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踏上信息高速公路
【教学目标】
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。
【教学重点】
光纤通信
【教学难点】
互联网
【教学方法】
讲解、探究
【课前准备】
通信有关的图片、视频
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、 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
1 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。21世纪教育网版权所有
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。21cnjy.com
2 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……21·cn·jy·com
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。
（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”。www-2-1-cnjy-com
(三)、互联网
1、因特网的英文名称是Int ernet，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-y
2、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。
作业布置
1、完成课后作业1、2、3题
2、完成本章练习
【板书设计】
踏上信息高速公路
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。
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、现代电信网络
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。
三、互联网
【教学反思】
这一节虽然在中考中所占比例不大但与日常生活联系非常紧密，可以要想学透这一节必须在日常生活中多留心观察，为充分体现“注重科学探究，提倡教学方式多样化”的课程理念，并结合实际，教学过程采用了教师引导学生总结、体现学生为主体的学习方式。
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踏上信息高速公路
沪科版九年级物理第十九章第3节
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。
新课导入
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。
光导纤维简称光纤。
光纤是传输光信号的介质。
光纤通信中用的是激光。不是普通的光。因为普通光源发出的光中夹杂了许多频率的光，不但难以加载信息，而且通信质量差。激光亮度高，单色性好，方向性好，能量始终集中在传播方向上，容易调制信号。
电话、电视、广播等信号以及数据文件可以在光纤构成的“信息高速公路”上传播，并且互不干扰。
光 纤
①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。
光纤通信的优点：
光 纤
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。。
光纤通信的优点：
光 纤
内芯
外套
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。
光 纤
（1）实验器材：手电筒一只、彩色透明纸若干、光纤一束。
“迷你实验室”
（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。
②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：
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。
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……
“迷你实验室”
（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。
“迷你实验室”
（5）光在光纤中传播视频
光 纤
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”。
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。
现代电信网络
通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星
现代电信网络
微波通信：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。
现代电信网络
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。
现代电信网络
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。
现代电信网络
移动交换中心
基站
数字蜂窝系统
移动站
基站
基站
基站
基站
基站
基站
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”。
现代电信网络
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。
互联网
电子邮件的传送方式
计算机
计算机甲
服
务
器
A
计算机
计算机乙
服
务
器
B
Hello Hello
计算机甲
服
务
器
A
服
务
器
B
计算机乙
电子邮件
互联网
电子邮箱：Lihuahz@.
电子邮箱：Lihuahz@
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。
互联网
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。
信息窗
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。
信息窗
1. 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。
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。
课堂小结
大显身手
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
B
大显身手
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
C
大显身手
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
B
大显身手
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
B
作业布置
1、完成课后作业1、2、3题
2、完成本章练习
再 见中小学教育资源及组卷应用平台
19.3踏上信息高速公路
一、选择题（共8题）
1. 下列关于信息的传递说法错误的是
A．有线电话是靠电流传递信息的
B．模拟信号比数字信号更先进
C．无线广播、无线电视、手机都是靠电磁波传递信息的
D．电磁波传递信息不需要介质，能在真空中传播
2. 关于信息的传递，下列说法正确的是
A．手机话筒的主要作用是把声音信号变成恒定电流
B． 网络通信主要是利用光导纤维传递信息的
C．北斗卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
D．电磁波只能传递声音信号，不能传递图象信号
3. 在邮电通信楼的顶部常可见到一些锅形天线，关于这种天线的作用，下列说法正确的是
A．天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的
B．天线凹面朝向水平方向是用来接收卫星信号的
C．天线凸面斜向上方是用来接收卫星信号的
D．无论天线朝向什么方向均能接收卫星信号
4. 关于电磁波和现代通信，下列叙述中不正确的是
A．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信
B．光纤通信具有传输量大，高抗干扰及光能损耗少等优点
C．电磁波的频率越高，在空气中的传播速度越大
D．电磁波可以在真空中传播
5. 我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用
A．微波 B．次声波 C．超声波 D．红外线
6. 北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的三维卫星定位与通信系统（），是除美国的全球定位系统（）、俄罗斯的 之后第三个成熟的卫星导航系统。如图所示为北斗卫星导航系统示意图，该系统在传递信息过程中主要依靠
A．电磁波传输的数字信号 B．电磁波传输的模拟信号
C．超声波传输的数字信号 D．红外线传输的模拟信号
7. 下列哪个是互联网不能实现的？
A．查阅资料、看新闻 B．购物、视频点播、聊天
C．远程教育、远程医疗 D．现金交易
8. 光缆通信是以光纤为载体（介质），把要传输的信号变成光信号在光纤中传播，那么光在光纤中的传播方式是
A．沿着光纤的中轴线直线传播 B．沿着光纤的外壁多次折射传播
C．沿着光纤的内壁多次反射传播 D．沿着光纤螺旋式的传播
二、填空题（共5题）
9. 世纪，一个制玻璃的工人偶然发现：光能沿着长长的玻璃棒传输。于是，科学家们试验成功了用拉得很细的玻璃丝来做激光的传输线。人们把那些能够传输光信号的极其纤细的物质称为 ；激光传输速度为 。如果它的频率变大，则它的波长 。
10. 如图所示，是一种抛物面形状的微波接收天线，其中图 是用来接收来自地面的微波天线，图 是用来接收同步通信卫星的微波天线。
11. 利用互联网我们可以进行的活动有 。
12. “融合发展协同共治——新时代新征程新动能”是 年中国互联网大会的主题，计算机通过光纤接入互联网，光纤的作用是 （填“输电”“通信”或“导热”），光波 （填“属于”或“不属于”）电磁波，电磁波在真空中的传播速度约为 。
13. 卫星通信就是利用 作微波通信的中继站进行通信，通信卫星大多是地球同步卫星，如果在地球周围均匀配置至少 颗，即可覆盖全地球表面，实现全球通信。卫星通信具有的特点是 。
答案
一、选择题（共8题）
1. 【答案】B
【解析】有线电话利用变化的电流传递信息。此选项正确；
数字信号比模拟信号先进。此选项错误；
移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的。此选项正确；
电磁波可以在真空中传播，传递信息不需要介质。此选项正确。
2. 【答案】C
【解析】A、话筒的作用是把声音信号转换成变化的电流，故A错误；
B、 网络通信主要是利用电磁波传递信息的，故B错误；
C、我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的及时定位服务。该系统利用电磁波传递信息，故C正确；
D、电磁波能传递声音信号，也能传递图象信号，故D错误。故选：C。
3. 【答案】A
4. 【答案】C
5. 【答案】A
【解析】电磁波被广泛应用于信息的传递，特别是真空中的信息传播，都要用到电磁波。所以北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用微波，即电磁波的一种。故A正确；次声波和超声波，不能在真空中传播，故BC错误；红外线一般用于取暖、遥控器等，不用于远距离的通信，故D错误。
6. 【答案】A
7. 【答案】D
8. 【答案】C
二、填空题（共5题）
9. 【答案】光导纤维；；变小
10. 【答案】甲；乙
11. 【答案】学习、娱乐和购物等
12. 【答案】通信；属于；
13. 【答案】通信卫星；；覆盖面大、通信距离长、不受环境限制等
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