19.3 踏上信息高速公路（教学课件）-【上好课】九年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

第十九章 走进信息时代 上海科学技术出版社 义务教育物理课程标准实验教科书编写组  编著 踏上信息高速公路 第十九章 走进信息时代 第三节 学习目标 了解什么是光纤，知道光纤的特点及其作用。(物理观念) 了解现代电信网络，知道卫星通信、微波通信和移动通信。(物理观念) 了解什么是互联网。(物理观念) 利用获取的信息，讨论电信网络的构成。(科学思维) 01 02 03 04 课堂总结 02 课后作业全解 03 学习新课 01 综合提升训练 04 目录导航 导入新课 信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络，电话、电视、广播等的信号以及数据文件都可以在光纤构成的“信息高速公路”上传播，并且互不干扰。 学习新课 01 第三节 踏上信息高速公路 知识一、光纤 1. 光纤的结构特点 光纤很细，有内外两层（内芯和包层），由于内外层对光的折射本领不一样，光在光纤中传播时会发生全反射，所以光就不会跑到外层去了。 2. 光纤通信的原理 根据光的反射原理，携带信息的激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把光携帯的信息传到了远方。 细如发丝的光纤 激光的特点： 频率单一、方向高度集中。 知识一、光纤 3. 光纤通信的优点 （1）抗干扰能力强。光纤不像普通导线那样容易受到外界的干扰，光在内芯中传播时，不断地被包层来回反射，曲折前进，这样带有信息的光就沿着光纤向前传播，不受外界条件的干扰。 （2）容量大。光纤通信利用的是频率単一、方向高度集中的激光，因为激光频率很高，所以它能传输更大容量的信息。一根光纤能同时传输相当于10000根电线的信息量。 在光纤组成的“信息高速公路”上， 已可以同时传送500个电视频道信号 知识一、光纤 （3）损耗低，传输距离长 由于光纤的损耗低，所以能实现远距离传输。由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有重要的意义。 （4）抗电磁干扰能力强 光纤是绝缘体，它不受自然界的电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受高压设备等工业电器的干扰，还可以用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。 视频讲解——《光导纤维》 知识一、光纤 1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。 1960年，美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，制成了世界上第一台红宝石激光器。 4. 光纤通讯技术的发展 光纤通讯技术是近几十年才发展起来的。 知识一、光纤 【例题1】历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤维通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤维通信传输信息的载体是（　　） A．微波 B．光波 C．无线电波 D．超声波 光纤通信传输的信息的载体是光波，因为光波可以携带大量的信息，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 B 知识一、光纤 知识二、现代电信网络 人们每天都在打电话，其实，要打通一个电话， 可不简单了！电话系统是由许多有线、无线网络构成的。 电话网络 1. 卫星通信 （1）概念 卫星把地面站送来的信号接收后，进行放大，再转发给另外的地面站。 知识二、现代电信网络 地面站 1 地面站 2 卫星 （2）组成 卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。通信卫星接收从一个地面站发射来的信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。 在地球周围均匀地配置三颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。 知识二、现代电信网络 知识二、现代电信网络 （3）卫星通信的优缺点 优点：卫星通信具有覆盖面大、通信距离长、不受地理环境限制等许多独特的优点，尤其在长距离、边远山区和抢险救灾等的通信中更是大显身手。 缺点：造价较高、有零点几秒的时间延迟、保密性不好。 视频讲解——《卫星通信》 知识二、现代电信网络 卫星通信不仅在全球性的电话、电报、电视广播中成为重要的信息传输方式，而且在全球定位、导航等方面发挥着重要作用。 北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。  中国北斗卫星导航系统 （4）北斗卫星导航系统 知识二、现代电信网络 2. 微波通信 （1）概念 微波通信像接力赛，每隔几十千米修建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。这就像接力赛跑一样，一棒传一棒，可以把信息传递到远方。 知识二、现代电信网络 知识二、现代电信网络 （2）优点 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。微波比中波和短波的频率更高 ，可以传递更多的信息。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。 （3）缺点 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。微波通信每隔50 km左右就需要建一个微波中继站。信号传递的距离越远，需要的中继站就越多。遇到雪山和大洋无法建中继站时，微波通信就无法继续。现在，人类可以用通信卫星做中继站来进进行通信。 3. 移动通信 （1）移动电话 移动电话用微波信号与电话网络联系。既是无线电发射台又是无线电接收台。