有趣的光通信實驗

皇甫宣政

人類的通信歷史非常悠久，在古代，人們用語言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡、紙書等傳遞信息，比如，烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞等。直到貝爾發明電話，通信才有了質的飛躍。隨著科技的不斷發展，手機成了人們常用的通信工具，今天，就讓我們來做一個有趣的光通信實驗。

一、材料工具

12V直流電源兩個，12V功放板兩個（下文簡稱為：功放板1、功放板2），手機或電腦，以及導線、電烙鐵、熱熔膠槍、音響、LED燈、220微法的電容、音頻線、學生電源、太陽能電池板。

二、制作步驟

1.如圖1所示，用電烙鐵將兩根導線分別焊接在太陽能電池板的正負極上，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，將電容串聯在一條導線上，并把這條導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的兩條導線的另一端并聯在LED燈上。

三、操作步驟

1.如圖9所示，用12V直流電源給兩個功放板通電，然后打開手機音樂軟件，播放音樂。

2.如圖10所示，打開學生電源，LED燈亮。當LED的燈光照在太陽能電池板上時，功放板1上的音響發出優美的樂曲;當LED燈的光沒有照在太陽能電池板上時，音響播放不出音樂。

3.如圖11所示，關閉學生電源和功放板2，將遙控器對準太陽能電池板，按遙控器上的按鈕，音響會隨之發出“噔”的聲音。

四、科學原理

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是空氣。我們使用學生電源的直流電點亮LED燈時，太陽能電池板會接收光，但音響并沒有播放音樂，因為這個光的強度是不變的。如果打開功放板2，并用手機播放音樂時，功放板2的輸出端電流是變化的，通過LED燈的電流也是變化的，因此LED燈發光的強度也隨著變化。太陽能電池板接收到變化的光，將它轉化為變化的電流輸入到功放板1的音頻輸入端，最后通過功放板驅動音響，使之發出美妙的音樂。

五、試一試

將功放板2的音頻輸入端換成以前做的紙話筒，可行嗎？

六、安全提示

低年級學生在使用熱熔膠槍和電烙鐵時要注意安全，最好有老師或家長的陪同。

七、考考你

為什么對著太陽能電池板按遙控器，音響也能發聲？

（參考答案見二維碼視頻）

（編輯Seven）