Одиннадцатый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Motion in two and three dimensions  1.1.3. Перемещение и Расстояние  1.1.4. Скорость и вектор скорости  1.1.5. Ускорение и замедление  1.1.6. Графический анализ движения  1.1.7. Уравнения движения (расширенные выводы)  1.1.8. Свободное падение и терминальная скорость  1.1.9. Projectile motion  1.1.10. Относительная скорость в одномерном и двумерном пространстве  1.1.11. Motion of a car on an inclined plane  1.2. Dynamics  1.2.1. Законы движения Ньютона и их применения  1.2.2. Инерция и первый закон Ньютона  1.2.3. Force and types of force  1.2.4. Static and kinetic friction  1.2.5. Круговое движение и центростремительное ускорение  1.2.6. Неравномерное круговое движение  1.2.7. Банкинг дорог и кривых  1.2.8. Импульс и момент  1.2.9. Сохранение импульса в одномерной и двумерной пространстве  1.2.10. Применения третьего закона Ньютона  1.3. Работа, Энергия и Мощность  1.3.1. Работа, выполняемая постоянной и переменной силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая и потенциальная энергия  1.3.4. Гравитационная и упругая потенциальная энергия  1.3.5. Сохранение механической энергии  1.3.6. Мощность и мгновенная мощность  1.3.7. Эффективность машин  1.3.8. Работа, выполненная консервативными и неконсервативными силами  1.4. Вращательное движение  1.4.1. Крутящий момент и угловое ускорение  1.4.2. Равновесие вращения  1.4.3. Момент инерции и его применения  1.4.4. Угловой момент и его сохранение  1.4.5. Kinetic energy of rolling motion and rotation  1.4.6. Теорема параллельных и перпендикулярных осей  1.4.7. Динамика вращательного движения
  2. Гравитационная сила  2.1. Универсальное тяготение  2.1.1. Newton's law of universal gravitation  2.1.2. Гравитационное поле и потенциал  2.1.3. Изменение ускорения из-за гравитации  2.1.4. Kepler's laws of planetary motion  2.1.5. Orbital mechanics and satellites  2.1.6. Скорость ухода и орбитальная скорость  2.1.7. Weightlessness and free fall  2.1.8. Gravitational potential energy and energy in orbits  2.1.9. Черные дыры и гравитационное линзирование
  3. Свойства вещества  3.1. Механика жидкости  3.1.1. Плотность и давление в жидкостях  3.1.2. Pascal's theory and applications  3.1.3. Принцип Архимеда и плавучесть  3.1.4. Уравнение Бернулли и его применения  3.1.5. Continuity equation and the Venturi effect  3.1.6. Surface tension and capillarity  3.1.7. Вязкость и закон Пуазейля  3.1.8. Число Рейнольдса и турбулентность  3.2. Упругость и деформация  3.2.1. Hooke's law and the stress-strain relation  3.2.2. Модуль упругости и его применения  3.2.3. Deformation and yield strength of solids
  4. Thermal physics  4.1. Тепло и температура  4.1.1. Thermometric properties and temperature scale  4.1.2. Термическое расширение твердых тел, жидкостей и газов  4.1.3. Система теплообмена  4.1.4. Удельная теплоемкость и калориметрия  4.1.5. Скрытая теплота и фазовый переход  4.2. Кинетическая теория газов  4.2.1. Молекулярная модель газов  4.2.2. Кинетическое объяснение температуры  4.2.3. Уравнение идеального газа и отклонения  4.2.4. Mean free path and Maxwell–Boltzmann distribution  4.3. Законы термодинамики  4.3.1. Нулевой закон и тепловое равновесие  4.3.2. Первый закон и внутренняя энергия  4.3.3. The Second Law and Entropy  4.3.4. Цикл Карно и тепловые двигатели  4.3.5. Холодильники и тепловые насосы
  5. Волны и колебания  5.1. Простое гармоническое движение  5.1.1. Уравнения гармонических колебаний  5.1.2. Энергия в МГД  5.1.3. Damped and forced oscillations  5.1.4. Резонанс и приложения  5.1.5. Pendulum and spring-mass system  5.2. Волновое движение  5.2.1. Типы механических волн  5.2.2. Волновое движение и перенос энергии  5.2.3. Superposition Principle and Standing Waves  5.2.4. Reflection, Refraction and Diffraction  5.2.5. Эффект Доплера в звуке и свете  5.2.6. Pulsations and interference
  6. Electricity and Magnetism  6.1. Электростатика  6.1.1. Электрический заряд и его сохранение  6.1.2. Закон Кулона и его применение  6.1.3. Электрическое поле и электрический поток  6.1.4. Электрический потенциал и потенциальная энергия  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Электрический ток  6.2.1. Закон Ома и электрическое сопротивление  6.2.2. Сопротивление и температурная зависимость  6.2.3. Законы Кирхгофа и анализ цепей  6.2.4. Электрическая мощность и эффективность  6.2.5. Combination of resistors  6.3. Magnetism and Electromagnetism  6.3.1. Магнитные поля и их источники  6.3.2. Магнитная сила на движущиеся заряды  6.3.3. Electromagnetic induction  6.3.4. Законы Фарадея и Ленца  6.3.5. Индуктивность и трансформатор  6.3.6. Переменный ток и его применение
  7. Оптика  7.1. Отражение и преломление  7.1.1. Законы отражения и преломления  7.1.2. Зеркала и линзы  7.1.3. Total internal reflection and optical fiber  7.2. Волновая оптика  7.2.1. Интерференция и дифракция  7.2.2. Двойной щелевой эксперимент Юнга  7.2.3. Поляризация света
  8. Modern Physics  8.1.1. Photoelectric effect and Einstein's theory  8.1.2. Двойственность волны и частицы  8.1.3. Heisenberg's uncertainty principle  8.1.4. Эффект Комптона  8.2. Atomic and Nuclear Physics  8.2.1. Атомная модель и уровни энергии  8.2.2. Радиоактивный распад и период полураспада  8.2.3. Ядерное деление и синтез
  9. Электроника и связь  9.1. Semiconductors  9.1.1. pn junction and diode  9.1.2. Транзисторы и логические элементы  9.1.3. Интегральные схемы и их применения  9.2. Communication Systems  9.2.1. Основы аналоговой и цифровой связи  9.2.2. Беспроводная и оптическая связь  9.2.3. Модуляция и демодуляция

