17.3 现代通信 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级下册

该初中物理课件聚焦现代通信技术，系统讲解卫星通信（微波中继、优缺点）、光纤通信（全反射原理、优缺点）及5G、量子通信应用。通过“温故知新”回顾电磁波理论，衔接无线电通信到现代通信的发展脉络，搭建知识学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，如“观察光纤导光现象”实验让学生直观理解全反射，“水流导光小实验”强化动手能力。通过对比卫星与光纤通信优缺点构建知识体系，结合“玉兔二号”“天链二号”等案例渗透科学态度，助力学生掌握原理，教师教学更具直观性与实效性。

第十七章 第3节 现代通信 实践与练习 学习目标 课堂练习 卫星通信 不断发展的信息通信技术 活动17.4 观察光纤的导光现象 光纤通信 温故知新 苏科版 电磁波与现代通信 1.了解卫星通信和光纤通信的原理和组成，知道其优缺点。 2.了解5G的应用场景及量子通信技术的优点。 学习目标 1.自_________建立了电磁场理论和_____用实验验证了电磁波的存在后，无线电通信技术迅速发展起来，无线电报、无线电话、无线广播、无线电视等相继问世。 麦克斯韦 赫兹 赫兹 麦克斯韦 温故知新 2.随着卫星通信、移动通信、光纤通信、数据通信等通信技术的发展，人类社会进入了现代通信时代。如图所示是采用卫星通信与光纤通信两种方式越洋传递电子邮件的过程。在这个过程中，从________发出载有信号的电磁波，这个电磁波被_________接收并处理后再发送到________，从而实现两个地面站或多个地面站间的远距离通信。 地面站1 通信卫星 地面站2 温故知新 1.信息载体：卫星通信通常采用_____进行信息传播。其性质与_____相近，大致沿_________，不能沿地球表面绕射，因此远距离通信需要通过_____________作为中继站来实现。 2.组成：卫星通信系统由_______、_______和_______三大部分组成。 学习教材P77-78相关内容，完成下列问题。 一、卫星通信 微波 光波 直线传播 人造地球卫星 空间端 地面端 用户端 发射 接收 微波的性质与光波相近，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此远距离通信需要建设微波中继站或通信卫星来实现。 优点：容量大，一条微波线路可以开通几千甚至几万条电话线路。 缺点：每隔50km必须建中继站，信号衰退，时间延迟。 一、卫星通信 3.优点：_____________________________________等。 4.应用：______________________________________________。 覆盖面积大、通信距离长、不受环境限制 全球卫星定位系统(GPS)与全球数字移动卫星通信网 5.我国第二代地球同步轨道数据中继卫星系统由_________________、________________和________________三星联网组成，为载人飞船、载人空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务。 “天链二号”01星 “天链二号”02星 “天链二号”03星 一、卫星通信 用三颗同步卫星就可以实现全球通信 一、卫星通信 地球同步卫星相对地球是静止的 一、卫星通信 “东方红二号”在轨示意 “天链二号”03星在轨示意 全球四大导航系统： 一、卫星通信 美国GPS 中国北斗 俄罗斯格洛纳斯 欧盟伽利略 二、光纤通信 11 点击播放 二、光纤通信 根据活动要求，分别将光纤拉直和弯曲，观察小灯泡发出的光。回答下面问题。 活动 17.4 观察光纤的导光现象 返回 答案　不正确。实际上光在光纤中是沿折线前进的，每一段都是直线。之所以发生偏折，是因为光在光纤与空气的界面上发生了多次反射。光并不是沿一条平滑的曲线传播的。 如图所示，在弯曲的光纤的一端放上发光的小灯泡，在光纤的另一端观察，仍可以看到灯泡发出的光。