第三节 信息的“高速路”（教学课件）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

该初中物理课件聚焦现代通信方式（卫星、光纤、微波、移动通信）的特点、原理及信息高速公路构成，通过“声音和图像如何从电台传来”的问题导入，衔接电磁波调制（调幅、调频）知识，支架式展开无线电广播、电视、移动电话的发射接收过程，延伸至微波、卫星、光纤、网络通信的应用。 其亮点在于结合实验演示（光沿水流传播）、中国科技案例（北斗系统、鹊桥中继星）及科学史（高锟光纤理论），以问题驱动和模型建构（科学思维）引导探究，培养科学探究能力与社会责任（科学态度与责任）。小结梳理电磁波频率与信息量关系，助学生构建知识网络，教师可借案例提升教学互动性与实效性。

第十八章 信息的传递 物理九年级全一册 •北师大版（北京） 第三节 信息的“高速路” 学习目标 01 02 03 04 物理观念 常识性了解卫星通信、光纤通信、微波通信和移动通信等现代通信方式；知道信息高速公路的概念和组成，理解电磁波是信息传输的重要载体，明确不同通信方式中电磁波的特点及应用。 科学思维 通过分析不同通信方式的原理和特点，培养逻辑思维和比较分析能力；能运用物理知识，理解信息在不同介质中的传输过程，学会从物理角度解释通信现象 。 科学探究 经历对不同通信技术发展历程和应用的资料收集、分析过程，提升信息收集和处理能力；通过对光纤通信实验（如光在光纤中的传播演示）的观察与思考，培养观察能力和探究精神 科学态度与责任 了解现代通信技术对社会发展的重要作用，感受科技进步带来的便利，养成关注科学发展前沿的习惯；认识到通信技术发展中的资源利用、信息安全等问题，树立科学发展和合理应用技术的责任意识 。 重点难点 教学重点 教学重点 各类现代通信方式（卫星通信、光纤通信、微波通信、移动通信）的特点和应用；信息高速公路的构成和意义。 理解不同通信方式的工作原理，如卫星通信中的信号中转、光纤通信中的光全反射原理。 　　声音和图像是怎样从电（视）台传来的？ 探究新知 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫调制。 使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅；使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频． 调幅广播(AM)：中波和短波波段； 调频广播(FM)：微波（甚高频和超高频波段） 探究新知 　　1．无线电广播信号的发射由广播电台完成 一、无线电广播信号的发射和接收 调制 调频 调幅 探究新知 　　麦克风——将声信号转换成电信号 　　调制器——将音频电信号加载到高频电流上　　　　　 　　天　线——产生电磁波将高频载波信号发射到 　　　　　　　空中 探究新知 　　2．收音机负责信号的接收与还原 一、无线电广播信号的发射和接收 探究新知 　　天　线——接收各种各样的电磁波 　　调谐器——选择需要电台的载波信号（解调） 　　解　调——从载波信号中复原音频信号 　　扬声器——将音频电信号转换成声音 一、无线电广播信号的发射和接收 探究新知 学校的电视演播室 　　电视用电磁波传递图像和声音信号。 二、电视的发射和接收 探究新知 　　1．图像信号工作过程 　　摄像机——将图像转换成电信号 　　发射机——将电信号加载到频率很高的电流上 　　天 线——将高频信号发射到空中 二、电视的发射和接收 探究新知 　　2．电视接收机工作过程 　　接 收 机——取出并放大图像和音频电信号 　　显 示 器——复原图像信号 　　天 　线——接收包含声、像信息的高频信号 　　音频放大——将微弱音频电信号放大并输出 二、电视的发射和接收 探究新知 　　手机既是无线电发射台又是无线电接收台。 　　1．移动电话：（发射接收二合一） 三、移动电话 探究新知 基地台的天线 探究新知 　　手机和座机借助基地台进行交流 基地台 手机 座机 探究新知 　　手机和手机通过基地台进行沟通 三、移动电话 5分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更多。 　　相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。 探究新知 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。 探究新知 微波信号的波长在 10 m ～1 mm之间; 微波信号的频率在30 MHz ～3 ×105 MHz之间。 一、微波通信 探究新知 微波几乎沿直线传播 微波中继通信示意图 探究新知 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？ 探究新知 通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星 二、卫星通信 探究新知 三颗同步卫星可以实现全球通信 探究新知 “中国天眼” 500米口径球面射电望远镜 简称FAST 2020年1月11日，500米口径球面射电望远镜通过国家验收，投入正式运行 探究新知 中国北斗卫星导航系统 中国北斗卫星导航系统（英文名称：BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。 2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通 探究新知 鹊桥（嫦娥四号中继星） 是中国首颗、也是世界首颗地球轨道外专用中继通信卫星，于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙运载火箭发射升空。作为地月通讯和数据中转站，“鹊桥”可以实时的把在月面背面着陆的嫦娥四号探测器发出的科学数据第一时间传回地球，具有重大的科学与工程意义，也是人类探索宇宙的又一有力尝试 探究新知 　　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。 　　利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。 三、光纤通信 探究新知 光纤通讯技术是近几十年才发展起来的 1966年，华裔物理学家高锟首次利用无线电波导通信的原理，提出了低损耗（20 db/km）的光导纤维 （简称光纤）的概念。 1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20 db/km的石英光纤，它是一种理想的传输介质。 1970年，贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器 （LD）。从此，开始了光纤通信迅速发展的时代。 探究新知 各种光导纤维 探究新知 光沿着水流传播 实验演示——光可以沿着水流传播 探究新知 光导纤维 光在光导纤维中的传播 探究新知 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。 探究新知 计算机可以高速处理各种信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。 四、网络通信 探究新知 　　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。 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。 探究新知 电磁波频率越高，相同时间内传输的信息就越多。通信频率越来越高，信息之路越来越宽。 　　微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。 课堂小结 谢谢聆听 谢谢聆听 $$