第一篇：九年級物理全冊 第21章 第4節(jié) 越來越寬的信息之路教案2 (新版)新人教版

越來越寬的信息之路

教學目標

一、知識目標

常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信。

二、能力目標

通過了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信的知識，提高學生應用物理知識解決實際問題的能力。

三、德育目標

通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學生學習科學的興趣。教學重點

了解現(xiàn)代通信知識。教學難點

了解現(xiàn)代通信知識。教學方法

講解法、討論法。教具準備

微機、光纖棒。課時安排

1課時。教學過程

一、創(chuàng)設情境、引入新課

［師］上節(jié)課我們學習了無線電廣播和電視的工作過程。那么電視廣播和聲音廣播相比，在相同的時間內哪個傳輸?shù)男畔⒍?？看屏幕（微機播放）。

（學生們討論）

［生甲］（討論得出）電視傳播的信息比聲音廣播多。

［生乙］電視除能通過聲音得到信息，還可以看到它的周圍環(huán)境、色彩、天氣等等信息。

［師］信息理論表明，作為載體的無線電波頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷Ｒ虼?，幾十年來，無線電通信，電視廣播等所用的頻率越來越高，我們可以形象地說，信息之路越來越寬了。微波通信已走入了我們的生活，為什么要用微波通信？大家閱讀課本，并回答問題。

二、進行新課

第四節(jié)越來越寬的信息之路［板書］

（一）微波通信［板書］

［生甲］微波（microwave）的波長在10m~1mm之間，頻率在30MHz~3×105MHz之間，比中波和短波的頻率更高，可以傳輸更多的信息。

［生乙］微波的性質更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地面繞射，因此需每隔50km左右就建一個微波中繼站。

［生丙］微波中繼站可以把上一站傳來的微波信號經過處理后，再發(fā)射到下一站，這就像接力賽跑一樣，一站傳一站，通過很多中繼站，可以把信息傳遞到遠方。

［師］能否用月亮——地球的衛(wèi)星作為中繼站，實現(xiàn)微波通信？大家討論。［生］（經過討論）能，但是用月亮作為中繼站不好。因為月亮可以反射微波，但它離我們太遠了，信號衰減，時間延遲。況且只有當兩個通信點同時見到月亮時，才能完成這兩點間的通信。所以用月亮作為中繼站，信號不好，還可能有時接收不到信號。

［師］那么人造衛(wèi)星做中繼站可以嗎？說出你了解的衛(wèi)星通信的知識。（看屏幕，微機播放內容：人造衛(wèi)星）

（二）衛(wèi)星通信［板書］

［生甲］衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)組成。

［生乙］在地球的周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信。

［生丙］通信衛(wèi)星就像一個無人值班的空中微波中繼站，它從一個地面站接收發(fā)射來的信號，經過放大變頻后，再發(fā)送回另一個或幾個地面站。

［生?。莠F(xiàn)在一個地方出現(xiàn)的突發(fā)事件，全世界的人們幾乎可以立刻看到現(xiàn)場的畫面，這就是通信衛(wèi)星帶來的好處。

［師］人類自從用了電磁波這一宇宙中最快的速度進行通信以后，不斷地向前發(fā)展。現(xiàn)代信息社會中，我們需要交流越來越多的信息，這就需要把這一信息之路修得越來越寬。我們已經知道，電磁波的傳播速度等于光速。實際上光也是一種電磁波。與微波相比，光的頻率更高，如果用光來通信，這條“高速公路”要比短波、微波的“公路”寬出百萬倍、千萬倍。但如何實現(xiàn)這一目的呢？看屏幕（微機播放光纖通信資料），通過討論說出你對光纖通信的了解。

（三）光纖通信［板書］

［生甲］普通的光源夾雜許多不同波長（頻率）的光，方向性差。如果用它作載波，就像收音機同時接收到了許多頻率節(jié)目，聲音重疊在一起，讓人無法分辨清楚。

［生乙］1960年美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，它能產生單一頻率、方向高度集中的光——激光（laser)，才使光作為載波得以實現(xiàn)，用光進行通信成為現(xiàn)實。

［生丙］通信用的激光一般在特殊的管道——光導纖維（opticalfiber)里傳播。

［生?。莨鈴墓鈱Юw維的一端射入，在內壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠方。

［生戊］光導纖維是很細很細的玻璃絲，是用高純度的石英玻璃拉制成的。［生己］光纜是數(shù)條光纖敷上保護層，制成多芯光纜。

［師］光在光導纖維中傳輸損耗小，可長距離傳輸。光纖通信，通信容量大，通信質量高，保密性好。光能沿彎曲的玻璃絲傳播，觀察演示。

［演示］把大塑料瓶用不透光的紙包上，瓶的側壁開個小孔，塑料瓶內盛滿水，水中有一個光源，觀察水流時的光。

［生甲］看到水從小孔流出時，光隨著彎彎的水流照到地面，在地面產生一個光斑。［生乙］這個實驗說明光可以沿彎彎的水流傳播也可以沿玻璃絲傳播，不管玻璃絲怎樣彎曲都可以傳播。

［師］光纖通信發(fā)展非常快，一些發(fā)達國家已經建立了跨越海底的光纜通信網(wǎng)絡，我們國家也在大力發(fā)展光纖通信，已經建立了縱橫大城市之間的光纜通信系統(tǒng)。請同學們閱讀STS“我國光纜通信的發(fā)展”。

（學生們閱讀、教師巡回并與學生探討）

［師］電子計算機的發(fā)明和應用給人們的工作、學習、生活帶來了巨大的變化。計算機與通信的結合將成為21世紀信息社會的基礎。全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點擊鼠標，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”?？雌聊唬ㄎC播放網(wǎng)絡通信）了解網(wǎng)絡通信。

（四）網(wǎng)絡通信［板書］

［生甲］世界上最大的計算機網(wǎng)絡叫做因特網(wǎng)（Internet），這樣就能做到資源共享。

［生乙］在因特網(wǎng)上可以收發(fā)電子郵件（E-mail），還可以查閱資料，看新聞、購物、和朋友聊天、進行遠程教育、遠程醫(yī)療等等。

［生丙］電子郵件的傳遞方式是

［師］網(wǎng)絡通信在傳播信息中越來越快捷方便。請同學們閱讀科學世界“激光的應用”。

三、小結

本節(jié)我們了解了微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信的知識。

四、布置作業(yè)

動手動腦學物理：①②③ ［參考答案］

1延遲時間是0。24s。由于電磁波的傳播速度太快，市內電話相互之間的距離近，電磁波傳播造成的延遲時間太短，人們根本感覺不到。

2波長最短的紅外線的頻率大約相當于電視廣播第二頻道頻率的1×107倍。3略

五、板書設計

第四節(jié)越來越寬的信息之路

（一）微波通信

（二）衛(wèi)星通信

（三）光纖通信

（四）網(wǎng)絡通信

第二篇：九年級物理全冊 第21章 第4節(jié) 越來越寬的信息之路教案3 (新版)新人教版

越來越寬的信息之路

【學習目標】

1。常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信。

2。通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學科學的興趣?！净A知識精講】

隨著社會的進步，人類傳遞的信息量越來越大，由無線廣播發(fā)展到電視，增加了圖像的信息，但如同人類的進步無法停止，信息的傳遞繼續(xù)發(fā)展。

信息傳輸?shù)亩嗌倥c什么有關呢？信息理論表明，作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷?/p>

