資源簡介

(共35張PPT)
物理 人教版
九年級全一冊
第二十一章 信息的傳遞
第四節　越來越寬的信息之路
新課導入
電視和無線電廣播相比，在相同的時間內哪個傳輸的信息多？
學習目標
1.了解微波通信、衛星通信、光纖通信、網絡通信。
2.通過學習現代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學物理的興趣。
學習目標
教學重點：
了解微波通信、衛星通信、光纖通信、網絡通信。
教學難點：
結合日常信息，加深對信息之路越來越寬的理解。
知識全解
知識點一 微波通信
1.微波
微波的波長在10m～1mm之間，頻率在30MHz～3×105MHz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。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50km左右就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，再發射到下一站去。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。
知識全解
知識點一 微波通信
2.微波通信的優缺點
優點：
微波通信的頻率高,傳播信息容量大,且中繼站用計算機監督控制。出現故障時能自動倒換,自動報警,節約了人力資源。
缺點：
微波傳送距離越遠,需要建立的中繼站就越多, 勢必會帶來一定的麻煩。而且在遇到雪山、大洋，根本無法建立中繼站。
知識全解
知識點一 微波通信
3.月球不能做中繼站，實現微波通信
原因：
（1）月球離我們太遠，信號衰減、時間延遲。
（2）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，太不方便了。
故不能用月球作為中繼站。
解決方案：
用同步通信衛星做微波通信的中繼站。
知識全解
知識點二 衛星通信
地球同步通信衛星
同步通信衛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”衛星。
衛星通信系統由通信衛星、地面站和傳輸系統組成。在地球的周圍均勻地配置三顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現全球通信。 衛星通信除了能遠距離傳遞信息外，還有通信容量大、抗干擾性好、質量好、功效高等優點。
知識全解
知識點二 衛星通信
通信衛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射來的信號，經過放大變頻后，再發送回另一個或幾個地面站。通信衛星板狀的兩翼是太陽能電池板，它把太陽能轉化成電能，供衛星使用。地面上的碟形天線是用來接收來自衛星的信號。
知識全解
知識點三 光纖通信
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。但如何實現這一目的呢？
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，稱為激光。
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。
知識全解
知識點三 光纖通信
光纖棒，大家玩過嗎？
知識全解
知識點三 光纖通信
把大塑料瓶用不透光的紙包上，在瓶的側壁開個小孔。將塑料瓶裝滿水，在水面上方放一個發光的小燈泡。當水從小孔流出時，觀察發生的現象。
表明光可以沿著彎曲的水流傳播。光的傳播路線可以是彎曲的，是因為光發生了全反射。
實驗中發現光沿著彎彎的水流照到地面，在地面產生一個光斑。
知識全解
知識點三 光纖通信
全反射知識：我們已經知道光的反射規律，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，既發生反射也發生折射，當入射角增大到某一角度時，就只發生反射而不再發生折射，這時就發生了全反射。
知識全解
知識點三 光纖通信
光也可以在管道中——光導纖維中傳播，如果光攜帶了信息，就是光纖通信。
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定。如果傳播的距離很遠，時間延遲，會導致聲音和圖像不同步。為提高通信質量，有必要研究開發一種新的信號傳輸方式。
知識全解
知識點三 光纖通信
普通的光源夾雜了許多不同波長的光，如果用它作為載波，就像收音機同時接收到了許多頻率的節目，各種聲音重疊在一起，讓人無法分辨清楚。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。
知識全解
知識點三 光纖通信
激光的特點就是頻率單一、方向高度集中。
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。
注意：
（1）光纖通信利用的不是微波，而是激光。
（2）激光在光導纖維中傳播發生的是全反射，不是折射。
知識全解
知識點三 光纖通信
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。
光纖通信不受外界條件干擾，使激光能傳播很遠，并且能提高通信質量。光纖通信容量大。
知識全解
知識點四 網絡通信
同學們，誰有電子信箱？誰有QQ號碼？它們各有什么用處，你的電子信箱是如何獲得的？
光纖通信不受外界條件干擾，使激光能傳播很遠，并且能提高通信質量。光纖通信容量大。
知識全解
知識點四 網絡通信
目前人們最常用的網絡通信形式是電子郵件(E-mail)。
電子信箱由三部分組成，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，這是電子信箱的標志性符號。