小明认为，光在光纤中不是沿直线传播的，你认为小明的理解正确吗？ 活动 17.4 观察光纤的导光现象 小结 1.原理：光从光纤的一端射入，在内壁上多次_________，从另一端射出。这种利用光波在_________中传输信息的通信方式称为光纤通信。 2.信息传输过程 (全)反射 光导纤维 光信号 光 电 二、光纤通信 小结 3.优点：①光纤通信的容量大； ②光纤不导电，不会产生电磁感应现象，不会受到电磁场的干扰； ③光纤不怕潮湿，不怕腐蚀； ④能量损耗大约只是一般通信电缆的十分之一； ⑤光纤通信质量比其他有线通信高得多。 4.缺点：架设线路受地理条件限制、光缆易被拉断。 二、光纤通信 学习教材P80-81页内容，了解5G的应用场景及量子通信技术的优点。 1.移动通信：我国拥有的5G标准必要专利数量全球最多，建成并开通的5G基站总量居世界之首。5G成为支撑经济社会______________________ _____的关键技术。 2.量子通信技术：量子通信可以从根本上解决信息安全问题，是由于光量子的_________性、其密钥充满_____性，即使被拦截也无法被破译。 三、不断发展的信息通信技术 数字化、网络化、智能化 转型 不可复制 随机 三、不断发展的信息通信技术 墨子号在轨示意图 三、不断发展的信息通信技术 1.查阅资料，了解手机在使用过程中产生的电磁波辐射对人体有无影响。 正常使用手机时，其产生的电磁波辐射属于非电离辐射，在安全标准范围内，不会对人体健康造成危害；只有长时间、近距离、高强度暴露在电磁辐射下，才可能产生轻微热效应，日常使用无需过度担心。 实践与练习 (1)想一想，处于月球背面的“玉兔二号”月球车发出的数据是怎样传送到地球的? 玉兔二号将数据信号发射给“鹊桥”中继星， 中继星接收并转发信号，再由地球地面站接 收，完成数据传输。 2.2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器携“玉兔二号”月球车成功着陆在月球背面。早先发射的绕地月连线上点L2(拉格朗日点)转动的“鹊桥”中继星，正在与月球起稳定地绕地球运转，其运动轨迹如图所示。 实践与练习 2.2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器携“玉兔二号”月球车成功着陆在月球背面。早先发射的绕地月连线上点L2(拉格朗日点)转动的“鹊桥”中继星，正在与月球起稳定地绕地球运转，其运动轨迹如图所示。 (2)若地面控制中心与“鹊桥”中继星相距约4.6×105km，“鹊桥”中继星与月球背面相距约6.5×104km，则地面控制中心的工作人员从发出指令到“玉兔二号”月球车收到指令，大约需要多长时间? 实践与练习 总路程：s=4.6×105 km+6.5×104 km=5.25×105 km 时间： 实践与练习 3.水流导光小实验如图所示，取一个透明塑料瓶，在靠近瓶底的侧壁上钻一个直径约5mm的小孔，再将一支激光笔放在小孔对面，使光束能穿过塑料瓶从小孔射出。 实验时，用手堵住小孔，向瓶中注水近满，盖紧 瓶盖，松开堵住小孔的手，再打开激光笔，在小 孔前方的光屏上可以看到一个光斑。然后打开瓶 盖，瓶中的水从小孔流出，弯曲的水流流到下方 水槽中。光斑还在光屏上吗？用光屏截住水流并 上下移动，你看到什么现象? 水流弯曲流出时，光屏上仍能看到光斑； 用光屏截住水流并上下移动，会看到激光束顺着弯曲的水流传播，光斑随水流一起弯曲，说明光在水流中发生全反射，沿折线传播。 实践与练习 1.关于现代通信，下列叙述错误的是 A.通讯公司研究的5G技术是利用电磁波通信的 B.电磁波的频率越低，在空气中传播的速度越小 C.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信 D.