19.4 现代通信 课件-2025-2026学年物理鲁科版（五四学制）九年级下册

该初中物理课件聚焦卫星通信与光纤通信原理，以北斗卫星导航系统设问导入，结合无线电波波段知识，通过微波传播问题链（中继站需求、月球中继局限）构建学习支架，引导学生逐步理解通信技术原理。 其亮点在于融合科学思维与科学态度，通过计算月球信号往返时间（科学推理）、水流导光模拟实验（科学探究），结合北斗系统等实例体现物理与社会的联系。小结结构化梳理要点，当堂检测强化理解，帮助学生形成物理观念，为教师提供逻辑清晰的教学方案。

第4节 现代通信 第十九章 电磁波与通信 鲁科版（五四学制）（2024）九年级下册同步课件 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 1.初步了解卫星通信和光纤通信的原理，解释有关现象。 2.了解通信方式的变革为人类生活带来的便利，体会物理学对社会发展的促进作用。 学习目标 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 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、独立运行的卫星导航系统，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 服务的国家重要空间基础设 施。它是怎样实现导航的？ 新知引入 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 γ 射线 可见光 Ｘ 射线 紫外线 红外线 无 线 电 波 频率/Hz 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波。通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括长波、中波、短波、微波等。各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途。 新知引入 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 微波波长较短，频率较高。一定时间内可以传递更多信息。 微波的性质接近光波，大致沿直线传播，但地球是圆的，不能沿地球表面绕射。我们怎样才能把微波信号传递到远方呢？ ？ 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。通常每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。 接收 发射 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 在遇到雪山、大洋等根本无法建设中继站的情况时，又该怎么办？能不能利用地球的卫星——月球进行微波中继通信呢？ 接收 发射 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 　　月球是地球的卫星，两者相距 38 万千米！微波在真空中的传播速度 约为 3.0×108 m/s，信号在地球与月球之间往返，大约需要多久？ 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 　　月球是地球的卫星，两者相距 38 万千米！微波在真空中的传播速度 约为 3.0×108 m/s，信号在地球与月球之间往返，大约需要多久？ 地球与月球的单程距离 38 万千米＝3.8×108 m 往返总路程 s＝2×3.8×108 m＝7.6×108 m 由公式 υ＝ 得 t＝ = =2.53 s 信号在地球与月球之间往返，大约需要 2.53 s。 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 往返时间约 ​​2.53 s B A C 信号衰减、时间延迟 两个通信点同时见到月球才能完成通信 解决方案：人造卫星通信. 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 知识点一：卫星通信 人造卫星 缩短距离，减少延迟，信号变强。 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 同步卫星：相对于地面静止。 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 3 颗地球静止卫星 可以实现全球通信 卫星通信实现实时性 减少地面中继站数量 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 卫星通信 卫星定位 卫星导航 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 通信卫星 板状的两翼是太阳电池板， 它把太阳能转化成电能，供卫星使用 碟形天线 用来接收来自卫星的信号 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 γ 射线 可见光 Ｘ 射线 紫外线 红外线 无 线 电 波 频率/Hz 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 电磁波的传播速度等于光速，实际上光也是一种电磁波。 与短波、微波相比，光的频率更高。如果用光来通信，相同时间可以传递更多的信息。不过，普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。 知识点二：光纤通信 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 　　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——激光。物理学家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。通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（简称光纤）里传播。 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 水流导光——模拟激光在光纤中的传播 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 激光在光导纤维中的传播 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常将数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 我国光纤通信的发展十分迅速，光缆可以通达几乎所有地区，而且还与其他国家合作修建了跨越太平洋的海底光缆。随着互联网的进一步发展，移动通信网络的建设，物联网等新应用的不断涌现，光纤通信将迎来更广阔的发展空间。 新知探究 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 1.微波在无线电波中，波长最短，频率最高；大致沿直线传播，需建中继站 2.卫星是微波中继站，可实现全球通信 3.特点：信号覆盖范围广，通信范围大 卫星通信 光纤通信 1.利用激光在光纤中多次反射传递信息 2.特点：传输信息量大，传输距离远，抗干扰能力和保密性强 光纤通信和卫星通信 课堂小结 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 1.关于卫星通信，下列说法正确的是（ ） A．微波是一种无线电波，可以沿地球表面绕射 B．卫星通信是利用超声波传递信息的 C．卫星通信是利用人造卫星作为中继站进行通信的 D．要实现全球通信，至少需要4颗同步卫星 C 当堂检测 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 2.关于光纤通信，下列说法正确的是（ ） A．光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播 B．光纤通信通过光在光导纤维中多次反射传递信息 C．光纤通信具有高抗干扰的特性，但传输距离短 D．光信号在光导纤维中的传播速度是340 m/s B 当堂检测 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 3.我国自主研发的北斗卫星导航系统是利用通信卫星作为__________，接收并发射________波进行通信的。同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球的自转周期________(选填“相同”或“不同”)。 中继站 电磁 相同 当堂检测 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 九科星作者编号：24999 $