根據(jù)電磁波家族成員特點：c＝λf可知，波長越短的電磁波，頻率越高。相對無線電波，（長波、中波、短波）微波的波長更短、頻率更高，因此可以傳輸更多的信息。我們可以形象地比喻為——信息之路越來越寬了。

1微波通信

同無線電波相比，微波的波長更短，在1mm至10m之間，頻率更高，在30MHz至3×105MHz之間，一條微波線路可以傳輸更多的信息，因此可在上面通行幾千、幾萬路電話。

但微波傳輸過程需要在其中建中繼站，因為地球是球形。微波性質更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。所以在每傳播一定距離后需將微波向地面引，如圖9－7所示。根據(jù)實際情況必須每隔大約50km左右就要建設一個微波中繼站。而且傳播的越遠中繼站需要的越多。

圖9－7 微波通信受到挑戰(zhàn)是因為必須建設中繼站，并且在遇到雪山，大洋根本無法建設，這樣就受到限制。如何解決這一問題呢？

開始有人想利用月球做中繼站，但由于月球離我們太遠，沒有足夠能量的微波無法到達月球，更無從談到攜帶信息反射回地面。后來人們想在天空中人造一個衛(wèi)星做中繼站，現(xiàn)在已經實現(xiàn)了，這得益于人造衛(wèi)星的發(fā)展。

2衛(wèi)星通信

航天事業(yè)的發(fā)展使人類已飛出地球，在太空中建立太空站，可以發(fā)射人造衛(wèi)星為我們服務，用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站，很好地解決了地面中繼站的弊端，實現(xiàn)無障礙中繼，覆蓋整個地球（360°）只需三顆通訊衛(wèi)星如圖9－8。衛(wèi)星通訊標志著信息已可全球化。

圖9－8 3光纖通信

依然根據(jù)c＝λf。比微波頻率更高的電磁波是光波。能否運用光波傳送信息呢？如果用光波傳送信息，這條“信息高速路”要比短波、微波寬出百萬倍、千萬倍。但發(fā)展光波通訊遇到這樣一個問題，普通的光源夾雜了許多不同波長的光，難以攜帶信息或無法從光波中分離出信息。要想解決問題得制造一種單一且方向高度集中的光，作為載體才行。1960年，美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，激光是一種單一，方向高度集中的光，它攜帶信息時，可以從中將信息分離出來。

圖9－9 激光用于通信，由于攜帶信息量可以更多，因此得到快速發(fā)展，各個國家都有光纜的通信工程，光纜是光信息的路徑，是一種用玻璃做成的光導纖維，光在里面經過數(shù)次反射，最終從光纜另一頭射出。如圖9－9所示。光導纖維內心是空的，外面敷上保護層。由于光的頻率很高，所以可以同時傳遞聲音、圖像等信息。

4網(wǎng)絡通信

信息的發(fā)送和接收都已經知道，但信息量的增大使人們面臨著管理或挑選的問題，計算機可以處理大量的信息，而且速度快。

把計算機同信息網(wǎng)絡連在一起，就叫做網(wǎng)絡通信。網(wǎng)絡通信的優(yōu)越性是很明顯的，由于計算機介入信息的管理，人們又步入了一個嶄新的信息時代。

目前使用最頻繁的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件。

如圖9－10所示，每人的計算機分別跟一個叫做服務器的大計算機相連，這就是平常說的上網(wǎng)。如同郵局與寄信人和收信人的關系。甲、乙計算機相當于收（寄）信人，而服務器相當于郵局，當甲發(fā)給乙一封電子郵件時，他的服務器A把郵件送到B儲存起來。一旦乙上網(wǎng)，他就能從自己的服務器B得到這個郵件。每臺電腦都有自己的“信箱”，即自己的“地址”，這樣“郵遞員”才能將信件送到準確的位置。

圖9－10 網(wǎng)絡通訊的“郵寄員”是集合現(xiàn)在通信載體的優(yōu)點，他是導線、光纜、微波?的組合體。有時還運用通信衛(wèi)星等各種通信手段。隨著通信技術的發(fā)展，網(wǎng)絡技術智能化程度越來越高，人們的溝通可以通過網(wǎng)絡達到近乎“面對面”的程度，這得益于網(wǎng)絡通信可以在很短時間內傳遞大量的信息，而且信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動畫面的直接需要，我們可以在網(wǎng)上輕松地看電視了。

利用網(wǎng)絡通信收發(fā)電子郵件是最基本的功能。每個用戶都有自己的信箱，信箱都編有地址名。例如：xiaolin@server.com.cn表示信箱屬于一個自稱“xiaolin”的人，他的服務器名叫sever.com.cn.其中“cn”是china的簡寫，表示這個服務器是在中國注冊的。

世界上凡是計算機集中的地方，例如企業(yè)、機關、某些居民小區(qū)等，大都已經把自己的計算機聯(lián)在一起了。這些網(wǎng)絡又互相聯(lián)結，成為世界上最大的計算機網(wǎng)絡，叫做因特網(wǎng)。因特網(wǎng)已經成為21世紀信息社會的基礎。全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點擊鼠標，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”。人們可以通過網(wǎng)絡通信系統(tǒng)查閱資料、看新聞、購物、進行視頻點播，可以上網(wǎng)和朋友聊天。另外可以通過網(wǎng)絡進行遠程教育、遠程醫(yī)療等等。網(wǎng)絡已經滲透到人們生活的各個角落?！緦W習方法指導】

進入中學生活的最大的不適應，就是學習方法方面的不適應。

小學的時候是“聽課——做作業(yè)”的兩段學習法，在同學們年齡小時顯得較自然，隨著年齡的增長，消極影響會越來越大，主要有以下幾方面：

一、違背記憶規(guī)律。兩段學習法是極不科學的一次性記憶，其遺忘率很高，只是聽完課做完作業(yè)，考試時再突擊復習，在所學 3 知識少且簡單的小學還可以，但遇到初中綜合及靈活題根本無法解決。

二、兩段學習法被動學習記憶，容易挫傷學習興趣和信心，有的同學之所以厭學就是長期運用此種方法，他們不主動學習和復習，體驗不到進步的欣喜，學習情緒很難高漲。

要適應初中的學習生活，不僅涉及學習方法問題，還有學習目的、興趣、毅力、習慣等方面的問題。以下一一介紹。

科學用腦：實驗證明，各學習器官耳、眼、口、手有機的配合進行學習，能有效的提高記憶效果，更好的發(fā)揮大腦的潛能。即上課時力爭做到“五到”：心到、口到、眼到、耳到、手到。只要肯努力，人人都會變得很聰明。讓大腦有勞有逸進行工作；讓大腦在興奮與抑制合理交替的前提下提高學習效率，是唯一正確和合乎學習規(guī)律的途徑。

養(yǎng)成良好的學習習慣：人的行為有80%至90%受習慣的支配，但人們往往自己覺察不到。

圖9－11 如何理解以上漫畫的含義？它對你有什么啟示？

學校的教育就是幫助人培養(yǎng)良好的習慣，力求養(yǎng)成習慣把行動養(yǎng)成習慣，習慣形成品質，品質決定命運。動力定型（習慣）有優(yōu)劣之分。建立科學化的動力定型，便可以花費少的勞動去取得較大的成果。良好的學習習慣一旦形成，可以高效率支配自己的學習生活。我們就全面介紹初中生必須形成的科學的動力定型——五段學習法

1預習：

（1）種類：課前預習、階段預習、學期預習。

（2）要求：了解大意，找出重點、難點，發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)自學能力，循序漸進，做好學期預習。