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網的計算機上查看。除了傳遞文字以外，還可以傳遞照片、語言及任何信息變成的數字文件。
世界上最大的計算機網絡叫做因特網(Internet)。計算機可以高速處理各種信息，互聯網利用通信線路和電磁波，將分布于世界各地的計算機網絡連接起來，用來傳遞各種信息。計算機之間的聯結，除了使用金屬導線外，還使用光纜、通信衛星等各種通信手段。
知識全解
知識點四 網絡通信
電子郵件的傳遞方式是
在因特網上可以收發電子郵件(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、遠程醫療等。
知識全解
知識點四 網絡通信
電子計算機的發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。全球信息網的建立，使人們通過一臺聯網的電腦，只要輕輕點擊鼠標，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”。
當堂練習
1.五十年前，華裔物理學家高錕在光導纖維通信領域取得突破性的進展并因此獲得諾貝爾物理學獎。光纖傳播信息利用的原理是（　?。?br/>A．光的反射
B．光的折射
C．光的直線傳播
D．光的色散
A
當堂練習
解析　
光纖通信利用的就是全反射的道理，光纖在結構上有中心和外皮兩種不同介質，光從中心傳播時遇到光纖彎曲處，會發生全反射現象，而保證光線不會泄漏到光纖外，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
當堂練習
2.關于能源、信息與材料，下列說法不正確的是（　　）
A．5G 網絡所指的就是在移動通信網絡發展中的第五代網絡， 經測試5G下載速度是4G的15倍，因為 5G 網絡比 4G 網絡的電磁波在真空中傳播的速度小
B．指南針是磁性材料制成的，其南極指向地磁北極附近
C．利用半導體材料可以制作二極管
D．光纖通信利用激光傳遞信息的
A
當堂練習
解析　
A．5G網絡和4G網絡的電磁波在真空中傳播的速度一樣快，故A錯誤，符合題意；
B．地磁場的南北極與地理南北極相反，指南針是磁性材料制成的，其南極指向地磁北極附近，故B正確，不符合題意；
C．二極管具有單向導電性，利用半導體材料可以制作二極管，故C正確，不符合題意；
D．激光屬于電磁波，光纖通信利用激光傳遞信息，故D正確，不符合題意。
故選A。
當堂練習
3.關于信息的傳遞，下列說法正確的是（ ）
A．聲、光和電磁波中，只有電磁波能夠傳遞信息
B．固定電話、移動電話、廣播和電視都是利用導線中的電流來傳遞信息
C．收音機利用天線接收電磁波和發射電磁波
D．微波通信、衛星通信、光纖通信、網絡通信都可以用來傳遞信息
D
當堂練習
解析　
A. 聲波、光和電磁波都能夠傳遞信息，此選項說法不正確；
B. 固定電話是利用導線中的電流來傳遞信息，而移動電話、廣播和電視是利用電磁波傳遞信息，此選項說法不正確；
C. 收音機的天線只能接收電磁波，不能發射電磁波，此選項說法不正確；
D. 微波通信、衛星通信、光纖通信、網絡通信都可以用來傳遞信息，此選項說法正確．
故選D。
當堂練習
4.下列說法中不正確的是（ ）
A．微波大致沿直線傳播，因此微波通信要建很多中繼站才能把信息傳遞到遠方
B．衛星通信只需要3顆同步衛星就可以實現全球通信
C．光纖通信容量大，不受電磁干擾，保密性好，通信質量高，但傳輸距離短
D．利用因特網可實現資源共享和信息傳遞，還可進行遠程教育、遠程醫療等
C
當堂練習
解析　
A、地球是圓的，而微波沿直線傳播，因此需要設置微波中繼站，將信號接力傳遞下去，故A說法正確．
B、通信衛星大多是相對地球“靜止”的同步衛星，在地球周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現全球通信，故B說法正確．
C、光纖已經成為現代通信的主要傳輸工具，它容量大、不受外界磁場的干擾、不怕腐蝕、不怕潮、能量損耗少，激光通信能傳播很遠，并且能提高通信質量，故C說法不正確；
D、人們可以通過互聯網進行遠程教育、遠程醫療會診、打IP電話、查閱資料、發送電子郵件等，故D說法正確．故選C。
當堂練習
5.用于衛星通信的人造衛星叫做通信衛星，下列關于通信衛星的說法中，正確的是（ ）
A．衛星通信的信號是由通信衛星發射的
B．衛星通信的信號是微波信號
C．微波信號在通過大氣層時無能量損失
D．通信衛星離地面高度沒有特定要求
B
當堂練習
解析　
A.衛星通信的信號是由地面站發射的，故A錯誤；
B.衛星通信的信號是微波信號，故B正確；
C.微波通信在傳播過程中有能量損失，所以修建了微波中繼站，故C錯誤；
D.同步衛星的高度約為35800千米，故D錯誤．
故選B。
本課小結
越來越寬
的信息之路
微波通信：
衛星通信：
光纖通信：
定義：微波是指波長為10 m～1mm，頻率為30 MHz～3×105 MHz的電磁波。
性質：更接近于光波
在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛星，可以實現全球通信
特點：頻率單一、方向高度集中
優點：①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；②容量大。
網絡通信：
優點：頻率很高，信息容量很大
缺點：50 km左右就要建設一個微波中繼站
通信方式：電子郵件
優點：快捷、方便，可以傳遞文字、圖片、語音等任何信息變成的數字文件
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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