光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的 √ 2 1 3 4 5 6 课堂练习 解析　电磁波可以传递信息，5G技术是利用电磁波通信的，故A正确，不符合题意； 电磁波在空气中的传播速度与频率无关，电磁波在同种介质中的传播速度不变，故B错误，符合题意； 卫星通信是利用地球同步通信卫星作微波中继站，把地面站送来的信号接收，并进行放大，然后转发给另外的地面站，实现信息的传递，故C正确，不符合题意； 利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方，这种通信方式叫做光纤通信，故D正确，不符合题意。 2.我国无线通信已经向“5G”升级换代。5G信号比3G、4G快三四十倍，也就是在相同时间内传输的信息更多。“传输的信息更多”，最主要的原因应是5G信号 A.辐射功率更大 B.使用的电磁波频率更高 C.使用模拟信号进行通信 D.传播速度大于光速 √ 2 1 3 4 5 6 课堂练习 3.光纤利用激光传递信息，由于激光具有较高的_____(选填“速度” “频率”或“能量”)，在一定时间内可以传输大量信息。光波_____(选填“属于”或“不属于”)电磁波。  4.量子通信的安全性可以从根本上解决，是由于光量子的_________性、其密钥充满_____性，即使被拦截也无法被破译。  频率 属于 不可复制 随机 2 1 3 4 5 6 课堂练习 5.(2025·扬州一模)如图是小明总结的思维图的一部分，请你帮助小明补全空缺。 电磁波 反射 2 1 3 4 5 6 课堂练习 31 6.阅读短文，回答下列问题。 手机是集成度很高的精密收发机，大致分成五个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源，采用双向异频双工制，即收与发用不同频率的调频波，某手机发射电磁波频率为890.012 5 MHz，接收电磁波频率为935.012 5 MHz，双频间隔为45 MHz，用户在某个交换局业务服务区购机并配定使用频率和编码后，就成为该机的原登记用户，如加入其他移动交换局的业务区电话，就成为漫游。 1 3 4 5 6 2 课堂练习 (1)对着话筒讲话时，手机天线作为_____天线使用；当用听筒听电话时，手机天线作为_____天线使用。(均选填“发射”或“接收”)  发射 接收 解析　手机采用双向异频双工制，即接收和发射用不同频率的调频电磁波，讲话时，声音信号通过控制模组中的振荡器转化为电磁波信号，通过天线发射出去，接听时，天线通过控制模组中的检波器接收到电磁波信号再转化为声音信号。 1 3 4 5 6-1 2 课堂练习 (2)在同一交换局的服务区的另一手机______(选填“能”或“不能”)用890.012 5 MHz的发射频率。  不能 解析　手机的配定使用频率确定后，其他手机就不能使用该频率，所以同一交换局业务服务区的另一部手机，不能用890.012 5 MHz的发射频率。 1 3 4 5 6-2 2 课堂练习 34 (3)给已关机的手机打电话，听到与基地台相连的交换机发出的提示音是“您拨打的用户已关机”；若给不在服务区的手机打电话时，听到的提示音是“您拨打的用户暂时无法接通”，这说明_____。  A.手机关机时向基地台发射了一个关机信号，手机不在服务区时与基地台失去联系 B.手机不在服务区时向基地台发射了一个不在服务区信号，手机关机时 与基地台失去联系 C.手机关机和不在服务区时分别向基地台发射了相应信号 D.手机关机和不在服务区时都没有向基地台发射相应信号 A 1 3 4 5 6-3 2 课堂练习 解析　“您拨打的用户已关机”说明手机关机时向基地台发送了一个关机信号。“您拨打的用户暂时无法接通”，说明手机不在服务区，基地台没有搜索到手机信号，故选A。 (4)你知道在哪些地方或情况下不能使用手机吗？试举两至三个例子____ _____________________________。  飞机 上、加油站、医院仪器检测室等 解析　若手机搜索不到信号，或者手机没有接收到信号，或手机信号会干扰其他器件工作时，手机就不能使用，故飞机上、加油站、医院仪器检测室都不能使用。 1 3 4 5 6-4 2 课堂练习 谢谢 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $