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讲解课件(人教版·新教材)河北专版

该初中物理课件围绕“卫星通信和光纤通信”展开，从微波通信需中继站却受地理限制的问题切入，引入卫星通信原理，再对比引出光纤通信，通过问题链和实例搭建学习支架，衔接前后知识。 其亮点在于以“月球做中继站可行性”等问题驱动科学探究，结合北斗导航、5G等实例渗透科学态度与责任，知识结构清晰助力物理观念形成。学生能提升知识应用能力，教师可高效开展教学。

第3节 卫星通信和光纤通信 九年级 初中物理 第二十一章 电磁波及其应用 学习目标 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。 卫星通信 知识点一 1.微波 （1）波长：10 m ～1 mm （2）频率范围：30 MHz ～3 ×105 MHz 频率高，相同时间内可以传输更多的信息。 微波中继站可以把上一站传来的信号经过处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，把信息传递到远方 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 微波中继站 2.微波中继站 3.微波通信的优缺点 （1）优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频率，穿透力好。 （2）缺点：在地面的传播距离短，每隔50 km左右需要建设一个中继站，所以需要大量的中继站。 在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，能否用月球做中继站，实现微波通信？ （1）月球离我们太远，信号衰减，时间延迟严重； （2）只有当地球上两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信。 怎样才能实现通信呢？ 不能 人造卫星通信 利用卫星做中继站的微波通信方式。 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” 太阳能电池板，把太阳能转化成电能 4.卫星通信 三颗同步卫星可以实现全球通信 用碟形天线接收来自卫星的信号 北斗卫星导航系统：是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。 可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。 卫星通信的优缺点 （1）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。 （2）缺点：电磁波传播的距离远，信号有延迟。易受雨雪影响 一些城市用无人驾驶车取代了人力配送商品，无人车在送货过程中，由北斗导航+5G技术+传感器进行360°环境监测，自动规避道路障碍与往来车辆行人，能识别红绿灯信号并做出反应，如图所示。下列说法中正确的是（　　） 典例1 D A．北斗卫星导航是通过光纤传递信息 B．5G技术是物联网的基础，它们是靠超声波来实现的 C．无人机内部的核心“芯片”是用超导体材料制作的 D．其北斗导航+5G技术+传感器与服务器联系靠的是电磁波 解析：北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用电磁波来实现的，A错误； 5G手机上网属于移动电话，所以它传递信息是通过电磁波来实现的，B错误； 无人机内部的核心“芯片”是用半导体材料制作的，C错误。 光纤通信 知识点二 电磁波的传播速度等于光速，光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。 光通信的“高速公路”更比短波、微波更宽广，传递信息的容量更大。 但是，普通的光源包含了许多不同波长的光，难以携带信息。 需要频率单一、方向高度集中的光 15 1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的幻想得以实现。 1960年美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光，称为激光。 通信用的激光一般在光导纤维里传播 光在光导纤维中传播 在内壁多次反射 携带信息的激光射入 携带的信息随激光射出 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。 历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤维通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤维通信传输信息的载体是（　　） A．微波 B．光波 C．无线电波 D．超声波 典例2 B 课堂小结 卫星通信和光纤通信 卫星通信 同步通信卫星 三颗可实现全球通信 光纤通信 激光 光导纤维：多次反射 A 随堂练习 1.下列关于电磁波和通信技术说法正确的是（　　） A．用三个同步卫星可以实现全球通信 B．手机在偏远山区没信号，是电磁波的频率变小了，传播距离变短了 C．手机5G技术“传输的信息多”主要是其电磁波比4G技术传播速度快 D．光纤通信中使用的导线是金属导线 A．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播 B．导航仪上的移动电话是通过电流传递信息的 C．导航仪与导航卫星是通过电磁波传递信息的 D．导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢 2. 车载导航仪是通过与导航卫星互相传递信息，确定汽车的准确位置，并在电子地图上显示出来，为汽车驾驶员导航的。下列说法正确的是（ ） C 3. 5G是第五代移动通信技术的简称，5G是利用 传递信息的。据专家预计到2030年5G网络将完全开发和建立，将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施，其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次 将信息传到远方。 反射 电磁波 $