Одиннадцатый класс → Электроника и связь → Communication Systems ↓


Беспроводная и оптическая связь


Введение

Связь является одной из наиболее важных частей человеческой жизни. Она позволяет нам делиться мыслями, идеями и информацией друг с другом. Благодаря технологиям были достигнуты огромные достижения в области связи, которые позволяют нам общаться беспроводным и оптическим способом. Беспроводная и оптическая связи являются неотъемлемой частью современных систем связи, особенно в электронной и коммутационной инженерии. Это объяснение погружается в основные концепции, преимущества, проблемы и применения беспроводной и оптической связи, делая их доступными для студентов, изучающих эти увлекательные предметы.

Понимание беспроводной связи

Беспроводная связь - это система связи, которая не требует проводов или кабелей для передачи данных. Эта технология использует радиоволны для передачи информации по воздуху. Самое большое преимущество этого метода - его способность достигать удаленных мест без физических ограничений проводов.

Основные компоненты беспроводной связи

  • Передатчик: Преобразует информацию в сигналы, которые могут передаваться с помощью электромагнитных волн.
  • Приемник: Захватывает электромагнитные волны и преобразует их обратно в полезную информацию.
  • Канал: Среда, через которую передается сигнал. В беспроводной связи это обычно воздух.

Как работает беспроводная связь

Процесс беспроводной связи можно сравнить с простой системой рации:

  1. Передатчик на рации преобразует ваш голос в электрические сигналы.
  2. Эти сигналы модулируют несущую волну, обычно радиоволну, позволяя ей передаваться на большие расстояния.
  3. Волна распространяется через воздух и достигает приемника на другой рации.
  4. Приемник демодулирует сигналы, преобразуя их обратно в звуковые волны, чтобы вы могли услышать звук.
          фаза:
          1. Голос (звуковая волна) ➔ Электрический сигнал ➔ Радиоволна (с модулированным сигналом) ➔ Воздух (канал) ➔ Радиоволна ➔ Электрический сигнал ➔ Звуковая волна (голос)
Передатчик: Конвертирует голос в радиосигнал --> Передает Приемник: Получает радиосигнал --> Конвертирует обратно в голос

Применение беспроводной связи

Беспроводная связь имеет широкий спектр применений, включая:

  • Мобильные телефоны: Позволяет беспрепятственную связь без физического соединения.
  • Wi-Fi: Обеспечивает беспроводное подключение к интернету на небольшие расстояния.
  • Bluetooth: Обеспечивает беспроводную связь на небольшие расстояния между устройствами, такими как смартфоны и смарт-часы.
  • Спутниковая связь: Используется для дальней связи, даже между странами, с использованием спутников.
  • Радиовещание и телевизионное вещание: Позволяет распространять аудио и видеоконтент на большие площади через воздушные волны.

