21.3 卫星通信和光纤通信-【绿卡初中创新题】2025-2026学年九年级下册物理同步教案(人教版·新教材)河北专版

该初中物理教学设计聚焦卫星通信和光纤通信核心知识点，通过播放“北斗卫星导航系统”视频导入，提问电磁波传递信息，引出通信方式特点，梳理从微波通信局限（需中继站）到卫星通信（同步卫星覆盖全球）再到光纤通信（激光反射传输）的知识脉络。 该资料亮点在于情境导入增强民族自豪感（科学态度与责任），水流导光实验直观演示光纤原理（科学探究），问题驱动的自主合作学习深化理解（科学思维）。助力学生提升科学兴趣与科技认知，为教师提供丰富教学资源和清晰教学环节。

课题 第二十一章 第3节 卫星通信和光纤通信 1课时 授课教师 授课类型 新授课 教学目标 1.了解卫星通信、光纤通信。 2.通过学习现代通信知识，了解科技为人类生活带来的便利，提高对科学的兴趣。 重点难点 重点：卫星通信、光纤通信。 难点：通信方式的发展过程。 教学方法 通过多媒体图片、影视画面使学生掌握和了解卫星通信、光纤通信的特点。通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣，使学生养成关注科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科学服务于人类的使命感和责任感。 教学准备 课件 教学过程 一、新课引入 播放关于“北斗卫星导航系统”的视频，了解我国导航系统的发展，树立正确的科学观，增强民族自豪感。 提问：卫星通信是靠什么传递信息的？（电磁波） 除了卫星通信外，还有哪些通信方式，它们有哪些特点？我们这节课来学习相关知识。 二、讲授新课 知识点一 卫星通信 提出问题：收音机和电视播报天气预报时，声音广播和电视相比，在相同的时间内哪个传输的信息多？（电视） 答案点拨：作为载体的无线电波频率越高，相同时间内传输的信息就越多，因此，几十年来，无线电通信，电视广播等所用的频率越来越高，我们可以形象地说：信息之路越来越宽了。 自主学习：引导学生阅读课本“微波通信”的内容，学习有关的知识。教师利用多媒体展示如下问题： (1)微波的波长、频率在什么范围？ (2)微波通信有什么优点？有什么缺点？为什么？ 小组内讨论交流，找出问题的答案： (1)波长在10 m～1 mm之间，频率在30 MHz～3×105 MHz之间。 (2)优点：一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。频率高，相同时间内可以传输更多的信息。 缺点：必须每隔50 km左右就要设一个微波中继站，所以需要大量的中继站。 思考讨论： （1）为什么需要建立微波中继站，它起到什么作用？ 答案点拨：微波的性质接近光波，几乎沿直线传播，不能沿地球表面绕射。中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。 （2）信号传输的越远，中继站就越多，而遇到雪山、海洋又无法建设，怎么办？能在月球上建中继站吗？ 答案点拨：月亮可以做中继站，但是用月亮作为中继站不好。虽然月亮可以反射微波，且它离我们太远了，信号衰减，时间延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信．所以用月亮作为中继站，信号不好，有时还可能接收不到信号。 （3）怎样才能实现全球通信呢？ 答案点拨：在太空建设中继站。 自主学习：引导学生阅读课本“卫星通信”的内容，学习有关的知识。 归纳总结： （1）卫星通信是利用卫星做中继站的微波通信方式。 （2）同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，即相对地球“静止”。 （3）在地球的周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。 合作探究: （1）通信卫星的两翼有什么作用？ （2）总结卫星通信的优缺点。 答案点拨： （1）太阳能电池板，把太阳能转化成电能 （2）优点：覆盖范围广，理论上只要三颗同步通信卫星就可以让信号覆盖全球。缺点：电磁波传播的距离远，信号有延迟。易受雨雪影响。 自主学习：搜集全球卫星导航系统的相关资料，了解世界卫星导航系统的发展，了解我国北斗导航系统的发展历程，以及对我们生活的影响，体验科技改变生活。 知识点二 光纤通信 演示实验：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，水面的上方放一个发光的手电筒，当水从小孔流出时，观察光随着弯弯的水流照到地面，在地面上产生一个光斑。 学生认真观察实验现象，并阅读课本“光纤通信”的内容。教师利用多媒体出示以下几个问题： （1）光纤通信为什么用激光？ （2）激光在光导纤维里是如何传播的？ 学生以小组为单位，讨论得出问题的答案： （1）普通的光源夹杂了许多不同频率的光，难以携带信息。激光是频率单一、方向高度集中的光。 （2）激光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出。 课件展示： 为了减少传输损耗，我们现在用高纯度的石英玻璃制成光导纤维来传递光信号。光纤也可以像电缆一样做成多芯的光缆。 光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信的通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量。 三、课堂小结 请结合本节学习过程，总结自己对本节课学习的收获，以思维导图的形式进行展示。 四、板书设计 教学设计反思 本节主要内容是了解应用微波通信是因为它的频率比较宽泛，容量大，但传输时的损耗也快，需要建立中继站，而高山、大洋处建中继站很困难，于是人们就想到了卫星通信，在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星就能实现全球通信;尽可能地让学生感受科技并不遥远，生活处处与物理相关。 学科网（北京）股份有限公司 $