它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。 知识二、现代电信网络 移动通信的基地台 （2）基地台 移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的，这样，大大增加了无线电覆盖的有效面积，减少了转接信息的基地台数量。因而移动电话也被称为“蜂窝电话”。 知识二、现代电信网络 蜂窝 知识二、现代电信网络 视频欣赏——《移动电话通话原理》 【例题2】下列关于卫星通信的说法正确的是（ ） A. 卫星通信就是利用卫星来向地面发射电磁波 B. 通信卫星相当于一个太空微波中继站，它是用来转发地面站发送来的信号的 C. 卫星通信发送广播信号 D. 卫星通信接收电视信号 B 通信卫星相当于一个太空微波中继站，它是用来转发地面站发送来的电话、电报、广播、电视等信号的。所以A、C、D均错，B正确。 知识二、现代电信网络 【例题3】关于广播、电视、移动电话的信号发射和接收过程，下列说法中错误的是（ ） A．它们都是靠电磁波传递信息的 B．在发射时，它们都要把电信号加载到高频电流上 C．它们都只有接收功能，没有发射功能 D．移动电话既有接收功能又有发射功能 C A、电磁波被广泛应用于的信息的传递，广播、电视、移动电话都是使用电磁波传递信息的，故A正确； B、声音和图像信息不方便直接发射和传送，所以都要把电信号加载到高频电流上发射到远方，故B正确； 知识二、现代电信网络 CD、用手机在讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，同时它又能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，所以移动电话既能接收电磁波，又能发射电磁波：故C错误，D正确； 故选C． 1. 互联网 互联网（如因特网 internet）将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传送计算机信号。 它是全球性的网络，是一种公用信息的载体，是大众传媒的一 种，具有快捷性、普及性的特点，是现今最流行、最受欢迎的传媒之一 。 知识三、互联网 2. 互联网的应用 因特网使信息在全球范围内得到了高速共享，在生活中的应用很广泛。 （1）收发电子邮件。 （2）获取世界各地的各种信息。 知识三、互联网 （3）网络学校、图书馆、实验室都能进入你的家里，随时随地打开计算机，你就可以幵始学习。 （4）网上进行广告宣传和购物。 （5）网上就医。网上医院使异地的病人得到国内外高水平名医的诊治，它能及时传递信息 ，挽救病人的生命。 知识三、互联网 【例题4】关于信息高速公路，下列描述错误的是（ ） A. 信息高速公路可以传递声音 B. 信息高速公路可以传递图像 C. 信息高速公路可以传递文字 D. 信息高速公路可以传递实物 D 现代信息高速公路是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。卫星通信是通过微波实现的，光纤通信是通过光波实现的。微波、光波都属于电磁波，电磁波可以传递语言、文字、数据、图像等信号，但不能传递实物。 所以选D. 知识三、互联网 【例题5】电子邮件可以传输：①文字资料；②声音信息；③图片图像；④视频资料中的（ ） A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 电子邮件是指发送者和指定的接收者利用计算机通信网络发送信息的一种非交互式的通信方式，是最基本的网络通信功能。这些信息包括文本、数据、声音图像、语音、视频等内容。 故选D。 D 知识三、互联网 02 课堂总结 第三节 踏上信息高速公路 课堂总结 ①是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式. ②原理：光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射，从另端射出. ①卫星把地面站送来的信号接收放大后，再转发给另外的地面站. ②组成：通信卫星、地面站和传输系统. ①微波通信像接力赛，每隔几十千米修建一座接力站， 接收并放大信号，继续传送. ②需利用微波中继站传递信息. 移动电话用微波信号与电话网络联系. ①互联网将分布于世界各地的计算机网络连接起来， 用来传送计算机信号. ②互联网的应用：电子邮件、学习、购物、获取信息. 微波通信 卫星通信 光纤通信 互联网 越来越宽的信息之路 移动通信 03 课后作业全解 第三节 踏上信息高速公路 课后作业全解 1．光纤是传播光的器件，其优点是 __________ 强，能减少信号 ______，适用于 __________________ 传输信息。 光纤通信中使用的导线是光导纤维，光在光导纤维中经多次反射向前传播，光纤通信具有传输信息容量大，光能损耗小、抗干扰能力、能减小信号衰减等优点，适合远距离传输信息。 远距离、大容量 抗干扰能力 衰减 课后作业全解 2．手机是现在人们最常用的通信工具之一，手机间通话和收发信息是利用（   ）。 A．微波传送 B．超声波传送 C．光纤传送 D．空气传送 手机是现代人们最常用的通信工具之一，手机间通话和收发信息是利用电磁波，即微波。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 A 课后作业全解 3．利用互联网可以方便地进行一些信息的传递，下列各种方式中，目前还不能通过互联网做到的是（   ）。 A．远程教育 B．做饭 C．远程医疗会诊 D．打网络电话 人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、打IP电话、查阅资料、发送电子邮件等，但不能用互联网做饭． 故选B。 B 4. 查询资料，说说你对卫星通信、微波通信和移动通信的看法。 卫星通信是卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。卫星通信可以实现远距离通信，几乎在地球上任意一个地方都可以将信息即时发往世界各地，在一瞬间传遍全球。 