19.3 踏上信息高速公路- 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第十九章　走进信息时代 第三节　踏上信息高速公路 九年级全一册•沪科版 学习目标 1.了解光纤通信的原理和特点。 2.了解卫星通信、微波通信和移动通信。 3.了解互联网通信。 学习导入 你知道什么是信息高速公路吗？ 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。 例如：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。 光纤 学习探究 光纤即光导纤维的简称，是激光的传输管道，一种极细的玻璃丝，数条光纤加上保护层组成光缆。 光纤 各种光导纤维 利用激光通过光纤传递信号的一种通信方式。 1.光纤通信: 普通的光源夹杂了许多不同频率的光，难携带信息。激光是频率单一，方向高度集中的光，可以作携带信息。 光是比微波频率高得多的电磁波。光通信的“高速公路”更宽广，传递信息的容量较大。 2.激光: 平行度好 亮度高 应用广泛 光可以沿着水流传播 把大塑料瓶用不透光的纸包上，瓶的侧壁开个小孔，塑料瓶内盛满水，水中有一个光源，观察水流时的光。看到水从小孔流出时，光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。 那么，光也可以沿玻璃丝传播，不管玻璃丝怎样弯曲都可以传播。这就是光纤通信的原理。 实验说明：光可以沿弯弯的水流传播。 光在光导纤维中的传播 4.光纤通信的原理: 用光纤通信时，激光从光导纤维的一端射入，在内壁上经多次反射，从另一端射出，把它携带的信息传到远方。 5.光纤通信优点： ②传输速度快。因为传输的是光信号。光纤是至今为止传输速度最快的传输介质。 ③传输距离远。 光纤很细（细如发丝），有内外两层，光在内层传播。 ①信息容量大。 ④不怕潮湿、不怕腐蚀，线路能量损耗较小。 ⑤无漏信号和串音，安全可靠，保密性强。 ①架设线路受地理条件的限制； ②光缆易被拉断。 6.光纤通信缺点： 动手做一做：“迷你实验室” （1）实验器材： 手电筒一只、彩色透明纸若干、光纤一束。 ①将不同颜色的彩色透明纸蒙在手电筒的玻璃上，再将光纤的一端垂直放置其上，仔细观察不同颜色的光在光纤中传播的现象。 ②将光纤弯曲成不同的角度（可以弯成环状），观察光在光纤中的传播，并与①进行比较。 （2）实验步骤： ②将光纤弯曲成不同的角度，甚至成环状，仍能在光纤的另一端看见与①中相同的现象。 （3）实验现象： ① 将红色透明纸蒙在手电筒的玻璃上时，在光纤的另一端看到红光；将绿色透明纸蒙在手电筒的玻璃上时，在光纤的另一端看到绿光…… （4）实验结论： 不同颜色的光都能沿着光纤传播，不管光纤怎样弯曲，从一端射入的光都会从另一端射出。 现代电信网络的通信方式有卫星通信、微波通信和移动通信。 1.卫星通信：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。 卫星通信由同步卫星、地面中继站、地面通信控制中心、地面传输系统组成。 现代电信网络 要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星? 卫星通信的组成部分 用三颗同步卫星就可以实现全球通信 2.微波通信 微波通信每隔几十千米建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。 微波波长在10 m~1 mm之间，频率在30 MHz~3×105 MHz 之间，具有大致沿直线传播的特点。 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。 发射 接收 微波中继通信示意图 每隔50千米左右建立一个中继站,上一站传来的信号就可以传递下去。 3.移动通信 移动电话用微波信号与电话网络联系。移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的。 移动交换中心 基站 数字蜂窝系统 移动站 基站 基站 基站 基站 基站 基站 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”。 1.互联网将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传输计算机信号。 互联网 ①因特网拥有丰富的信息资源，它使信息在全球范围内得到了高速共享。利用因特网，足不出户就可以获得世界各地的各种信息，通过相应的网站，人们还可以进行学习、娱乐、购物等。 2.信息时代的利与弊 （1）信息时代的便利 ②因特网提供了多种多样的人与人之间的交流工具，如电子邮件，交流论坛等，且使用、操作十分方便。 （2）信息时代的弊端 ①电磁辐射。如手机、电脑对人体的辐射危害等。 ②在传播有用信息的同时，假信息、不良信息、有害信息等也得以泛滥。如网络骗子、手机短信骗子等。 课堂小结 光纤 光导纤维简称光纤，是传输光信号的器件。 原理 特点 现代电信网络 卫星通信 微波通信 移动通信 互联网 踏上信息高速公路 课堂练习 1、下列对激光在光纤中的传播情况描述不正确的是(　　) A．激光在光纤的内芯和包层间来回传播 B．激光只在内芯中传播 C．激光在内芯和包层的界面处只发生反射，不发生折射 D．在光纤的拐弯处，激光不会泄漏出去 A 2、以下关于微波及微波通信的说法中，不正确的是(　　) A．微波属于电磁波 B．微波的性质接近于光波，大致沿直线传播 C．进行长距离微波通信时，应通过中继站传播 D．微波可以绕地球表面向远处传播 D 3、下面关于网络通信的说法中，错误的是(　　) A．计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件 B．网络通信是数字通信 C．计算机之间的连接需要金属导线，不可以用光缆、通信卫星等手段 D．宽带网是指能传输宽带信号或超过一定速率的数字信号的网络 C $$