九年级 人教版 物理 第二十一章《第4节 越来越宽的信息之路》课件 (第一课时)

第4节

越来越宽的信息之路（第1课时）九年级—人教版—物理—第二十一章活动1：听声音猜情境听下面一段声音，猜测语境下的情境是怎么样的？信息理论表明：

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。电磁波谱根据波长或频率划分长波、中波、中短波、短波、微波等。请同学们根据各个波段的无线电波的用途，结合信息理论思考：为什么移动通讯、电视和导航采用微波作为通信的载体呢？波段波长频率传播方式主要用途长波3000~30000m10~100kHz地波超远程无线电通信和导航中波200~3000m100~1500kHz地波和天波调幅无线电广播、电报中短波50~200m1500~6000kHz短波10~50m6~30MHz地波微波米波（VHF）1~10m30~300MHz近似直线传播调频无线电广播、电视、导航分米波（UHF）1~10dm300~3000MHz直线传播移动通信、电视、雷达、导航厘米波1~10cm3000~30000MHz毫米波1~10mm30000~300000MHz频率高！？【阅读资料】地波沿地球表面附近的空间传播的无线电波叫地波。地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物，根据波的衍射特性，当波长大于或相当于障碍物的尺寸时，波才能明显地绕到障碍物的后面。地面上的障碍物一般不太大，长波可以很好地绕过它们。中波和中短波也能较好地绕过，短波和微波由于波长过短，绕过障碍物的本领就很差了。阅读地波相关信息，思考：

哪些波段的无线电波可以用地波的方式传播？【阅读延伸】天波地球被厚厚的大气层包围着，在地面上空50km到几百千米的范围内，大气中一部分气体分子由于受到太阳光的照射而丢失电子，即发生电离，产生带正电的离子和自由电子，这层大气就叫作电离层。依靠电离层的反射来传播的无线电波叫作天波。电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性。实验证明，波长短于10m的微波能穿过电离层，波长超过3000km的长波，几乎会被电离层全部吸收。对于，波长越短，电离层对它吸收得越少而反射得越多。阅读天波相关信息，思考：

哪些波段的无线电波可以用天波的方式传播？中波、中短波、短波根据资料思考：

波长短于10m的微波能穿过电离层，它是如何传播的呢？波段波长频率传播方式主要用途长波3000~30000m10~100kHz地波超远程无线电通信和导航中波200~3000m100~1500kHz地波和天波调幅无线电广播、电报中短波50~200m1500~6000kHz短波10~50m6~30MHz地波微波米波（VHF）1~10m30~300MHz近似直线传播调频无线电广播、电视、导航分米波（UHF）1~10dm300~3000MHz直线传播移动通信、电视、雷达、导航厘米波1~10cm3000~30000MHz毫米波1~10mm30000~300000MHz微波传播微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。请同学们思考：根据微波传播的特点，信号发出后就会出现图中的现象，无法被接收到。那么该怎么解决这个问题呢？微波接力微波通信必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。微波中继通信信号传递的距离越远，需要的中继站就越多。活动2：寻找身边的微波中继站活动3：寻找身边的信号塔北京和洛杉矶中间隔着太平洋，通过百度地图的“测距”功能可知，它们之间的距离有上万千米。如果每隔50km左右就要建设一个微波中继站的话，就得在海上建200多个中继站，这是不可能做到的。面对这种情况，又该怎么办呢？问题思考1

能不能利用地球的卫星——月球进行微波中继通信呢？问题思考2答案：不能，月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了——38万千米！信号衰减、时间延迟，且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信。由于信号衰减、时间延迟等原因不能利用月球作为微波通信中继站。当遇到雪山、海洋等，根本无法建立地面中继站时，我们利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信。实现全球通信的可行方案通信卫星通信卫星大多数是相对地球“静止”的同步卫星，从地面上看，它好像悬挂在空中静止不动。观看视频，思考：至少需要几颗卫星就可以实现除两极部分地区外的全球通信？卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。地面是如何接收通信卫星的信号呢？卫星信号的接收地面站1地面站2地面站3用户终端用蝶形天线来接收来自卫星的信号【阅读资料】蝶形天线不仅可见光波，其他各种类型的电磁波也都存在反射、折射和衍射现象。蝶形天线能反射波长很短的电磁波，这与抛物面镜反射可见光波的情况完全类似。抛物面形成天线将它表面所接收到的信号通过反射，聚焦在一个包含有短偶极天线的称为喇叭形天线的器件上，该喇叭形器件用三脚架安装在抛物面蝶形天线的前方焦点处。

与望远镜只能观察很窄的空间部分类似，蝶形天线只能接收来自于特定方向的信号，但灵敏度很高。北斗卫星导航系统，是我国自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。中国北斗卫星导航系统我国北斗卫星导航系统的基本组成课堂小结一、传播信息的频率越来越高的原因：

信息理论表明，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。二、微波通信：1.微波大致沿直线传播；2.微波传播需要中继站。三、卫星通信：1.通信卫星大多是同步卫星；2.可以用蝶形天线来接收来自卫星