不做預習的危害：（1）缺乏準備，某些內容可能聽不懂。（2）上課好像聽懂，下課很快忘了。（3）做作業(yè)困難，錯誤多。

（4）養(yǎng)成被動習慣，無論做什么事都容易落后。

2課堂學習：

（1）兩分鐘準備，應做4件事：入室靜坐，作好上課心理準備，回憶上堂課的內容，回憶預習中發(fā)現(xiàn)的不理解的內容，檢查學習用具。

（2）充分利用課堂45分鐘提高學習效率：驗證預習中自己確定的重點與老師講解的是否一樣？學習老師分析問題和解決問題的方法，努力發(fā)現(xiàn)問題，并思維活動，特別是創(chuàng)造性思維活動，都是從發(fā)現(xiàn)問題開始的，有了問題才去思考和研究，才能發(fā)明和創(chuàng)造，在理解的基礎上，當堂鞏固70%以上的知識，接受老師傳授的方法，做好聽課筆記。

3復習：近期復習是指當晚或次晨進行第一次復習。再過2、3天再進行一次復習。長期復習做法如下：按先密后疏規(guī)律，安排一周、一月、甚至幾個月的復習計劃。

4完成作業(yè)：復習功課之后方可做作業(yè)，在量力而行的基礎上，發(fā)揮創(chuàng)造性，養(yǎng)成嚴謹?shù)牧晳T，再求速度，把作業(yè)當成考試對待。

5總結：做好當天的小結，做好重要專題的小結，有計劃地總結知識，總結學習方法和經驗?！就卣褂柧殹?/p>

微波

微波也叫超高頻無線電波，是無線電波中波長最短的一個波段，其波長范圍的上限約為幾米，下限通常定為1mm。

微波有許多特性，它除了具有電磁波的基本屬性之外，還有波長短、頻率高等特點。這些都是一般無線電波無法比擬的，這些特性使它能滿足科研、國防、工農業(yè)生產中多方面的特殊需要，并逐步為世人矚目。

首先我們已經知道微波在廣播電視和通訊方面必不可少。其次微波能穿透電離層，而其他無線電波都要被電離層反射回地面，所以只能用微波來進行衛(wèi)星通訊和地面與衛(wèi)星、飛船之間的聯(lián)系。

雷達是微波探測設備，一般雷達的工作頻率是3×109Hz至10×109Hz，由于波長短，有利于精確地測量距離和時間；微波與光類似，它是在空間沿直線傳播，遇到障礙物就像光的反射，并且可以用反射鏡反射或透鏡來聚集微波的能量，雷達所用天線像探照燈一樣，把發(fā)射功率基本上全部集中于窄束之內輻射出去，還能收到目標反射回來的反射波，從而確定目標的方向、距離，甚至大小和形狀。

雷達不僅可以偵察敵情，搜索飛機和艦船、坦克等，還能控制導彈與炮火，跟蹤衛(wèi)星、洲際導彈和宇宙火箭。雨、云、雪、霧對微波都有不同程度的吸收與反射，因此用氣象雷達 5 可以預報天氣情況?，F(xiàn)代艦船和飛機上，都裝有無線電導航設備，架設在海港、機場上的特種雷達可以指揮它們防止碰撞，并能在惡劣的天氣里安全行駛，更高級的雷達還能根據(jù)太陽的輻射識別方向并測定自己在海上的位置。

另外，微波還可用來加熱。由于微波波段靠近紅外波段，因此其熱效應很顯著。它的優(yōu)點是熱效率高、時間短。由于微生物在微波場中能得到選擇性加熱，因而微波能在環(huán)境溫度低的情況下把食物、藥品中的害蟲和細菌殺死。

第三篇：九年級物理全冊 21.4 越來越寬的信息之路教案 (新版)新人教版

四、越來越寬的信息之路

整體設計

信息理論表明，作為載體的無線電波，頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。因此，幾十年來，無線電通信、電視廣播等所用的頻率越來越高了，我們可以形象地說，信息之路越來越寬了。

“微波通信”和“衛(wèi)星通信”，本環(huán)節(jié)要講清楚什么是微波，它的波長和頻率分別在哪個范圍，可以和前面學過的電磁波家族圖作比較，看一看微波是在哪個位置。微波具有什么性質，為彌補它的缺點，應該采取什么措施？為實現(xiàn)全球通信，又應該采取什么措施？

“光纖通信”，首先要讓學生明白，開發(fā)研究“光通信”的意義就在于光與微波相比有更高的頻率，可以傳輸更多信息，容量更大。如果讓光在固定的通道里傳輸，還可以避免外界條件對它的干擾，提高通信質量，于是光導纖維就應運而生了。對此學生可能感到疑惑：在以前的學習過程中講到“光是沿直線傳播的”，又怎么可以沿著人為設定的通道傳播呢？為打消學生的疑慮，接著做“光沿水流傳播”的演示實驗。為拓寬學生的知識面，可以播放光導纖維的生產視頻，如果條件允許，還可以帶光導纖維的實物到課堂，讓學生一睹為快。再引導學生閱讀STS的小字部分，讓學生為我國的光纖通信事業(yè)的發(fā)展而自豪的同時，從中了解光纜在通信中的重要作用，使學生自覺愛護光纜。

“網(wǎng)絡通信”，人們通過互聯(lián)網(wǎng)可以得到各種各樣的信息，電子郵件就是其中的一種。關于電子郵件的使用，一定要邊講邊示范，需要講清如何申請電子郵箱、如何發(fā)送、如何接收電子郵件等。計算機之間的連接，除了使用金屬導線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。網(wǎng)絡的作用當然也不只是收發(fā)郵件，還可以瀏覽新聞、查尋各種資料、視頻聊天、網(wǎng)絡電視、網(wǎng)絡游戲等等多個方面。使學生辯證地看待網(wǎng)絡，它是一面雙刃劍，合理利用網(wǎng)絡，其樂無窮，不合理利用，危害多多。

教學重點與難點：了解現(xiàn)代通信知識。課時安排：1課時 三維目標

一、知識與技能

常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信。

二、過程與方法

通過微波通訊、衛(wèi)星通訊、光纖通信和網(wǎng)絡通信的學習，了解通訊的發(fā)展過程。

三、情感態(tài)度與價值觀

通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學科學的興趣，同時學習用辯證的觀點看問題。

課前準備

多媒體課件、實物投影一臺、光纖棒、激光手電、大可樂瓶子、水、試管、光源、塞子、細線、重物、不透明紙、膠帶、可上網(wǎng)的電腦一臺。

教學設計 [導入新課] 方案1：

提出問題：自古至今，人們傳遞信息的方式有許多種，并在不斷地發(fā)展變化，影響著我們的生活。請各學習小組自備一張紙，寫出你們所知道的信息傳遞方式，并從傳播速度和信息容量兩個方面分析對比一下，發(fā)生了什么樣的變化？

學生活動：各學習小組在紙片上寫完后，用實物投影投放，并請該組學生發(fā)言。其他小組如有不同，再展示自己小組的紙片，并發(fā)言。

總結：人們獲取信息的途徑越來越多，信息傳遞速度越來越快，且信息量也越來越大。信息理論表明：作為載體的無線電波，頻率越高，相同時間內傳遞的信息就越多。下面我們來學習幾種信息傳遞的方式。

