20.3 跨学科：电磁波与信息技术 课件-2025-2026学年沪科版九年级全一册物理

该初中物理课件聚焦“电磁波与信息技术”，涵盖光纤通信、现代电信网络（卫星、微波、移动通信）及互联网核心知识。以5G信号互通新闻导入，引导学生思考信息传递过程，通过视频学习、填空总结、实验操作、当堂检测等支架，构建从现象到原理再到应用的知识脉络。 其亮点在于注重科学探究与实践，如“迷你实验室”让学生用手电筒、彩色纸和光纤动手观察光的传播，体现科学探究的问题与证据要素。通过对比光波与无线电波频率分析光纤优点，培养科学思维的科学推理能力。结合北斗卫星导航系统等实例渗透科学态度与责任，学生能提升探究能力，教师可借助结构化资料实现高效教学。

第二十章 电磁波与信息时代 第3节 跨学科：电磁波与信息技术 1.了解什么是光纤，知道光纤的特点及其作用。 2.了解现代电信网络，知道卫星通信、微波通信和移动通信。 3.了解什么是互联网。 学习目标 新闻联播的主要内容是，在有5G信号的地方，中国移动、中国联通、中国电信、中电广局信号互通，打破了运营壁垒。是个好事情。这是电磁波传递信息的大事情。这条新闻你是怎样知晓得？你能描述这条新闻如何从北京到达我们这台多媒体播放的？学完这节课你就能说明白了。 观察思考 新知导入 1.观看视频：了解光纤传递信息的基本原理。 知识点一、光纤通信 新知探究 结合视频材料，阅读课本“光纤通信”部分内容，完成下列填空。 （1）光纤是光导纤维的简称，光纤是利用 传输信号的。 （2）光纤传送信息容量 ，光纤很细，它主要利用光在光纤内 以 的方式。 （3）拓展：英籍华人 被称为“光纤之父”，是他提出了利用 光纤传递信息的理论，并于2009年因此理论而获得诺贝尔物理学奖。 光波 很大 反射 高坤 新知探究 2.光纤通信有哪些优点 （1）信息容量大。 由于光波的频率远高于无线电波的频率，所以，光波所运载的信息容量远大于无线电波。一根光纤能同时传输相当于10000根电话线的信息量。在光纤组成的信息高速公路上，可以同时传递若干个个电视频道信号。 　通过光纤传送的若干电视频道信号 新知探究 （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。 （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，如下图。 因此，光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离传播大量信息。 光在光纤中的传播 新知探究 3.学生活动： （1）阅读课本“迷你实验室”部分。 （2）活动准备：手电筒一只、彩色透明纸若干、光纤一束。 （3）活动步骤： 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。 新知探究 （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…… 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。 （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。 新知探究 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 知识点二、现代电信网络 新知探究 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。 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。 新知探究 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。 新知探究 （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。 新知探究 观看视频：通信卫星 新知探究 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 新知探究 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。 新知探究 （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。 新知探究 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。 新知探究 （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”。 蜂窝 移动通信的基站 新知探究 观看视频：移动电话通话原理 新知探究 因特网的英文名称是Internet，又称互联网。它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。 知识点三、互联网 新知探究 电子邮件的传送方式 计算机 计算机甲 服 务 器 A 计算机 计算机乙 服 务 器 B Hello Hello 计算机甲 服 务 器 A 服 务 器 B 计算机乙 电子邮件 电子邮箱：Lihuahz@sina.com. 新知探究 网络学校，随时随地，打开电脑即可学习。 网上医院使异地的病人得到国内外高水平名医的诊治，能及时传递信息，挽救病人的生命。 新知探究 跨学科： 电磁波与 信息技术 互联网 光纤通信 现代电信网络 卫星通信 微波通信 移动通信 原理 优点 便利 弊端 新知探究 1. 如图所示为光导纤维的结构图,其纤芯和包层材料不同,光在纤芯中传播｡以下关于光导纤维的说法正确的是(　　) A. 光纤通信利用光作为载体来传递信息 B. 光纤导电,不会受外界电磁场的干扰 C. 光在光纤中沿着中轴线直线传播 D. 光导纤维在传输中信号不会衰减 A 当堂检测 2. 微波通信､卫星通信､光纤通信､网络通信等通信方式是从不同的视角进行分类的,请你完成以下通信方式的分类｡ 现代通信方式: （1） 　　　　通信——按加载信号的电磁波波长分类｡　 （2）　　　　通信——按传播设备分类｡　 （3）　　　　通信——按传播介质分类｡　 （4）　　　　通信——按通信者之间的联络方式分类｡ 微波 卫星 光纤 网络 当堂检测 3. 现代通信主要由卫星通信和　　　　通信两种方式组成;通信卫星转发信号是通过　　　　来实现的｡如图所示为通信卫星在赤道上空约3.6×104km高的轨道上运行的图片,它与地球同步转动,则卫星相对地面是　　　　的｡ 光纤 静止 微波 当堂检测 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 $