九年级物理（第二十一章 信息的传递）第4节 越来越宽的信息之路（人教版 学习、上课课件）

第4节越来越宽的信息之路第二十一章信息的传递 逐点导讲练课堂小结作业提升学习目标课时讲解1课时流程2微波通信卫星通信光纤通信网络通信 知识点微波通信知1－讲感悟新知11.微波：波长在10m～1mm之间的电磁波，微波的频率在30MHz～3×105MHz之间。 知1－讲感悟新知深度理解无线电波与微波:在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，再短一些的是红外线，再后面是可见光、紫外线、X射线和γ射线。这个序列中，无线电波是其中的一员。无线电波按波长可以分为长波、中波、短波和微波。微波一般采用视距传输(直线)，可以用来传输电视信号，还可以用于雷达测距和卫星通信等。 知1－讲感悟新知2.微波传播的特点：大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。故必须每隔50km左右就建一个微波中继站，如图1所示，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。••••••••••••••• 知1－讲感悟新知3.微波通信：利用微波进行的通信称为微波通信。4.利用微波通信的原因：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。 知1－讲感悟新知5.微波通信的优点：容量大、质量好，并且可以传送很远的距离。6.微波通信的缺点：微波通信需要大量的中继站进行信号处理和转发，如遇到雪山和大洋无法建设中继站时，微波通信就无法进行。 感悟新知知1－练关于微波，下列说法中不正确的是()A.微波是指频率很高、波长大约在10m~1mm之间的无线电波B.微波大都能沿地球表面绕射，所以可以实现全球通信C.微波大致沿直线传播，需要每隔50km左右建一个中继站D.卫星通信是用通信卫星来作为微波通信的中继站例1 感悟新知知1－练解题秘方：结合微波在空中传播的特点分析。答案：B解析：微波的波长在10m~1mm之间，它的频率很高，微波大致沿直线传播，需要每隔50km左右建一个微波中继站，以保证微波的传递。 感悟新知知1－练1-1.下列关于微波通信的叙述，正确的是()A.微波的波长较短，频率较低B.微波的波长较短，频率较高C.微波在空气中的速度小于光速D.微波的传播是沿地球表面绕射的B 知识点卫星通信知2－讲感悟新知21.定义：利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式。2.组成：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。通信卫星就像一个无人值班的太空微波中继站，它接收从一个地面站发射来的电磁波信号，经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。 知2－讲感悟新知3.优点(1)信号覆盖范围广。地球周围均匀地分布3颗地球静止卫星，如图2所示，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。(2)远距离传输信息，通信容量大，干扰小，质量好，效率高，不受陆地灾害的影响，建设速度快。 知2－讲感悟新知拓展视野地球同步通信卫星：同步通信卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星。地球同步通信卫星的运行方向与地球自转方向一致，运行周期等于地球自转周期。同步通信卫星中的地球静止卫星的运行轨道是位于地球赤道平面上的圆形轨道。其高度约35860km，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1km/s。 感悟新知知2－练[中考·福建]古有北斗星指方向，今有北斗卫星导航程。北斗卫星与地面间传递信息是利用()A.超声波B.次声波C.电磁波D.空气例2 感悟新知知2－练解题秘方：由通信卫星的一般原理来分析北斗卫星通信。解析：电磁波的传播不需要介质，北斗卫星与地面间是利用电磁波来传递信息的。 感悟新知知2－练方法提示：推理法、排除法：通信卫星一般在大气层外，不可能利用声波传递信息，而且卫星通信一般不会利用光波。答案：C•••••• 感悟新知知2－练2-1.卫星图像是通过________来传递的，这种波________(填“能”或“不能”)在真空中传播，传播速度约为________km/s。电磁波能3×105 知识点光纤通信知3－讲感悟新知31.光纤通信：利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。(1)激光：一种频率单一、方向高度集中的光。(2)光导纤维：简称光纤，是一种非常细的玻璃丝。(3)光缆：把若干条光纤集成束，外面再敷上保护层便成为光缆。•••••• 知3－讲感悟新知2.光纤通信的原理将携带信息的激光从光纤的一端射入，激光在内壁上多次反射，从另一端射出，把激光携带的信息传到远方。 知3－讲感悟新知光纤包括两层：内层对光的折射本领较强；外层对光的折射本领较弱。如图3所示，光在光纤中传播时，在拐弯处遇到内外层界面时，发生全反射，重新回到内芯，经多次反射后从另一端射出。 知3－讲感悟新知3.光纤通信的优点：容量大，传输距离远、不怕雷击、不受电磁干扰、通信质量高、保密性好。拓展：光纤通信是在发送端先把要传送的信息变成电信号，再调制到激光器发出的激光束上，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变成电信号，经解调后恢复原信号。 知3－讲感悟新知知识链接全反射现象及发生条件:光由光密介质进入光疏介质时，要远离法线折射，如图4所示。当入射角α增加到一定大小α′时，折射光线沿界面传播，即折射角为90°，该入射角α′称为临界角。若入射角大于临界角，则不发生折射，全部光线均反射回光密介质，此现象称为全反射。当光线由光疏介质射到光密介质时，不会发生全反射。 感悟新知知3－练关于光纤通信，下列说法正确的是()A.用的是普通可见光B.光导纤维必须拉直才能传递信息C.激光也是电磁波，激光的频率比微波的频率更高D.光导纤维只能传输可见光，不能传输信息例3 感悟新知知3－练解题秘方：概念理解法，即理解什么是光纤通信。答案：C解析：光纤通信是通过激光(频率比微波高，传输信息能力更强)在光导纤维中传播，将激光携带的信息传输到远方的。即使光纤是弯曲的，光纤通信也不会受到太大影响。••••• 感悟新知知3－练3-1.如图5是一段光纤放大图，AO是一束入射到光纤上的激光，请画出激光在光纤内壁上反射的大致光路。(完成一次反射即可)解：如图所示。 知识点网络通信知4－讲感悟新知41.因特网：利用通信线路和电磁波将世界各地的计算机网络联结起来，用来处理和传送计算机信号。2.网络通信：利用网络进行通信的方式。3.目前使用的网络通信形式：电子邮件、QQ和微信等。 4.网络的应用(1)电子邮件：人们经常使用的网络通信形式。(2)查阅资料、看新闻、购物、进行视频通话、远程教育和远程医疗等。5.计算机网络的优点计算机网络有很多用处，其中最突出、最重要的三个优点是数据通信、资源共享和分布处理。知4－讲感悟新知 知识详解计算机网络通信：网络是将各个孤立的工作站或主机联在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的。网络通信是通过网络将各个孤立的设备进行联结，通过信息交换实现人与人，人与计算机，计算机与计算机之间的通信。知4－讲感悟新知 感悟新知知4－练电话通信与网络通信(电子邮件)有许多相似之处，如图6所示，两图表示出两种通信的工作原理，比较两者可以发现：例4 感悟新知知4－练(1)电话通信中电话机相当于网络通信中的_______；(2)电话通信中电话交换机相当于网络通信中的_______；(3)电话通信中通信线路相当于网络通信中的__________________。计算机服务器导线、光缆、微波等 感悟新知知4－练解题秘方：对比不同装置的原理图，要么找出主要的不同之处，要么找出两者的相似之处。解析：电话通信和网络通信类似，电话机相当于计算机，电话交换机相当于服务器，通信线路相当于导线、光缆和微波等。 感悟新知知4－练4-1.5G网络是第五代移动通信网络的简称，其采用的电磁波频率比4G网络更高，网络下载速度比4G网络快数百倍。以下关于5G网络的说法错误的是()A.5G网络信号可以在真空中传播B.5G网络在空气中的传播速度是340m/sC.5G电磁波的波长比4G更短D.5G网络使用微波进行传递信息B 越来越宽的信息之路越来越宽的信息之路微波通信卫星通信光纤通信网络通信