方案2：

溫故知新，導入新課

上節(jié)課，我們學習了廣播、電視信號的發(fā)射與接收，那么請同學們思考，它們兩者進行對比，哪種形式單位時間內傳輸?shù)男畔⒘扛竽?？學生思考后回答。信息理論表明，作為載體的無線電波頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。因此，幾十年來，無線電通信、電視廣播等所用的頻率越來越高，我們可以形象地說，信息之路越來越寬了。這節(jié)課我們來學習其他傳輸信息的方式。

[推進新課]

一、微波通信和衛(wèi)星通信

教師活動：組織學生閱讀課本“微波通信”部分，組內交流后，回答以下問題： 問題展示：①微波的波長和頻率分別在哪個范圍？它的容量是多少？ ②對比前面學過的電磁波家族圖，看一看微波與可見光是否很近。這就決定了它的性質更接近誰。

③為克服微波的這一缺陷，需要怎么做？ ④我們知道地球表面決非只有平原，還有雪山、大洋，遇到這種地形時應該怎么克服呢？能不能利用地球的衛(wèi)星——月球進行中繼通信呢？為什么？

⑤生活中，我們接收的哪些節(jié)目是通過衛(wèi)星來傳輸?shù)模?⑥要想實現(xiàn)全球通信，需要幾顆同步通信衛(wèi)星？ ⑦通信衛(wèi)星是借助于什么能量進行工作的？ ⑧地面上的蝶形天線是干什么用的？

學生活動：①閱讀課本，查找以上問題的答案，并力爭獨辟蹊徑，說出自己對某一問題的看法。

②針對課本中的內容和圖片，提出你還想知道有關它們的哪方面信息，又該如何獲取呢？

5總結：①微波是指波長在10 m～1 mm之間，頻率在30 MHz～3×10 MHz之間。因為它的頻率很高，所以信息容量很大，一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。

②從電磁波家族圖上可以看出，微波距離可見光很近，因此微波的性質更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地面繞射。為克服微波的這一缺陷，必須每隔50 km左右就要建設一個微波中繼站，像接力棒一樣，把上一站傳來的信號處理后，再發(fā)射到下一站去。

③遇有雪山、大洋無法建立中繼站時，需要借助于衛(wèi)星進行轉接。地球的衛(wèi)星——月亮，是不能作微波中繼站的，因為距離太遠，信號衰減、時間延遲，而且只有當兩個通信點同時看到月亮時，才能完成這兩點的通信。

④隨著科技的發(fā)展，人們已經能夠發(fā)射人造衛(wèi)星了，通信用的衛(wèi)星大多是相對地球靜止不動的。如果在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信。

⑤2008年5月12日的汶川大地震，給四川人民帶巨大的損失，有關的時況轉播就是通過通信衛(wèi)星來傳輸?shù)饺珖酥寥澜?，讓關心災區(qū)人民的人們及時了解當時的情況。另外，通過衛(wèi)星傳輸?shù)倪€有新聞連線、比賽時況等。

⑥通信衛(wèi)星板狀的兩翼是太陽電池板，它把太陽能轉化成電能，供衛(wèi)星使用。地面上的蝶形天線是用來接收來自衛(wèi)星的信號。

即學即練(課件展示問題)(1)“嫦娥一號”月球探測衛(wèi)星，成功地向地球回傳了搭載的奧運志愿者歌曲《微笑北京》，《微笑北京》是通過______________傳播到地球的。

(2)微波的性質更接近于()A．光波

B．電磁波

C．聲波

D．電流(3)可以作微波通信中繼站的有()A．月球 B．人造衛(wèi)星 C．電視臺 D．廣播電臺

(4)2008年北京奧運會比賽實況全球轉播，至少需要多少顆地球同步衛(wèi)星()A．2顆 B．3顆 C．5顆 D．8顆 答案：(1)電磁波(2)A(3)B(4)B

二、光纖通信

1．創(chuàng)設情境，引出光纖通信

展示材料：教師拿出光纖棒，打開開關，把散開的光纖部分對著同學們。設問：同學們玩過這種光纖棒嗎？那么光為什么可以沿彎曲的線傳播呢？ 此問題引起學生的認識沖突，因為前面的學習中學生知道光是沿直線傳播的。就此引發(fā)學生對本知識板塊的好奇心。

2．閱讀教材，探求新知

教師活動：①指導學生閱讀課本，回答以下問題。②學生回答問題后，及時作出點評。③組織學生做好演示實驗。

④對實驗現(xiàn)象進行解釋，并補充有關全反射的知識。

(教學說明：全反射的知識，學生以前沒有接觸到，需要教師做補充性講解。講解時要考慮到學生已有的知識基礎，即他們已經知道光的反射規(guī)律，反射角等于入射角，當入射角增大時，反射角也增大。當光從水或玻璃中斜射向空氣時，既發(fā)生反射也發(fā)生折射，當入射角增大到某一角度時，就只發(fā)生反射而不再發(fā)生折射，這時就叫做發(fā)生了全反射。如下圖所示。)

⑤投放有關光導纖維絲的制作材料、制作過程，以拓寬學生的視野。⑥組織學生閱讀STS部分，讓學生為我國的光纖通信事業(yè)的發(fā)展而自豪的同時，從中了解光纜在通信中的重要作用，使學生自覺愛護光纜。

問題展示：①既然微波承載的信息量那么大，為什么還要開發(fā)新的傳輸方式？

②普通光的頻率比微波還高，能夠攜帶更多的信息，自然也就進入了科學家的視野，請分析能不能用普通光來傳輸信息呢。

③實際應用于通信的激光是在特殊的管道——光導纖維里傳播的，那么光為什么可以在任意彎曲的管道里傳輸呢？

④實驗時，需要觀察的實驗現(xiàn)象是什么？

⑤光導纖維的結構是怎樣的？光是如何通過光導纖維把信息傳遞到遠方的？ ⑥請總結光纖通信的優(yōu)點。

學生活動：①閱讀課本“光纖通信”部分，思考并回答以上問題。

②在教師的指導下完成“光沿水流傳播”的演示實驗裝置的裝配，并成功完成實驗。③閱讀STS部分，了解我國光纖事業(yè)的發(fā)展史，了解光纜在通信中的重要作用，以后的生活和社會活動中，自覺愛護光纜。

總結：①微波通信確實可以傳輸大量的信息，不過在傳輸過程中容易受到電磁干擾，還易遭雷擊，導致信號傳遞不夠穩(wěn)定，且距離越遠，時間延遲，會導致聲音和圖像不同步。為提高通信質量，有必要研究開發(fā)一種新的信號傳輸方式。

②普通的光源夾雜了許多不同波長的光，如果用它作載波，就像收音機同時接收到了許多頻率的節(jié)目，各種聲音重疊在一起，讓人無法分辨清楚。因此，要讓光來傳輸信息，這種光必須是頻率單

一、方向高度集中才可以。于是“激光”在人們的企盼中誕生了。

③實驗中發(fā)現(xiàn)光沿著彎彎的水流照到地面，在地面產生一個光斑，表明光可以沿著彎曲的水流傳播。那么光也可以沿著彎曲的玻璃絲傳播。這是光纖通信的實驗基礎。

④光從光導纖維的一端射入，在內壁上經過多次反射，從另一端射出，從而可以把信息傳到遠方。光導纖維由內芯和外套兩部分組成，內芯是由很細很細的石英玻璃絲做成的。

⑤光纖通信的優(yōu)點：一是不受外界條件干擾，使激光通信能傳播很遠，并且能提高通信質量；二是容量大。

即學即練(課件展示問題)(1)光纖是一種非常細的玻璃絲，它由______和______兩部分組成，光從光纖的一端射入，在內壁上______，從另一端射出，這樣就將它攜帶的信息傳到了遠方。

(2)下列應用激光的幾種情況中，錯誤的是()

A．利用激光進行通信 B．利用激光進行照明

C．利用激光加工堅硬的材料 D．利用激光進行長距離精確測量

(3)關于光纖通信，小明同學曾思考這樣的問題：在漫長的線路上，光纖免不了要拐彎、纏繞，而光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，激光通信信號怎能從一端傳到另一端呢？后來在“研究光纖怎樣傳輸光信號”的活動中，終于明白了：激光信號在光纖中()A．就像水流沿彎曲水管流動那樣 B．就像電流沿彎曲導線傳播那樣 C．不斷地經光纖壁反射而向前傳播 D．不斷地在光纖中折射而向前傳播 答案：(1)內芯 外套 多次反射(2)B(3)C

三、網(wǎng)絡通信

設問：同學們，誰有電子信箱？誰有QQ號碼？誰有自己的blog？請說出它們各自有什么用處，你的電子信箱是如何獲得的？

學生針對自己知道的有關網(wǎng)絡的事情，暢所欲言。

教師活動：①指導學生閱讀課本有關“網(wǎng)絡通信”的內容，并回答以下問題。②針對學生的回答，作出適當點評。

③通過教室內能夠上網(wǎng)的計算機，演示如何申請電子信箱，如何發(fā)送郵件，又是如何接收郵件的？

(教學說明：此環(huán)節(jié)也可以請十分熟悉電腦的學生代為演示，一方面增強演示者的自信心，另一方面演示者可能成為其他同學的偶像，促其更加熱愛電腦。)④組織學生進行總結。

問題展示：①目前，人們最常用的網(wǎng)絡通信形式是什么？ ②電子信箱地址由哪幾部分構成？每一部分分別是什么意思？ ③獲取電子信箱的方式有哪些？電子郵件的優(yōu)點是什么？

④世界上最大的計算機網(wǎng)絡叫什么？計算機之間的聯(lián)結，用到哪些通信手段？ 學生活動：①閱讀課本，并回答以上問題。②組內學生互換意見，交流有關問題的答案。

總結：①目前人們最常用的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件(email)。

②電子信箱由兩部分組成，一個是郵箱的歸屬人名稱，另一個是服務器名稱，中間用符號“@”連接，這是電子信箱的標致性符號。比如，某電子信箱的地址是：xiaolin@server.com.cn，這表示信箱屬于一個自稱“xiaolin”的人，他的服務器名叫“server.com.cn”。

③有許多方式可以獲取電子信箱，我們常用的有“126”的，有“163”的，有“sina”的等等。電子郵件跟電話一樣快捷，和信件一樣方便，還可以在任意一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上查看，它除了傳遞文字以外，還可以傳遞照片、語言及任何信息。

④世界上最大的計算機網(wǎng)絡，叫做因特網(wǎng)。計算機之間的聯(lián)結，除了使用金屬導線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。

即學即練

(1)目前使用的最頻繁的網(wǎng)絡通信形式是()A．電話

B．發(fā)帖

C．電子郵件

D．下載

(2)世界上凡是計算機集中的地方，例如：企業(yè)、機關、學校等等，大都已經把自己的計算機連在一起了。這些網(wǎng)絡又互相連接，成為世界上最大的計算機網(wǎng)絡，叫做____________，這樣就可以做到____________的共享。

(3)計算機可以高速處理大量信息，把計算機______，可以進行網(wǎng)絡通信。某電子郵箱的地址是“wangsheng@server.com.cn”，這表示信箱屬于一個叫______的人，他的服務器名叫______，其中“cn”是______的簡寫，表示這個服務器是在______注冊的。

(4)將計算機聯(lián)在一起形成網(wǎng)絡，將網(wǎng)絡又互相______，成為世界上最大的計算機網(wǎng)絡，就是________，這樣就能使信息資源______。利用網(wǎng)絡通信除了收發(fā)電子郵件外，還可以看到________，查到所需的________。

答案：(1)C(2)因特網(wǎng) 信息資源

(3)聯(lián)在一起 wangsheng server.com.cn China 中國

(4)聯(lián)結 因特網(wǎng) 共享 不斷更新的新聞 各種資料 [課堂總結] 本節(jié)課學到了四種通信方式：

1．微波通信：微波具有較高的頻率，可以攜帶大量的信息，不過它的性質接近光波，大致沿直線傳播，要實現(xiàn)長距離傳播需要每隔50 km建立一個微波中繼站。遇有雪山、大洋時，只能靠衛(wèi)星通信來轉接。

2．衛(wèi)星通信：通信用衛(wèi)星大多是相對地球“靜止”的同步衛(wèi)星，只要在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信。

3．光纖通信：微波通信有時會受到外界的干擾，使信號不穩(wěn)定。使激光攜帶著信息在光導纖維中傳播，就避免了以上問題，可以大大提高通信質量。而且激光的頻率更高，可以攜帶更多的信息。

4．網(wǎng)絡通信：要想使用網(wǎng)絡通信，首先要申請一個電子信箱，就可以使用電子郵件進行通信了。電子郵件具有電話一樣的快捷，信件一樣的方便，還可以在任意一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上查看，它除了傳遞文字以外，還可以傳遞照片、語言及任何信息。

[布置作業(yè)] 1．鞏固復習本節(jié)內容，“動手動腦學物理”的第1題。

2．課下搜集有關網(wǎng)絡的資料，擇時舉辦一個題為“網(wǎng)絡帶給我們什么？”的辯論會。正方觀點：網(wǎng)絡帶給我們好處。反方觀點：網(wǎng)絡帶給我們壞處。

板書設計

四、越來越寬的信息之路

設計反思

本節(jié)課一開始就抓住了學生的思維動向，讓其寫出已知的通信方式，并尋找它們之間的變化趨勢，繼而講授了四種形式的通信方式。衛(wèi)星通信也可以歸到微波通信上，它們之間是有聯(lián)系的，衛(wèi)星通信是微波通信的延伸，設計時，把這兩種通信放到一起進行了學習。光纖通信，是優(yōu)于微波通信的另一種通信形式，它出現(xiàn)得較晚，設計本課時提到了這種通信形式的產生原因，使學生對此有所了解，從而更容易接受多種通信形式的變化趨勢。關于激光通信的原理，補充了全反射的有關知識，點到為止，能夠使學生理解光之所以沿著彎彎曲曲的光導纖維傳播，這與光的直線傳播并不矛盾。關于網(wǎng)絡通信，是采用開放的形式進行講授的，因為現(xiàn)在的學生對于網(wǎng)絡知道的很多，課堂上不妨給他們提供一個平臺，給他們一個展示才能的機會，同時注意對學生上網(wǎng)的正確引導。

參考資料

一、什么是寬帶

寬帶目前還沒有一個公認的定義，從一般的角度理解，它是能夠滿足人們感觀所能感受到的各種媒體在網(wǎng)絡上傳輸所需要的帶寬，因此它也是一個動態(tài)的、發(fā)展的概念。目前的寬帶對家庭用戶而言是指傳輸速率超過1 M，可以實現(xiàn)24小時連接的非撥號接入的網(wǎng)絡基礎設施及其服務。普通電話線路的非對稱數(shù)字用戶環(huán)路技術(ADSL)、基于光纖IP網(wǎng)的以太網(wǎng)技術、有線電視的Cable Modem技術和基于衛(wèi)星通信的Direct PC技術等都是寬帶技術的典型。

寬帶能帶來什么呢？主要的就是高速上網(wǎng)?，F(xiàn)在一些寬帶接入小區(qū)的住戶們已經發(fā)現(xiàn)，寬帶不僅有普通網(wǎng)絡的瀏覽、收發(fā)電子郵件等功能，而且可以滿足語音、圖像等大量信息傳遞的需求，實現(xiàn)VOD視頻點播、網(wǎng)絡電話、在家炒股、遠程教育等功能。

二、激光的特點：高亮度、高方向性、高單色性和高相干性

激光的高亮度：固體激光器的亮度更高可達1 011 W/cm2Sr。不僅如此，具有高亮度的激光束經透鏡聚焦后，能在焦點附近產生數(shù)千度乃至上萬度的高溫，這就使其可能加工幾乎所有的材料。

激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地傳遞較長的距離的同時，還能保證聚焦得到極高的功率密度，這兩點都是激光加工的重要條件。

激光的高單色性：由于激光的單色性極高，從而保證了光束能精確地聚焦到焦點上，得到很高的功率密度。

激光的高相干性：相干性主要描述光波各個部分的相位關系。正是激光具有如上所述的奇異特性，因此，在工業(yè)加工中得到了廣泛的應用。

目前，激光已廣泛應用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、異孔、膏藥打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等)、激光淬火、激光熱處理、激光打標、玻璃內雕、激光微調、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復電路、激光布線技術、激光清洗等。

三、網(wǎng)絡對青少年的不良影響

1．網(wǎng)絡對青少年形成正確的人生觀、價值觀和世界觀存有潛在威脅

網(wǎng)絡是一張無邊無際的“網(wǎng)”，內容龐雜、良莠不齊，青少年在互聯(lián)網(wǎng)上頻繁接觸西方國家的宣傳論調、文化思想等，這就使他們頭腦中的中國傳統(tǒng)文化、觀念和我國的主流意識形態(tài)形成沖突，使青少年的人生觀、價值觀和世界觀產生傾斜，甚至盲從西方，長此以往，對我國青少年的思想意識形態(tài)必將起到潛移默化的作用，對社會安定形成一種潛在威脅。

2．互聯(lián)網(wǎng)使許多青少年沉溺于虛擬世界，脫離現(xiàn)實，使一些青少年荒廢學業(yè) 與現(xiàn)實社會不同，青少年在網(wǎng)上面對的是一個虛擬的世界，它不僅滿足了青少年占有各種信息的需要，也給人際交往留下了廣闊的想象空間。以一個不斷改變包裝了的新形象去聊天、交友和參與網(wǎng)絡游戲等，從而更易獲得成功和受別人的關注，隨意發(fā)表言論，又不受任何法規(guī)和法律的約束，并且不必承擔現(xiàn)實生活中的壓力和責任，虛擬世界的這些特點，使得不少青少年寧可整夜整日沉溺于虛幻的環(huán)境中而不愿面對現(xiàn)實生活。而無限制地泡在網(wǎng)上對他們的日常學習、生活產生很大的影響，輕者視力下降，精神萎靡不振，學習成績下滑，重者荒廢學業(yè)。

3．互聯(lián)網(wǎng)中的不良信息和網(wǎng)絡犯罪對青少年的身心健康和安全構成了危害 當前，網(wǎng)絡對青少年的危害主要集中到兩點，一是某些人實施諸如詐騙或性侵害之類的犯罪，二是黃色垃圾對青少年的毒害。據(jù)有關專家調查，互聯(lián)網(wǎng)上非學術性信息中，有47%與色情有關，網(wǎng)絡使色情內容更容易傳播。據(jù)不完全統(tǒng)計，60%的青少年雖然是在無意中接觸到網(wǎng)上黃色信息的，但自制力較弱，青少年往往出于好奇或沖動而進一步尋找類似信息，而深陷其中。

網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，給不法商人帶來了可鉆的空子。不少的色情、暴力、賭博等不良網(wǎng)站應運而生。其次，網(wǎng)絡帶來了人與人之間的許多紛爭。因為對于網(wǎng)絡，政府出臺的政策不夠完善，所以有許多關于知識產權的問題在源源不斷地產生。

4．網(wǎng)絡帶給人們的不僅是思想上無形的傷害，對于許多網(wǎng)民的健康也造成不可忽視的傷害。在電視上我們就曾經多次看到這樣的報道：某某青少年由于上網(wǎng)玩游戲時間過長，造成下身忽然癱瘓、不能動彈，嚴重的還有休克昏迷的例子。由于電腦對于人體的輻射，如果人長時間地坐在電腦前不活動，就極容易造成種種難以預期的身體上的傷害。最顯著的就是對于視力的損害。

網(wǎng)絡上的信息儲量和翻新速度雖有極大的優(yōu)勢，但恰恰因為此處的優(yōu)勢，人們需要另外花費一些成本來進行挑選甄別，以便尋到自己所需要的東西，以至于額外地支付了許多時間和精力，不僅如此，人們常常流連于某些垃圾和無用的信息上卻沒有得到足夠的益處。網(wǎng)絡的最大用處在于溝通、搜索和娛樂，當你抱怨上網(wǎng)的時間過多的時候，應該警醒了，網(wǎng)絡通常只是充當淺嘗的境地，不可指望于此成就你的美好夢想，包括大量的閱讀和持之以恒的學習。光陰從來匆迫，務請適時關機。

四、衛(wèi)星通信的發(fā)展歷程

衛(wèi)星通信是利用位于高空36 000千米并與地球同步運轉的通信衛(wèi)星作為中繼，使各地地面接收站間得以實現(xiàn)雙向通信。地面接收站裝有拋物天線，對準高空軌道的同步衛(wèi)星，衛(wèi)星上天線和轉發(fā)器起作用，好像一條微波線路的中繼站。

衛(wèi)星通訊是20世紀60年代開始的，迄今已接連發(fā)射了幾代國際通訊衛(wèi)星。在地球高空軌道安放3個同步衛(wèi)星，就可覆蓋全球的地面，實現(xiàn)全球國際通信和電視節(jié)目傳輸。衛(wèi)星通訊只需在兩地各設地面站就能相互通信，因此在地面崎嶇地區(qū)，線路建設比較容易。

由于衛(wèi)星通訊各方面的技術已經十分普遍，費用逐漸下降，現(xiàn)在不但個別的國家有能力利用，甚至連個別的商業(yè)機構也在躍躍欲試了。將來，通訊衛(wèi)星還可能提供另一種全新的服務，因為能夠直接傳送的不單是電話和電視；信件、報紙及其他形式的信息都能從世界上幾乎任何地方傳送到家中，或許就在電視屏幕上顯示。

1958年12月，美國發(fā)射了“軌道中繼通訊衛(wèi)星”。衛(wèi)星向地球廣播預先錄好的艾森豪威爾的圣誕賀詞?！败壍乐欣^通訊衛(wèi)星”在軌道上運行一個多月后，進大氣層燒毀。1960年4月，美國發(fā)射的“信使1B號”是第一顆裝有強大放大器的通訊衛(wèi)星?！靶攀?B號”重達250 kg，電源由19 152個太陽能電池組成，信號放大系統(tǒng)可以將信號放大后再發(fā)射出去。

美國在1962年7月10日發(fā)射了“通訊號衛(wèi)星”，它的能源來自3 600個太陽能電池?！巴ㄓ嵭l(wèi)星”可以容納六十條電話線路或一個電視頻道。最早實現(xiàn)同步通訊的是美國的試驗性衛(wèi)星“同步通訊衛(wèi)星一號”。它可以達到22 300千米的高度，在這個高度上，衛(wèi)星環(huán)繞地球的速度與地球自轉一致。衛(wèi)星與地面位置相對固定。

1965年4月6日，美國的“晨鳥”號通信衛(wèi)星發(fā)射成功，后稱“國際通信衛(wèi)星”1號。它高0.6米，直徑0.72米，質量39千克，可以容納240條電話線路或一條彩色電視頻道。

到目前為止，我國已發(fā)射多顆同步通信衛(wèi)星，用來轉播電視、無線電話和其他數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，衛(wèi)星通訊技術已經十分成熟，人們的日常生活越來越依賴衛(wèi)星通訊了。

第四篇：人教版九年級全冊21.4越來越寬的信息之路(教案)

《越來越寬的信息之路》教案

【教學目標】

1.知識與技能

常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信 了解光纖通信的優(yōu)點和原理

了解網(wǎng)絡通信的發(fā)展過程和優(yōu)點，掌握發(fā)的電子郵件的方法。2.過程與方法

通過了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信的知識，提高學生應用物理知識解決實際問題的能力。3.情感態(tài)度和價值觀

通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學生學習科學的興趣。

【教學重點】

現(xiàn)代通信的優(yōu)點及原理。

【教學難點】

了解現(xiàn)代通信知識。

【教學方法】

合作 探究 交流

【教學用具】

多媒體教學課件、視頻

【課時安排】

1課時

【教學過程】

一、創(chuàng)設情境 導入新課

通過同學們討論古代人、現(xiàn)代人傳遞信息的方式、傳遞的信息量有什么變化？講5分鐘的故事和放映五分鐘的電影，它們傳遞的信息量是不一樣的。

相同時間內，電視比電臺廣播能傳遞更多的信息。信息理論表明：

作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。近年來，無線電通信、電視、廣播等所用的頻率越來越高，也可以說，信息之路越來越寬了。以此引入新課。

二、探究新知

（一）微波通信

微波信號的波長在10 m ～1 mm之間，微波信號的頻率在30 MHz ～3 ×105 MHz之間。

一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。說明微波通信信息容量大。

傳播路徑：接近于光波，不能沿地球表面繞射。必須靠微波中繼站來傳遞信息。動畫展示微波傳遞的過程

無法建設中繼站。

問題：能否用月亮做中繼站，實現(xiàn)微波通信？

缺點：信號傳遞越遠，信號衰退，時間延遲，需要的中繼站越多。且遇到大山、大海時，根本就

解決方案：采用衛(wèi)星通信。

（二）衛(wèi)星通信

利用衛(wèi)星作為信息中繼站

太遠，時間延遲、信號衰退、且只有兩地同時看到月亮時才可以完成通信。

用碟形天線（大鍋）接收來自衛(wèi)星的信號

同步通信衛(wèi)星繞地球轉動的周期跟地球自轉的周期相同，所以叫做“同步”衛(wèi)星。動畫展示衛(wèi)星繞地球自轉。

地球周圍均勻分布三顆地球同步通信衛(wèi)星就可以覆蓋全球。

中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可提供全天候的即時定位系統(tǒng)。

（三）光纖通信

光是比微波頻率高得多的電磁波。光通信這條“信息高速公路”更寬廣。

利用頻率單

一、方向高度集中的激光進行通信，效果很好。

光纖通訊技術是近幾十年才發(fā)展起來的

1960年，美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，它能產生頻率單

一、方向高度集中的光----激光。

1966年，華裔物理學家高錕提出用光纖通信的構想，這使得用光進行通信的幻想得以實現(xiàn)。實驗演示——光可以沿著水流傳播視頻播放。

實驗現(xiàn)象：光的傳播方向發(fā)生改變，沿著水流方向傳播。

實驗原理：全反射，即指光由光密介質射到光疏介質的界面時，全部被反射回原介質內的現(xiàn)象。思考：光的全反射現(xiàn)象有何應用？ 光導纖維：光在光導纖維中的傳播

光纖通信的優(yōu)點：

（1）傳輸頻率極高，通信容量很大；（2）光纖衰減小，無中繼設備，傳輸距離遠；（3）頻率穩(wěn)定，信號傳輸質量高；（4）光纖抗電磁干擾，保密性好。

（四）網(wǎng)絡通信 電子郵件的傳送方式

計算機可以高速處理各種信息，把計算機聯(lián)在一起，可以進行網(wǎng)絡通信。通過因特網(wǎng)可以收發(fā)電子郵件，看到不斷更新的新聞，查到所需的各種資料。

隨著通信技術的發(fā)展，現(xiàn)在已經可以在很短的時間內傳送越來越大的信息量，信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動畫面的需要，我們已經可以輕松地在網(wǎng)上看電視了。

知識拓展 激光的應用視頻

三、課堂小結

1、電磁波頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。通信頻率越來越高，信息之路越來越寬。

2、微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信。

四、課堂練習

1．關于現(xiàn)代通信和電磁波，下列敘述正確的是（B）A．光纖通信傳輸?shù)男畔⒘亢艽?，主要用于無線電廣播 B．衛(wèi)星通信利用人造衛(wèi)星作為中繼站進行通信 C．電磁波的應用對人類有利無害 D．電磁波不能在真空中傳播

2．（2016?東營）通信技術的發(fā)展日新月異，4G手機以其上網(wǎng)速快、傳遞信息量大備受人們喜愛，4G手機傳遞信息利用的是（D）

A．紫外線 B．紅外線 C．超聲波

D．電磁波

3、（2016?株洲）隨著社會的進步，光纖網(wǎng)絡開始進入普通老百姓家庭。光纖的主要用途是（C）A．輸電 B．導熱 C．通信

D．照明

4、我們經常在媒體上聽到“信息高速公路”一語，它指的是（B）A、高速行駛的公路 B、利用光纖的通信 C、利用微波的通信 D、利用衛(wèi)星的通信

五、作業(yè)布置

1、完成課后動手動腦學物理

2、完成本節(jié)課對應練習題

板書設計

21.4 越來越寬的信息之路

一、微波通信

作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷?/p>

二、衛(wèi)星通信

實質：用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站

三、光纖通信

容量極大、不怕雷擊、不受電磁干擾，通信質量高，保密性好

四、網(wǎng)絡通信

【教學反思】

這節(jié)課的容量大，名詞術語多，比較抽象，所涉及的現(xiàn)象多與自己身邊的事例有關，所以多結合自己身邊的現(xiàn)象來分析，該課也是不難理解的。比如利用手機講微波、將各地常見到的地面衛(wèi)星接收天線能收到電視節(jié)目與衛(wèi)星通信聯(lián)系起來、光導纖維也可以與日常生活相結合，讓這些抽象、陌生的東西具體化，學生學起來就有興趣了。

第五篇：2014九年級物理全冊 第21章 第4節(jié) 越來越寬的信息之路教案 (新版)新人教版

21.4 越來越寬的信息之路

【學習目標】

1．常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信．

2．通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學科學的興趣． 【基礎知識精講】

隨著社會的進步，人類傳遞的信息量越來越大，由無線廣播發(fā)展到電視，增加了圖像的信息，但如同人類的進步無法停止，信息的傳遞繼續(xù)發(fā)展．

信息傳輸?shù)亩嗌倥c什么有關呢？信息理論表明，作為載體的電磁波，頻率越高，相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉啵?/p>

