【核心素养目标】沪科版九年级物理 第十九章 第三节 踏上信息高速公路教案

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一、教学目标

1.物理观念

常识性了解卫星通信、光纤通信、微波通信和移动通信。

2.科学态度和责任

通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，使学生养成关注科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观。

二、教学重难点

1.重点：了解现代通信知识。

2.难点：了解现代通信原理。

三、教学过程

（一）导入

我们学习了无线电广播和电视的工作过程。那么电视广播和声音广播相比，在相同的时间内哪个传输的信息多？

（二）新课教学

1.光纤通信

教学情境：

问题1：什么是光纤通信？为什么要用光纤通信？

知识归纳：

（1）光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。

（2）光是一种比微波频率更高的电磁波，带宽要宽出千百万倍，可以传输更多信息。

问题2：光纤通信为什么用激光？

知识归纳：

普通的光源夹杂了许多不同频率的光，难携带信息。激光则是频率单一，方向高度集中的光。

问题3：激光在光导纤维里是如何传播的？

阅读教材第186页“迷你实验室”的内容：

（1）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……

②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。

（2）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。

知识归纳：

（1）通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维里传播。

（2）光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。

2.卫星通信

教学情境：

问题1：如何实现全球通信的？

知识归纳：

（1）同步卫星：公转周期与地球自转周期相同的卫星，从地面上看，它好像悬挂在空中静止不动。

（2）在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就几乎覆盖了全部地球面，可以实现全球通信。

问题2：通信卫星的板状两翼有何功能？

知识归纳：通信卫星的板状两翼是太阳能电池，将太阳能转化为电能，供卫星使用。

3.微波通信

教学情境：

（1）为什么要用微波通信？微波通信有什么优点？

知识归纳：

①微波是频率在30~3×105MHz之间的电磁波。

②优点：频率高、容量大，一条微波线路可以同时开几千甚至几万条电话线路。

（2）微波通信有什么缺陷？如何解决？

知识归纳：微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地面绕射，因此需每隔50km左右就建一个微波中继站。

（3）月亮能否作为中继站，原因是什么？

知识归纳：月亮作为中继站，信号不好，还可能有时接收不到信号。

4．移动通信

教学情境：移动通信的特点是什么？

知识归纳：

（1）移动电话用微波信号与电话网络联系。

（2）移动通信的基地台是按蜂窝的构造布局的，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。

5.互联网

教学情境：网络对我们的生活有着十分重要的影响，你通过网络发送或接收邮件以及聊天时，信息是怎样传递的？

知识归纳：世界上最大的计算机网络叫做因特网（Internet），通过它能做到资源共享