第二十一章 第4节 越来越宽的信息之路-【名校培优课堂】2023-2024学年九年级下册物理同步教案（人教版）

第4节 越来越宽的信息之路 设计说明 “越来越宽的信息之路” 这节内容主要让学生常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息越多。从无线电通信、微波通信到光纤通信，所用频率越来越高，可以通过类比交通运输与道路，让学生理解这一点。让学生真切感受到信息技术已经渗透到人类生活、生产的各个领域，信息技术的发展与人类的生活越来越密切。 微波通信、卫星通信部分内容，主要讲清楚什么是微波，和前面学习的电磁波中的可见光相比较，具有什么样的性质，为弥补它的缺点，应采取什么措施？为了实现全球通信，应采取什么措施？ 光纤通信部分内容，首先让学生明白开发研究光纤通信的意义首先在于光与微波相比具有更高的频率，可以传输更多的信息，具有更大的容量。让光在固定的通道里传输，不受干扰，通信质量更高，光导纤维的出现水到渠成。为了打消学生学习过的“光沿直线传播”的疑惑，接着做演示实验“光沿水流传播”，通过观察到的实验现象，得出光可以在光导纤维中经过多次反射，把信息传到远方。 网络通信部分内容，主要结合人们获取信息的渠道之一——电子邮件，通过边示范边讲解的方法，如何申请电子邮箱、如何发送、如何接收电子邮件；同时结合学生已有的经验，告诉大家“网络”的作用很多、很大，例如可以查阅资料、上网聊天、网络游戏等，但要正确认识网络，合理利用网络。教学过程可分为三个阶段，第一阶段，了解微波通信及卫星通信；第二阶段，了解光纤通信；第三阶段，了解网络通信。 教学目标 【知识与技能】 1.了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。 2.通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学物理的兴趣。 【过程与方法】 通过观看大量的图片、视频，了解各种通信方式的优点、缺点、改进方法，加深对信息之路越来越宽的理解。 【情感、态度和价值观】 通过学习，了解科技为人类带来的便利，从而提高学生学习科学的兴趣，培养用科学服务于人类的使命感和责任感。 重点难点 教学重点 了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。 教学难点 结合日常信息，加深对信息之路越来越宽的理解。 教学方法 观察、讨论相结合。 教具、学具 多媒体、投影仪、光纤棒、激光手电、大可乐瓶子、水、光源、试管、塞子、细线、重物、不透明纸、胶带。 授课时数 1课时 教学过程 回顾思考 1.广播电视和移动电话通过什么传递信息？ 2.无线电广播信号的发射和接收的工作过程是怎样的？ 3.电视信号的发射和接收的工作过程是怎样的？ 导入新课 师：上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程。那么电视和无线电广播相比，在相同的时间内哪个传输的信息多？ (讨论得出) 生甲：电视传播的信息比无线电广播多。 生乙：电视除了能通过声音得到信息，还可以看到它的周围环境、色彩、天气等信息。 师：看来，当前人们传递信息的方式越来越多，速度越来越快，容量越来越大。信息理论表明，无线电波作为传递信息的载体，频率越高，相同时间内传递的信息就越多。这一节，咱们就来学习一下几种信息传递的方式。 讲授新课 一、微波通信和卫星通信 师：请大家阅读教材第158～159页“微波通信” “卫星通信”部分内容，组内交流后，回答以下问题(多媒体展示)： (1)微波的波长和频率分别是多少？ (2)结合前面学习的电磁波内容，它与可见光是否很接近，这决定着它具有什么样的性质？ (3)为了克服微波的这一缺点，应采取什么措施？ (4)我们能不能利用月球作为微波中继站呢？ (5)什么是卫星通信？ (6)要想实现全球通信，需要几颗通信卫星？ (7)通信卫星借助什么来进行通信？ (8)碟形天线的作用是什么？ (9)生活中，我们知道的哪些信息是通过卫星传递的？ 小组交流总结。 1.微波 微波的波长在10 m～1 mm之间，频率在30 MHz～ MHz之间。因为它的频率很高，所以信息容量很大，一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。从电磁波家族图上可以看出，微波距离可见光很近，因此微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地面绕射。为克服微波的这一缺陷，必须每隔50 km左右就建设一个微波中继站，像接力棒一样，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。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。 2.微波通信的优缺点 优点： 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换,自动报警,节约了人力资源。 缺点： 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、大洋，根本无法建立中继站。 3.月亮不能做中继站，实现微波通信。 原因：（1）月球离我们太远，信号衰减、时间延迟。 （2）只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信，太不方便了。 故