19-3 踏上信息高速公路 教案 初中物理沪科版九年级全一册（2022~2023学年）

19.3踏上信息高速公路1、知识与技能(1)了解光纤通信的原理和优点；(2)了解卫星通信、光纤通信、移动通信的基本内容；(3)了解互联网。2、过程与方法通过师生共同交流来探讨信息高速公路。3、情感态度和价值观通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣。4.教学重难点互联网5.课堂准备通信有关的图片、视频导入新课你知道什么是信息高速公路吗？信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络。例如：电话、电视，广播等的信号以及数据文件都可以在光纤构成的“信息高速公路”上传播，并且互不干扰。二、讲授新课（一）、光纤1、定义：光导纤维简称光纤，光纤是传输光信号的器件。你知道光纤和电话线哪个运载的信息容量大吗？2、光纤通信的优缺点：⑴优点信息容量大.由于光波的频率远高于无线电波的频率，所以，光波所运载的信息容量远大于无线电波。一根光纤能同时传输相当于10000根电话线的信息量。在光纤组成的信息高速公路上，可以同时传递500个电视频道。随着科学技术的发展，光纤能传送的信息容量还会更大。②传输速度快。因为传输的是光信号。光纤是至今为止传输速度最快的传输介质.③传输距离远。光纤很细，（细如发丝）有内外两层，光在内层传播。因此，光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离传播大量信息。④不怕潮湿、不怕腐蚀，线路能量损耗较小；⑤无漏信号和串音，安全可靠，保密性强。（2）缺点：①架设线路受地理条件的限制；②光缆易被拉断。3、动手做一做：“迷你实验室”（1）实验器材：手电筒一只、彩色透明纸若干、光纤一束。（2）实验步骤：①将不同颜色的彩色透明纸蒙在手电筒的玻璃上，再将光纤的一端垂直放置其上，仔细观察不同颜色的光在光纤中传播的现象。.com将光纤弯曲成不同的角度（可以弯成环状），观察光在光纤中的传播，并与①进行比较。（3）实验现象：①将红色透明纸蒙在手电筒的玻璃上时，在光纤的另一端看到红光；将绿色透明纸蒙在手电筒的玻璃上时，在光纤的另一端看到绿光……·com②将光纤弯曲成不同的角度，甚至成环状，仍能在光纤的另一端看见与①中相同的现象。（4）实验结论：不同颜色的光都能沿着光纤传播，不管光纤怎样弯曲，从一端射入的光都会从另一端射出。（5）光在光纤中传播视频(二)、现代电信网络现代通信网络由光纤通信（激光通信）、卫星通信、微波通信、移动通信和因特网（网络通信）组成，实现了信息的大容量、高速度传输，形成了“信息高速公路”。1、(1)卫星通信：卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。(2)通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星2、微波通信：微波通信每隔几十千米建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。这是因为：微波是沿直线传播的，而地球表面有一定的弧度，在实现远距离微波通信时，要每隔50公里左右设一微波站。发射台发出信号后，经中间的微波站接收并放大信号后，再转发到下一微波站，就像接力赛跑一样，所以微波通信又称微波接力通信。微波通信的优缺点：优点：微波通信的频率高，传播信息容量大，且中继站用计算机监督控制.出现故障时能自动倒换，自动报警，节约了人力资源.缺点：微波传送距离越远，需要建立的中继站就越多，势必会带来一定的麻烦.而且在遇到雪山、大洋，要本无法建立中继站。3、移动通信：移动电话用微波信号与电话网络联系。移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的。蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。这样，大大增加了无线电覆盖的有效面积，减少了转接信息的基地台数量。因而移动电话也被称为“蜂窝电话”。(三)、互联网1、因特网的英文名称是Internet，又称互联网。它将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传输计算机信号。2-1-c-n-j-y2、网络学校，随时随地，打开电脑即可学习。网上医院使异地的病人得到国内外高水平名医的诊治，他能即使传递信息，挽救病人的生命。网络通讯视频信息窗再也不会走失了全球卫星定位系统（GPS）是一个能够快速提供精确的位置和时间等信息的系统。全球通用，全天候服务。GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间段：GPS卫星。在太空中有24颗带有原子钟的卫星组成一个分布网络，分别分布在6条离地面2万公里以上、倾斜角为55°的地球准同步轨道上，每条轨道上有4颗卫星。GPS卫星每隔12小时绕地球一周，使地球上任一地点都能够同时接收7～9颗卫星的信号。地面段：地面监控系统。保证空间原子钟的计时准确，并完成导航数据的计算。用户段：GPS信号接收机。GPS系统最初是由美国陆海空三军于20世纪70年代联合研制的，它的主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要部署。现在GPS系统的应用不仅局限在军事领域内，而是发展到汽车导航、大气观测、地理勘测、海洋救援、载人航天器防护探测等各个领域。三、课堂练习1、生活中我们看的光纤电视，信号强，画面清晰，音质好。那么光纤的主要作用是（）A．输电 B．通讯 C．导热 D．照明2、关于电磁波和信息的传递，下列说法正确的是（）A．光纤通信利用光的折射传递信息B．不同频率的电磁波在真空中传播速度不相同C．“嫦娥四号”探测器能从月球向地球传送影像，说明电磁波能在真空中传播D．在地球的周围均匀配置至少5颗同步通信卫星，就可覆盖几乎全部的地球表面3.下列各种活动中，能通过互联网做到的是（）A．传送网购的运动鞋 B．远程学习物理课程C．输送发电厂的电能 D．传输纸质信件4、下列说法中不正确的是（）A．微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站B．我们可以把月亮作为一个微波中继站C．卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信D．光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的四、课堂小结1、光导纤维简称光纤，是传输光信号的介质，光纤很细，有内外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中传播，不会跑到外层。2、现代电信网络的通信方式有卫星通信、微波通信和移动通信。（1）卫星通信：卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。（2）微波通信：微波通信每隔几十千米建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。（3）移动通信：移动电话用微波信号与电话网络联系。3、互联网它将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传输计算机信号。踏上信息高速公路光纤1、定义：光导纤维简称光纤，光纤是传输光信号的器件。①信息容量大；②传输速度快；③传输距离远；④不怕潮湿、不怕腐蚀，线路能量损耗较小；⑤无漏信号和串音，安全可靠，保密性强。二、现代电信