21.4 越来越宽的信息之路 教案 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

1 21.4越来越宽的信息之路 2 【学习目标】 3 1.常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。 2通过了解卫星通信、光纤通信、网络通信的知识，提高学生应用物理知识解决实际问 题的能力。 6 3通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣。 7 【教学重难点】 8 重点：了解现代通信知识。 9 难点：了解现代通信知识。 10 【教学方法】 11 采用问题引导、对比观察和实验探究、分析、讲解法、讨论法。 12 【教学过程】 13 新课导入： 14 为什么新闻联播伴随着视频播放？ 15 结合上节课我们学习的无线电广播和电视的工作过程，你认为电视广播和声音广播相 16比，在相同的时间内哪个传输的信息多？ 6MH370 价管3G日合宝农 17 18 信息理论表明：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多，因 19 此，几十年以来，无线电通信、电视广播等所用的频案越来越高，信息之路越来越宽了。 20 新课讲授： 21 探究点一、微波通信 22 活动1：大家阅读课本，讨论交、流后并回答以下问题：（比一比，看谁找的快） 23 1.为什么要用微波通信？ 24 2微波的波长范围和频率范围是多少？ 1 3微波有有什么性质？ 2 4微波中继站的作用是什么？ 3 5微波中继站的建立在距离上有什么要求？ 6能不能用地球的天然卫星一月球作为一个中继站呢？ 5 活动2：学生讨论、交流后回答： 6 微波(microwave)的波长在10m~1mm之间，频率在30MHz-3×105Mz之间，比 1 中波和短波的频率更高，可以传输更多的信息。 8 微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地面绕谢，因此需每隔50km左右就 9 建一个微波中继站。微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后，再发射到下一站， 10 这就像接力赛跑一样，一站传一站，通过很多中继站，可以把信息传递到远方。 11 活动3：讨论交流：微波通信的优缺点是什么？ 12 学生讨论、交流后回答： 13 优点： 14 微波通信的频率高，传播信息容量大，且中继站用计算机监督控制。出现故障时能自动倒 15换，自动报警，节约了人力资源。 16 缺点： 17 微波传送距离越远，需要建立的中继站就越多，势必会带来一定的麻烦。而且在遇到雪山、 18大洋，根本无法建立中继站」 19 活动4：讨论交流：能否用月亮一一地球的卫星作为中继站，实现微波通信？大家讨论。 20 图9本2能否用川瓷策中就站。实现黄放运7 21 学生讨论、交流后回答：能，但是用月亮作为中继站不好。因为月亮可以反射微波，但 22它离我们太远了，信号衰减，时间延迟。况且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成 23这两点间的通信。所以用月亮作为中继站，信号不好，还可能有时接收不到信号。 2 1 探究点二、卫星通信 2 活动1：那么人造卫星做中继站可以吗？说出你了解的卫星通信的知识。 3 (看屏幕，PPT播放内容：人造卫星)让同学们讨论、交流说出自己的见解。 4 活动2：阅读课本P159页并思考： 51.什么是同步卫星？ 62.要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星？ 73.卫星通信有哪些优越性？ 8 教师归纳总结：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。在地球的周围均匀 9地配置三颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。通信卫星就像 10一个无人值班的空中微波中继站，它从一个地面站接收发射来的信号，经过放大变频后，再 11发送回另一个或几个地面站。现在一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看 12 到现场的画面，这就是通信卫星带来的好处。 13 曼我是 地球 14 图4 15 探究点三、光纤通信 16 活动1：人类自从用了电磁波这一宇宙中最快的速度进行通信以后，不断地向前发展。 17现代信息社会中，我们需要交流越来越多的信息，这就需要把这一信息之路修得越来越宽。 18我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速。实际上光也是一种电磁波。与微波相比，光的 19颜率更高，如果用光来通信，这条“高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千 20万倍。但如何实现这一目的呢？通过讨论说出你对光纤通信的了解。 21同学们交流讨论后回答：(1)普通的光源夹杂许多不同波长（频率）的光，方向性差。如果 22用它作载波，就像收音机同时接收到了许多频率节目，声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。 23 （2)1960年美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生单一频率、方向 24高度集中的光一一激光(1asr),才使光作为载波得以实现，用光进行通信成为现实。 3 1(3)通信用的激光一般在特殊的管道一一光导纤维(optical fiber)里传播。(4)光从光导 2纤维的一端