Проблемы беспроводной связи

Несмотря на удобство, беспроводная связь имеет некоторые проблемы, такие как:

  • Помехи: Сигналы, поступающие из различных источников, могут перекрываться, вызывая искажения.
  • Риски безопасности: Данные могут быть легче перехвачены, так как они передаются через воздух.
  • Ограниченная пропускная способность: Число частот, доступных для передачи, ограничено.

Понимание оптической связи

Оптическая связь использует свет для передачи информации. Это одна из наиболее эффективных форм связи, позволяющая передавать большие объемы данных на большие расстояния с высокой скоростью и минимальными потерями.

Основные компоненты оптической связи

  • Передатчик: Преобразует электрические сигналы в оптические сигналы.
  • Канал: Обычно это оптоволокно, которое несет световые сигналы.
  • Приемник: Преобразует оптические сигналы обратно в электрические, которые можно понимать.

Как работает оптическая связь

Оптическая связь включает следующие шаги:

  1. Электрический сигнал преобразуется в оптический сигнал с использованием источника света, такого как лазер или светодиод.
  2. Оптический сигнал передается через оптическое волокно, которое действует как канал.
  3. На другом конце оптический сигнал обратно преобразуется в электрический сигнал с помощью фотодетектора.
          фаза:
          1. Электрический сигнал ➔ оптический сигнал ➔ оптоволокно (канал) ➔ оптический сигнал ➔ электрический сигнал
Передатчик: Электрический в Оптический Канал: Оптоволокно Приемник: Оптический в Электрический

Применение оптической связи

Оптическая связь широко используется в следующих областях:

  • Интернет и широкополосный доступ: Оптоволоконные кабели обеспечивают высокоскоростные интернет-соединения.
  • Телекоммуникации: Дальние телефонные линии часто используют оптические каналы.
  • Кабельное телевидение: Обеспечивает высокоразрешительные телевизионные сигналы на большие расстояния.
  • Дата-центры: Используют оптическую связь для быстрых передач данных внутри и между дата-центрами.

Проблемы оптической связи

Несмотря на мощь, оптическая связь имеет некоторые проблемы:

  • Стоимость: Установка оптоволокна может быть дорогой.
  • Хрупкость: Оптические волокна более хрупкие, чем металлические провода.
  • Сложная технология: Требуются специальные оборудования для установки и обслуживания.

Сравнение между беспроводной и оптической связью

При рассмотрении различий между беспроводной и оптической связью играют роль несколько факторов, включая метод, скорость, диапазон и соответствующие случаи использования:

Аспект Беспроводная связь Оптическая связь
Способ Использует радиоволны. Использует световые волны.
Скорость Относительно медленная. Очень быстрая и высокая емкость.
Категория Сила варьируется в зависимости от окружающей среды. Распространение по оптоволокну.
Использование Мобильные, Wi-Fi, Радио и т.д. Интернет, телекоммуникации.
Установка Обычно простая. Сложная и дорогая.
Помехи Возможность помех. Минимальные помехи.

Заключение

Обе технологии беспроводной и оптической связи стимулируют развитие во многих областях и вносят свой вклад в наш современный мир. Беспроводная связь предлагает непревзойденную гибкость и мобильность, что является решающим для повседневной связи и подключения. В то время как оптическая связь представляет собой быстрый и эффективный метод, который важен для управления массивными требованиями к данным современных сетей.

Понимание этих систем может дать ценные перспективы о том, как работает наш взаимосвязанный мир, и поможет будущим инноваторам и инженерам в области электроники и связи решать сложные задачи завтрашнего дня.


Одиннадцатый класс → 9.2.2


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

← Предыдущий (9.2.1)
Основы аналоговой и цифровой связи
Следующий (9.2.3) →
Модуляция и демодуляция

Комментарии 



Беспроводная и оптическая связь

https://www.physicsflow.com/g11/9.2.2?pfal=ru