根據(jù)電磁波家族成員特點：c＝λf可知，波長越短的電磁波，頻率越高．相對無線電波，（長波、中波、短波）微波的波長更短、頻率更高，因此可以傳輸更多的信息．我們可以形象地比喻為——信息之路越來越寬了．

1．微波通信

同無線電波相比，微波的波長更短，在1 mm至10 m之間，頻率更高，在30 MHz至3×10 MHz之間，一條微波線路可以傳輸更多的信息，因此可在上面通行幾千、幾萬路電話．

但微波傳輸過程需要在其中建中繼站，因為地球是球形．微波性質更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射．所以在每傳播一定距離后需將微波向地面引，如圖9－7所示．根據(jù)實際情況必須每隔大約50 km左右就要建設一個微波中繼站．而且傳播的越遠中繼站需要的越多．

5圖9－7 微波通信受到挑戰(zhàn)是因為必須建設中繼站，并且在遇到雪山，大洋根本無法建設，這樣就受到限制．如何解決這一問題呢？

開始有人想利用月球做中繼站，但由于月球離我們太遠，沒有足夠能量的微波無法到達月球，更無從談到攜帶信息反射回地面．后來人們想在天空中人造一個衛(wèi)星做中繼站，現(xiàn)在已經實現(xiàn)了，這得益于人造衛(wèi)星的發(fā)展．

2．衛(wèi)星通信

航天事業(yè)的發(fā)展使人類已飛出地球，在太空中建立太空站，可以發(fā)射人造衛(wèi)星為我們服務，用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站，很好地解決了地面中繼站的弊端，實現(xiàn)無障礙中繼，覆蓋整個地球（360°）只需三顆通訊衛(wèi)星如圖9－8．衛(wèi)星通訊標志著信息已可全球化．

圖9－8 3．光纖通信

依然根據(jù)c＝λf．比微波頻率更高的電磁波是光波．能否運用光波傳送信息呢？如果用光波傳送信息，這條“信息高速路”要比短波、微波寬出百萬倍、千萬倍．但發(fā)展光波通訊遇到這樣一個問題，普通的光源夾雜了許多不同波長的光，難以攜帶信息或無法從光波中分離出信息．要想解決問題得制造一種單一且方向高度集中的光，作為載體才行．1960年，美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，激光是一種單一，方向高度集中的光，它攜帶信息時，可以從中將信息分離出來．

圖9－9 激光用于通信，由于攜帶信息量可以更多，因此得到快速發(fā)展，各個國家都有光纜的通信工程，光纜是光信息的路徑，是一種用玻璃做成的光導纖維，光在里面經過數(shù)次反射，最終從光纜另一頭射出．如圖9－9所示．光導纖維內心是空的，外面敷上保護層．由于光的頻率很高，所以可以同時傳遞聲音、圖像等信息．

4．網(wǎng)絡通信

信息的發(fā)送和接收都已經知道，但信息量的增大使人們面臨著管理或挑選的問題，計算機可以處理大量的信息，而且速度快．

把計算機同信息網(wǎng)絡連在一起，就叫做網(wǎng)絡通信．網(wǎng)絡通信的優(yōu)越性是很明顯的，由于計算機介入信息的管理，人們又步入了一個嶄新的信息時代．

目前使用最頻繁的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件．

如圖9－10所示，每人的計算機分別跟一個叫做服務器的大計算機相連，這就是平常說的上網(wǎng)．如同郵局與寄信人和收信人的關系．甲、乙計算機相當于收（寄）信人，而服務器相當于郵局，當甲發(fā)給乙一封電子郵件時，他的服務器A把郵件送到B儲存起來．一旦乙上網(wǎng)，他就能從自己的服務器B得到這個郵件．每臺電腦都有自己的“信箱”，即自己的“地址”，這樣“郵遞員”才能將信件送到準確的位置．

圖9－10 網(wǎng)絡通訊的“郵寄員”是集合現(xiàn)在通信載體的優(yōu)點，他是導線、光纜、微波?的組合體．有時還運用通信衛(wèi)星等各種通信手段．隨著通信技術的發(fā)展，網(wǎng)絡技術智能化程度越來越高，人們的溝通可以通過網(wǎng)絡達到近乎“面對面”的程度，這得益于網(wǎng)絡通信可以在很短時間內傳遞大量的信息，而且信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動畫面的直接需要，我們可以在網(wǎng)上輕松地看電視了．

利用網(wǎng)絡通信收發(fā)電子郵件是最基本的功能．每個用戶都有自己的信箱，信箱都編有地址名．例如：xiaolin@server．com．cn表示信箱屬于一個自稱“xiaolin”的人，他的服務器名叫sever．com．cn．其中“cn”是china的簡寫，表示這個服務器是在中國注冊的．

世界上凡是計算機集中的地方，例如企業(yè)、機關、某些居民小區(qū)等，大都已經把自己的計算機聯(lián)在一起了．這些網(wǎng)絡又互相聯(lián)結，成為世界上最大的計算機網(wǎng)絡，叫做因特網(wǎng)．因特網(wǎng)已經成為21世紀信息社會的基礎．全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點擊鼠標，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”．人們可以通過網(wǎng)絡通信系統(tǒng)查閱資料、看新聞、購物、進行視頻點播，可以上網(wǎng)和朋友聊天．另外可以通過網(wǎng)絡進行遠程教育、遠程醫(yī)療等等．網(wǎng)絡已經滲透到人們生活的各個角落．

【拓展訓練】 微波

微波也叫超高頻無線電波，是無線電波中波長最短的一個波段，其波長范圍的上限約為幾米，下限通常定為1 mm．

微波有許多特性，它除了具有電磁波的基本屬性之外，還有波長短、頻率高等特點．這

些都是一般無線電波無法比擬的，這些特性使它能滿足科研、國防、工農業(yè)生產中多方面的特殊需要，并逐步為世人矚目．

首先我們已經知道微波在廣播電視和通訊方面必不可少．其次微波能穿透電離層，而其他無線電波都要被電離層反射回地面，所以只能用微波來進行衛(wèi)星通訊和地面與衛(wèi)星、飛船之間的聯(lián)系．

雷達是微波探測設備，一般雷達的工作頻率是3×10 Hz至10×10 Hz，由于波長短，有利于精確地測量距離和時間；微波與光類似，它是在空間沿直線傳播，遇到障礙物就像光的反射，并且可以用反射鏡反射或透鏡來聚集微波的能量，雷達所用天線像探照燈一樣，把發(fā)射功率基本上全部集中于窄束之內輻射出去，還能收到目標反射回來的反射波，從而確定目標的方向、距離，甚至大小和形狀．

雷達不僅可以偵察敵情，搜索飛機和艦船、坦克等，還能控制導彈與炮火，跟蹤衛(wèi)星、洲際導彈和宇宙火箭．雨、云、雪、霧對微波都有不同程度的吸收與反射，因此用氣象雷達可以預報天氣情況．現(xiàn)代艦船和飛機上，都裝有無線電導航設備，架設在海港、機場上的特種雷達可以指揮它們防止碰撞，并能在惡劣的天氣里安全行駛，更高級的雷達還能根據(jù)太陽的輻射識別方向并測定自己在海上的位置．

另外，微波還可用來加熱．由于微波波段靠近紅外波段，因此其熱效應很顯著．它的優(yōu)點是熱效率高、時間短．由于微生物在微波場中能得到選擇性加熱，因而微波能在環(huán)境溫度低的情況下把食物、藥品中的害蟲和細菌殺死．