微波通信像接力赛，每隔几十千米修建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。 移动通信是移动电话用微波信号与电话网络联系。移动通信是我们使用最普遍的一种方式，我们可以使用手机通话、发短信、上网。 课后作业全解 课后作业全解 1. 光波是怎样传递信息的呢？ 答：‌光波传递信息的主要方式是通过激光通信，即将声音和图像信号调制到激光束上，然后发送出去，最后使用接收装置检测出声音和图像信号。 答：1. 手机用户所拨的号码信号经过一定的转换，变成具有统一格式的信号，然后通过无线电波发射出去。 2. 对方是固定电话，那么信号要通过市内长途电话程控交换机，与有线电话网相通。 2. 座机电话与手机之间可以传递信息，它们之间是如何传递信息的? 04 综合提升训练 第三节 踏上信息高速公路 综合提升训练 A．超声波不能在真空中传播，卫星与地面之间有一部分是真空区域，故A不符合题意； B．光纤的材料是玻璃丝，卫星通信是利用无线方式传递信息，故B不符合题意； C．卫星通信是利用电磁波来传递信息的，故C符合题意； D．红外线的频率高，在传输过程中能量衰减非常大，易受到云层等的干扰，不适合卫星通信，故D不符合题意。 故选C。 1. 北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统，可向全球提供高精度，高可靠的定位、导航、授时等服务，北斗导航卫星系统为汽车导航采用的通信方式是（　　） A．超声波 B．光纤 C．电磁波 D．红外线 C 综合提升训练 2. 关于电磁波和现代通信，下列说法正确的是（　　） A．移动电话是利用电磁波传递信息的 B．光纤是利用光在玻璃中不断折射来传递信息的 C．中央电视台与上海电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度不同 D．我国建立的“北斗“卫星定位系统是利用超声波进行定位的 A A．手机都是靠电磁波传递信息的。故选项A正确； B．光纤是利用光在光导纤维中的全反射原理传递信息的。故B错误； C．电磁波的波速在真空或空气中的传播速度是相同的，故中央电视台与上海电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同，选项C错误； D．我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的，故D错误。 所以选A。 综合提升训练 3. 光纤通信具有传输信息量大、光能损耗小、抗干扰能力强等优点，得到了广泛的应用。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，激光通信信号怎能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．是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B．就像电流沿弯曲导线那样传播 C．就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播 A 光纤很细，有内外两层，内壁具有使光发生反射的特性（类似于平面镜），所以光经多次反射能从光纤的一端传播到另一端，而不是经过折射，也不会像电流和水流一样，因为激光方向性好，不会弯曲。故B、C、D错误，故选A． 综合提升训练 A. 地球是圆的，而微波沿直线传播，因此需要设置微波中继站，将信号接力传递下去，故A说法正确． B. 通信卫星是相对地球“静止”，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎地球表面，可以实现全球通信，故B说法正确． 4. 下列说法中不正确的是（ ） A．微波大致沿直线传播，因此微波通信要建很多中继站才能把信息传递到远方 B．卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信 C．光纤通信容量大，不受电磁干扰，保密性好，通信质量高，但传输距离短 D．利用因特网可实现资源共享和信息传递，还可进行远程教育、远程医疗等 C C. 光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少使，激光通信能传播很远，并且能提高通信质量等优点，故C说法不正确； D. 人们可以通过互联网进行远程教育、远程医疗会诊、打IP电话、查阅资料、发送电子邮件等，故D说法正确。 故选C。 综合提升训练 5. 关于电磁波和现代通信，下列说法错误的是（　　） A．电磁波可以在真空中传播 B．移动电话是靠电磁波传递信息的 C．卫星只能作为传递电视信号的中继站 D．光纤通信具有传输信息量大、信号衰减小等特点 C A．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，A正确，故A不符合题意； B．移动电话是靠发射和接收电磁波来传递信息的，B正确，故B不符合题意； C．卫星中继通讯的应用范围很广，但卫星并不是只能作为传送电视信号的中继站，C错误，故C符合题意； D．光纤通信是利用电磁波在光导纤维中反射，实现信息传输的，它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和通信质量高等优点，D正确，故D不符合题意。 所以选C。 综合提升训练 6. 21世纪是一个信息的世纪，人们可以通过互联网获得大量的信息。互联网是一个全球性的网络，它拥有最丰富的信息资源。下列说法错误的是（ ） A. 卫星通信和光纤通信是现代通信的两种形式 B. 利用互联网可以看新闻、发电子邮件 C. 利用互联网可以进行网上购物 D. 由于互联网上有一些不健康和不利于未成年人身心发展的东西，因此未成年人不可以上网 D 卫星通信和光纤通信能够远距离、大容量、快速地传递信息，因此它们都是现代通信的主要形式；互联网有很多用途，例如看新闻、发邮件、购物、远程教育、打电话等；未成年人可以上网，共享各种信息资源，但不能上不健康和不利于未成年人身心发展的网站。 故选D。 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 $$