квантизация энергии  6.3.4. Принцип неопределённости Гейзенберга
  7. Электроника и связь  7.1. Полупроводники  7.1.1. Проводники, изоляторы и полупроводники  7.1.2. Диоды и их применение  7.1.3. Транзисторы и логические элементы  7.1.4. Светодиоды и фотодиоды  7.2. Системы Коммуникации  7.2.1. Основы коммуникации  7.2.2. Аналоговые и цифровые сигналы  7.2.3. Беспроводная связь и оптоволоконная связь  7.2.4. Радиоволны и модуляция

Десятый класс → Электроника и связь ↓


Системы Коммуникации


Коммуникация играет важную роль в нашей повседневной жизни. Каждый раз, когда мы говорим с кем-то, пишем письмо или отправляем сообщение, мы участвуем в коммуникации. Коммуникационная система в физике относится к различным способам или методам передачи информации из одного места в другое. С развитием технологий коммуникационные системы эволюционировали и уменьшили мир, соединяя нас различными способами, даже на больших расстояниях.

Основные компоненты коммуникационных систем

Любая коммуникационная система, будь то древняя или современная, состоит из некоторых основных компонентов:

  1. Передатчик: Он преобразует сообщение в сигнал, подходящий для передачи. Например, на радиостанции передатчик отправляет аудиосообщение через радиоволны.
  2. Среда/Канал: Это физический путь, по которому сигнал проходит от передатчика к приемнику. Это может быть воздух, кабель, оптоволокно и т.д.
  3. Приемник: Он принимает переданные сигналы и преобразует их обратно в формат сообщения. Например, радио принимает радиоволны и преобразует их в аудиосообщения.

Типы коммуникационных систем

Существует множество типов коммуникационных систем, каждая из которых реализует собственный способ обработки и передачи информации. Некоторые из самых распространенных типов:

1. Аналоговая коммуникационная система

Аналоговые системы передачи информации используют непрерывные изменения сигналов. Сигналы могут изменяться по амплитуде, фазе или частоте. Телефонные системы — классический пример аналоговой связи.

Пример аналогового сигнала

В аналоговых системах сохранение сигнала в целости крайне важно для точной передачи информации. Это сложная задача, потому что аналоговые сигналы подвержены помехам и шуму.

2. Цифровая коммуникационная система

Цифровая коммуникация использует дискретные сигналы для передачи информации. Она получила широкое распространение благодаря своей стойкости к шуму, большей безопасности и способности обрабатывать больше данных по сравнению с аналоговыми системами. Компьютеры, смартфоны и интернет-общение используют цифровые методы.

Пример цифрового сигнала

Цифровые сигналы представляют данные в двоичном виде (0 и 1), что делает их менее восприимчивыми к помехам.

Концепция модуляции

Модуляция — важная концепция в коммуникационных системах, особенно в радио- и телевещании. Модуляция включает изменение несущего сигнала в соответствии с требованием информации, что позволяет эффективно передавать его на большие расстояния.

Виды модуляции

Существуют различные методы модуляции, включая:

  1. Амплитудная модуляция (AM): Амплитуда несущей волны изменяется в соответствии с информационным сигналом.
  2. Частотная модуляция (FM): Частота несущей волны изменяется в соответствии с сигналом сообщения.
  3. Фазовая модуляция (PM): Фаза несущего сигнала модулируется для кодирования информации.
Пример амплитудной модуляции

В AM ширина или "амплитуда" изменяется, в то время как другие свойства остаются постоянными. FM, с другой стороны, включает изменение частоты без влияния на амплитуду.

Передача и приём

Эффективность процессов передачи и приёма играет решающую роль в любой коммуникационной системе. Эти процессы обеспечивают эффективную и точную передачу данных между передатчиком и приемником.

Компоненты передатчика

Передатчик включает различные компоненты, такие как:

  • Осциллятор: Генерирует несущую волну высокой частоты.
  • Модулятор: Совмещает несущую волну с информационным сигналом.
  • Усилитель: Усиливает сигнал для передачи.
  • Антенна: Передает сигнал в среду/канал.

Компоненты приемника

Секция приемника предназначена для приема и интерпретации сигнала из среды. Основные компоненты:

  • Антенна: Захватывает переданный сигнал.
  • Тюнер: Выбирает нужную частоту.
  • Демодулятор: Извлекает информационный сигнал из несущей волны.
  • Усилитель: Усиливает полученный сигнал для обработки.

Сеть коммуникационной системы

Несколько коммуникационных систем могут быть соединены в сеть. Сети позволяют нескольким устройствам общаться друг с другом или с центральной системой. Примеры включают:

  • Телефонная сеть: Соединяет стационарные телефоны на местном, национальном или международном уровнях.
  • Сотовая сеть: Основная часть мобильных коммуникаций, позволяющая мобильным телефонам подключаться к интернету и друг к другу.
  • Интернет: Крупнейшая сеть, интегрирующая более мелкие сети, обеспечивающая глобальные коммуникации.

Роль физики в коммуникационных системах

Физика предоставляет основу для понимания принципов, лежащих в основе коммуникационных систем:

Распространение волн

Коммуникация зависит от распространения электромагнитных волн, которые переносят сигналы на различные расстояния. Скорость передачи и качество сигнала зависят от понимания поведения волн, такого как отражение, преломление и дифракция.

Сигнал и шум

Физика помогает анализировать ухудшение сигнала из-за шума, который представляет собой любые нежелательные помехи. Основной задачей в коммуникации является поддержание целостности сигнала за счет минимизации влияния шума.

Практический пример: мобильная связь

Мобильные телефоны являются квинтэссенцией современных коммуникационных систем. Вот простой пример, как работает мобильная связь:

  1. Кто-то говорит в телефон; голос преобразуется в электронный сигнал.
  2. Этот сигнал передается на ближайшую вышку соты.
  3. Башня передает сигнал в центр коммутации, который отправляет данные к своему назначению.
  4. На месте назначения сигналы возвращаются через сеть на телефон получателя.
  5. Телефон преобразует электронные сигналы обратно в звуковые волны, чтобы получатель мог их услышать.

Заключение

Коммуникационные системы революционизировали способ, которым мы коммуницируем, обмениваемся информацией и работаем. От древних дымовых сигналов до современных спутников, принципы физики являются основой для постоянного улучшения коммуникаций. Понимание этих принципов важно, особенно по мере того, как мы продолжаем изобретать и адаптировать новые технологии для будущих вызовов в области коммуникаций.


Десятый класс → 7.2


U
username
0%
завершено в Десятый класс

← Предыдущий (7.1.4)
Светодиоды и фотодиоды
Следующий (7.2.1) →
Основы коммуникации

Комментарии 



Системы Коммуникации

https://www.physicsflow.com/g10/7.2?pfal=ru