21.4 越来越宽的信息之路----2023-2024学年 人教版物理九年级下学期

21.4 越来越宽的 信息之路 1 1.常识性了解卫星通信、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，提高学科学的兴趣。 学习目标 为什么新闻联播要伴随着视频的形式播放？ 而不是单独用声音播放？ 观察与思考 新课导入 3 信息理论表明：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。 相同时间内，电视比电台广播能传递更多的信息。这说明了什么？ 音频 视频 信息之路越来越宽了 1.微波 微波：无线电波中频率比较高的一种电磁波，微波的波长为10m~1mm，频率为30MHz~3×105MHz。 一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话！ 新知讲解 微波通信 一 2.微波通信 微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。 如何利用微波实现全球通信呢？ 建设微波中继站！ 每隔50千米左右建立一个中继站，把上一站传来的信号接收与放大后，再发射到下一站去。 发射 接收 微波中继通信示意图 信号传递得越远，需要的中继站越多。 就像接力赛一样！ 微波中继站的架设会受到地形、距离等影响，对架设带来不便。 答案： 　　太远，不方便 解决方案： 　　人造卫星通信 问题： 　　 能否用月亮做中继站，实现微波通信？ 人们用通信卫星做微波通信的中继站，通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星。 1.同步卫星 通信卫星，板状的两翼是太阳能电池板。 同步通信卫星绕地球转动的周期与地球自转的周期相同。 卫星通信 二 思考：想要实现全球通信至少需要几颗卫星呢？ 一颗同步卫星覆盖的区域 至少需要三颗 2.卫星通信 卫星通信示意图 碟（锅）形天线用来接收来自卫星的信号 通信卫星从一个地面站接收信号，经过处理，再发送给另一个或几个地面站。 3.北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继美全球定位系统(GPS）、俄(GLONASS)和欧盟(GALILEO)之后第四个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度的定位、导航和授时服务。 可以让有兴趣的学生去查找相关资料了解；也可让学生去了解为什么在有GPS的情况下，我国还要研制北斗卫星导航系统。 1.激光 光：电磁波的一种，与微波相比频率更高。光通信的“高速公路”更宽广！ 普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。人们利用频率单一的、方向高度集中的激光进行通信。 梅曼（美）制成了世界上第一台红宝石激光器 光纤通信 三 2.光导纤维 华裔物理学家高锟提出用光纤（光导纤维）通信的构想。 光导纤维：非常细的玻璃丝，用于通信的激光传播的管道。 思考：光是怎样在光导纤维里面传播的呢？ 演示：光沿着水流传播 光随着弯弯的水流照在地面上，在地面上产生一个光斑 思考：实验中，为什么光没有沿直线传播？ 光在水流的内表面发生了多次反射。 光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就能把它携带的信息传到远方。 3.光纤通信 通常数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆。我国光缆通信发展十分迅速，目前光缆可以通达 所有地区。 光纤通信的优点： （1）传输频带极宽，通信容量很大； （2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远； （3）频率稳定，信号传输质量高； （4）光纤抗电磁干扰，保密性好。 计算机可以高速处理各种信息，通过网络把计算机联系在一起，可以进行网络通信。 网络通信 四 世界上凡是计算机集中的地方，例如企业、机关、居民小区等，大都已经把自己的计算机联在一起了。这些网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，叫做因特网，这样就能做到信息资源的共享。 计算机之间的联结，除了使用金属导体外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。 1.因特网 随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内传送越来越大的信息量，信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的需要，我们已经可以轻松地在网上看电视了。 　　通过因特网可以收发电子邮件，看到不断更新的新闻，查到所需的各种资料。 xiaolin@server.com.cn 这表示信箱属于一个自称“xiaolin”的人， 他的服务器名叫server.com.cn。其中“cn”是 China的简写，表示这个服务器是在中国注册的。 电子邮件像电话一样快，同时又像信件一样方便，收件人可以在任何时候通过上网的计算机或手机打开信箱，查看邮件。除了文字之外，我们也可以把照片、语言及任何信息变成数字文件用电子邮件传送。 2.电子邮件 1.下列说法正确的是（    ） A.无线电波的波长越短，相同时间内传输的信息就越多 B.无线电波的波长越长，相同时间内传输的信息就越多 C.无线电波的频率越低，相同时间内传输的信息就越多 D.无线电波的速度越快，相同时间内传输的信息就越多 A 当堂检测 2.在中国移动通信大楼的顶部常可见到一些锅形天线，关于这种天线的作用，以下说法中正确的是 （ ） A.这是做广告用的模型 B.天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的 C.天线凹面朝水平方向是用来接收卫星信号的 D.无论天线朝什么方向均能接收卫星信号 B 3.下列说法不正确的是（    ） A.微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要微波中继站 B.我们可以把月亮作为一个微波中继站 C.卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信 D.光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的 B 4.关于光纤通信，小明同学曾思考过这样的问题:在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中是沿直线传播的，激光通信信号怎样从一端传到另一端呢？后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中，终于明白了：激光信号在光纤中（ ） A. 就像水流沿弯曲水管流动那样        B. 就像电流沿弯曲导线传播那样 C.不断地经光纤壁反射而向前传播     D.不断地在光纤中折射而向前传播 C 越来越宽的信息之路 微波通信 微波中继站 卫星通信 光纤通信 三颗同步卫星可实现全球通信 网络通信 激光：频率单一、方向高度集中 微波 卫星通信、北斗卫星导航系统 优点 因特网 电子邮件的传输方式 课堂小结 27 Lavf57.62.100 $$