17.3现代通信—走进信息时代课件 ---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

三、现代通信—走进信息时代 电磁波是一种快捷、方便、不受限制的传输工具，当它们加载信号后，就成为有意义的信息了。这就是现代通信所运用的主要原理。那么，怎样才能让电磁波传得更快更远呢？下面介绍几种现代通信方式。 一、卫星通信 微波与光波的性质相近，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。要实现全球通信，必需要有地面的微波中继站和通信卫星实现。 利用微波来传递信息的。卫星通信系统由空间部分的通信卫星和地面部分的通信地面站构成。 1.卫星通信组成 2.微波传输信息特点 从地面站1发出载有信号的电磁波，被通信卫星接收并处理后，再由通信卫星发送到地面站2或其他地面站，从而实现远距离通信。为了达到全球同步转播电磁波，必需有三颗互成120°的通信卫星。 3.卫星通信的工作过程 优点：覆盖面大、通信距离场、不受地理环境限制。 4.卫星通信的优缺点 缺点：有信号延迟、受天气影响影响。 目前卫星通信有美国开发全球卫星定位系统（GPS）、俄罗斯开发的GLONSS系统、我国开发的北斗卫星导航系统。　 拓展 地球同步通信卫星 同步通信卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星. 地球同步轨道的运行方向与地球自转方向一致，运行周期等于地球自转周期. 其高度约35 800 km，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1 km/s. 例1.同步通信卫星绕地球转动的　 跟地球的自转　 　 相同。即绕地球转动一周大约需要　 　 h．卫星电视节目是通过离地面36000km的地球同步通信卫星转播的。从地面发射台发射的电视信号经过　 　s即可经卫星转播到另一地面接收站。 周期 周期 24 0.24 二、光纤通信： 光纤是光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成，具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。 由多根光导纤维制成的传输光信号的传输线称为光缆。 基本上都由缆芯、加强元件和护层三部分组成。 光导纤维： 光缆： 光纤 载体是激光： 研究光纤是怎样传输光信号的 活动： 在光纤的一端放上发光的小灯泡，在光纤的另一端观察到有灯光传来 实验过程： 实验分析： 光沿直线进入光纤的A端，经过光纤的内壁多次反射从光纤的B端射出 实验视频： 光纤通信的工作过程 首先利用电光转换技术把电信号转换为光信号，利用光波在光导纤维中传输信息，通过光导纤维的内壁多次对光进行反射，可以把光信号传输到远方，当光通过光纤传到接收端，然后再把光信号转变为电信号，从而实现信息的传递。 实验分析 光纤内壁的特殊物质，使任意方向的光经内壁全反射后，不断前进，能量几乎没有损耗，光信号能从弯成任意形状的光纤一端进入，另一端射出，原理是光的反射。 优点：通信容量大、能量损耗小、不受电磁干扰、不怕潮 湿、耐腐蚀、可以长距离传输，不怕雷击通信质量高、 保密性好等。 光纤通信的优缺点 缺点：架设线路受地理条件限制，光纤易被拉断等。 光纤之父-高锟 由于在光纤领域的特殊贡献，他于2009年被授予诺贝尔物理奖。 练一练 1.光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一，关于光纤以下说法正确的是（　　） A．光纤是超导体 B．光波在光纤中不断折射向前传播 C．光波在光纤中的传播速度为3×108m/s D．光纤不导电，不会受外界电磁场的干扰 D 如因特网（Internet)是一个由计算机、通信网络及其附属设备连接起来的全球通信网络。互联网是世界上最大的计算机网络。 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。信息高速公路的主干线是互联网。 1.信息高速公路 2.互联网 三、互联网与信息高速公路 能高速地传输大量信息，可利用互联网进行远程教育、网上购物、网上聊天、远程会议、汽车导航等。互联网最大的优点是能共享互联网上的各种信息资源。 3.互联网的优点 比较三种通信 项目 卫星通信 光纤通信 信息高速公路 通信载体 微波 激光 微波和激光 主要组成 多个地面中继站、同步通信卫星 光电转换装置、光缆等 卫星、中继站、光缆、光电转换装置、 主要优点 通信范围广 通信容量大、能量损耗小 全球通信 主要缺点 信号有延迟、投资大 地理条件限制、光纤易断 投资大 主要应用 GPS、北斗系列卫星导航 光缆通信 互联网 练一练 1.关于网络通信，以下说法不正确的是（　　） A．目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件 B．电子邮件只能传递文字信息 C．在网络上可以实现资源共享 D．计算机之间的联结可使用导线、光缆、微波等各种通信手段 B 课堂小结 1.关于现代通信和电磁波，下列叙述中正确的是 ( ) A．光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播 B．电磁波不能在真空中传播 C．电磁波的应用对人类有利无害 D．卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信 D 课堂练习 2.信息传递及时的发展使人们冲破了时空的阻隔，下列关于信息传递的说法错误的是( ) A．光纤通信是利用光从光导纤维中的一段射入，在内壁多次反射后从另一端射出，从而把它携带的信息传到远方 B．同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同 C．电磁波的传播可以不需要介质 D．微波是一种电磁波，它不能用于传递信息，只能用于微波炉中加热食物 D 3.下列说法中不正确的是（　　） A．微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站 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 5.信鸽能从2000km以外的地方准确地飞回“家中”，研究表明，原来信鸽是利用　 　 （选填“地磁场”或“电磁波”）来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具，光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内壁多次　 　（选填“反射”或“折射”）而实现的。光纤利用激光传递信息，大幅提高了信息传输量，是因为激光具有较高的　 　（选填“速度”或“频率”）。 地磁场 反射 频率 6.如图是同步通信卫星，板状的两翼是太阳能电池板，它把太阳能转化成电能，供卫星使用；若以地球做参照物，同步卫星是 　 　的；现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站，打这种长途电话会感到对方的反应有点延迟。假设某通信卫星距离地球36000km，则打电话会延迟 　 　s。 静止 0.24 7.如图的实验研究的是“光纤是怎样传输信号的”。实验中，光纤是　 　（选填“导体”“绝缘体”），在光纤的一端附近放上发光的小电灯，在另一端可以观察到　 　。用光纤传输光信号，主要应用的物理知识是　 　 。 光的反射 绝缘体 灯光 $$