“赶紧签到,该上课了!” 学生们对这句话熟悉吗?新型冠状病毒感染的突然到来,极大地改变了我们原本的生活节奏。由于疫情原因,我们需要遵守“停课不停学”的原则,于是依托于网络的“云课堂”应运而生。

这就要说到我们生活中“随处可见”的网络了,可这网络看不见、摸不着,到底是怎么一回事呢?这就带你探索网络的奥秘!

云课堂授课

看得见、摸得着的有线网络

同学们想必都听说过“Wi-Fi”这个词,这其实指的是属于无线网络的一种网络。由此可知,网络一直在我们身边,只是我们不能主观地感受到,是因为它分为有线与无线两种。有线网络指采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质来连接的网络。这些有线介质如同“丝”,编织成蜘蛛网一样的有线网络,将各个用户覆盖在其中,网络信号便是通过这些“丝”来回传输,我们如果想要使用它,只需将电脑或者手机“粘”蜘蛛网上,便实现了与网络的连接。在有线网络中,“粘” 这一过程通常指的是用一种特殊的数据传输线一一网线,把手机、电脑与网络连接起来。

看不见、摸不着的无线网络

同学们可能会 疑惑:“手机并没有连线,为什么它也能连上网呢?”这就是因为存在前面所说的“Wi-Fi”这样的无线网络。无线网络采用微波等电磁波作为传输介质。大家可以把这种电磁波与声波联系起来思考。假设在一个操场上,跑道两边分别站着两个同学,其中一个同学想要呼喊另一端的同学时,就会通过嘴巴呼喊出声音传递给另一个同学,而这声音其实是通过声波来进行传递,声波以声速到达了另一个同学的耳中,他就听见了声音。无线网络的信息传递就和这个过程类似,一个手机将信号通过电磁波发送出去,传递到接收的手机中就变成了我们能够读懂的信号。

有线网络与无线网络各自的优缺点

那么这两种网络连接与传递信息的方法除了一个是有线、一个是无线,还有什么其他区别吗?答案是有的。首先展现在信号的稳定方面, 采用有线网络的设备只要“粘”在了有线网络中,正常情况下就能够始终保持与网络的同步联络,但是如果采用无线网络的话,由于电磁波的性质,信号常常会受到干扰。同学们有没有在电梯中打过电话呢?

一些同学肯定会有这样的经历:在进入电梯前还能正常打电话,就在电梯门关上的一瞬间,信号就突然变差了,甚至是直接没有信号了。

这就是最典型的电磁波受到干扰的例子。在这个场景中,电梯就是一个电磁波屏蔽装置,就如同操场上的其中一个同学戴上了耳塞,另一个同学说的话他肯定就听不清了,电梯对于无线网络就是这样的一个耳塞。但是无线网络也有它不可替代的优势——灵活方便。除此之外,无线网络是崎岖地形中唯一的信号传递方法,2020年,喜马拉雅山的华为5G基站采用的就是无线网络。同学们可以想象一下,在这种高山上, 如果采用有线网络,就需要铺设难以想象的线路以及设备,这种情况下,如果发生山体滑坡之类的自然灾害,所铺设的线路便会毁于一旦,而无线网络只需要在信号传递途中的几个点上建立基站(让手机有信号的装置)即可,大大增加了灵活程度与环境适应性。

简短总结来说,无线网络和有线网络一方面是连接上存在差异和不同,无线网络不需要接网线,而有线网络则需要接网线;另外,无线网络会受到周围环境的干扰,信号可能会受影响,有线网络则相对比较稳定。所以同学们在遵守“停课不停学”的原则时,需要在不同的情况下采用不同的网络,来顺利建立与“云课堂”之间的连接。

网络的本质是电磁波的传播

网络其实和声音类似,都是一种波动,要理解它,首先就要理解声音与光的传播。同时,网络也是我们生活中不可或缺的技术产品,明白它的科学道理是同学们一定要具备的科学素质。

波动是一种常见的物质运动形式。例如绳上的波、空气中的声波、水面波等,这些波都是机械振动在弹性介质中的传播,称为机械波。形成机械波的原因是介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动,并将振动形式由远及近地传播开来,各质点间存在相互作用的弹力。而无线电波、光波等是变化的电场和变化的磁场在空间的传播,称为电磁波,网络就是利用这些波来传输信息的。

来源: 江苏青少年科学素质手册

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