有趣的光通信實(shí)驗(yàn)

皇甫宣政

人類(lèi)的通信歷史非常悠久，在古代，人們用語(yǔ)言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡(jiǎn)、紙書(shū)等傳遞信息，比如，烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞等。直到貝爾發(fā)明電話，通信才有了質(zhì)的飛躍。隨著科技的不斷發(fā)展，手機(jī)成了人們常用的通信工具，今天，就讓我們來(lái)做一個(gè)有趣的光通信實(shí)驗(yàn)。

一、材料工具

12V直流電源兩個(gè)，12V功放板兩個(gè)（下文簡(jiǎn)稱(chēng)為：功放板1、功放板2），手機(jī)或電腦，以及導(dǎo)線、電烙鐵、熱熔膠槍、音響、LED燈、220微法的電容、音頻線、學(xué)生電源、太陽(yáng)能電池板。

二、制作步驟

1.如圖1所示，用電烙鐵將兩根導(dǎo)線分別焊接在太陽(yáng)能電池板的正負(fù)極上，然后用熱熔膠槍將連接處固定。

2.如圖2所示，將這兩根導(dǎo)線的另一端連接到功放板1的音頻輸入端上。

3.如圖3所示，將音響連接到功放板1的音頻輸出端上。

4.如圖4所示，用音頻線將手機(jī)的音頻輸出端與功放板2的音頻輸入端相連接。

5.如圖5所示，將電容串聯(lián)在一條導(dǎo)線上，并把這條導(dǎo)線的一端接到功放板2輸出端的一極上。

6.如圖6所示，再將一根導(dǎo)線的一端接到功放板2輸出端的另一極上。

7.如圖7所示，用學(xué)生電源給LED燈通電，LED燈亮。

8.如圖8所示，將剛剛連接在功放板2的兩條導(dǎo)線的另一端并聯(lián)在LED燈上。

三、操作步驟

1.如圖9所示，用12V直流電源給兩個(gè)功放板通電，然后打開(kāi)手機(jī)音樂(lè)軟件，播放音樂(lè)。

2.如圖10所示，打開(kāi)學(xué)生電源，LED燈亮。當(dāng)LED的燈光照在太陽(yáng)能電池板上時(shí)，功放板1上的音響發(fā)出優(yōu)美的樂(lè)曲;當(dāng)LED燈的光沒(méi)有照在太陽(yáng)能電池板上時(shí)，音響播放不出音樂(lè)。

3.如圖11所示，關(guān)閉學(xué)生電源和功放板2，將遙控器對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)能電池板，按遙控器上的按鈕，音響會(huì)隨之發(fā)出“噔”的聲音。

四、科學(xué)原理

光通信是以光波為載波的通信方式，今天我們使用的傳播媒質(zhì)是空氣。我們使用學(xué)生電源的直流電點(diǎn)亮LED燈時(shí)，太陽(yáng)能電池板會(huì)接收光，但音響并沒(méi)有播放音樂(lè)，因?yàn)檫@個(gè)光的強(qiáng)度是不變的。如果打開(kāi)功放板2，并用手機(jī)播放音樂(lè)時(shí)，功放板2的輸出端電流是變化的，通過(guò)LED燈的電流也是變化的，因此LED燈發(fā)光的強(qiáng)度也隨著變化。太陽(yáng)能電池板接收到變化的光，將它轉(zhuǎn)化為變化的電流輸入到功放板1的音頻輸入端，最后通過(guò)功放板驅(qū)動(dòng)音響，使之發(fā)出美妙的音樂(lè)。

五、試一試

將功放板2的音頻輸入端換成以前做的紙?jiān)捦?，可行嗎?/p>

六、安全提示

低年級(jí)學(xué)生在使用熱熔膠槍和電烙鐵時(shí)要注意安全，最好有老師或家長(zhǎng)的陪同。

七、考考你

為什么對(duì)著太陽(yáng)能電池板按遙控器，音響也能發(fā)聲？

（參考答案見(jiàn)二維碼視頻）

（編輯Seven）