沪科版物理九年级下册 第19章第3节 踏上信息高速公路课件(共44张PPT)

(共44张PPT)
第19章 走进信息时代
第3节 踏上信息高速公路
学习目标
【学习目标】
1．了解光纤及光纤通信。
2．了解现代电信网络及其构成。
3．了解互联网的应用，知道电磁波和光纤的应用对人类生活和社会发展的影响。
情景导入
我们每天收看电视节目，那么你知道电视信号是怎样传播的吗？现代通信的方式又有哪些呢？
知识板块一　光纤
自学互研
自主阅读教材P186～187的内容，独立思考并完成：
1．什么是光纤？用光纤传送信息具有什么优点？
答：传输光信号的器件叫光纤，光纤传送信息的优点：容量大，抗干扰能力强，传输距离远。
2．光在光纤中传播的原理是什么？
答：原理是光的反射，光纤很细，有内外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中传播时，就不会跑到外层了。
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3．光导纤维简称光纤，如图所示，从图中可看出，光可从任意弯曲的光纤一端传向另一端，似乎光在其中能随意“转弯”，其实这是光在光纤内不断______而实现的。利用光纤来传递电磁波信号，使人类迈上信息高速公路，是华裔科学家高锟的重大贡献，人们能将光和电磁波联系起来，是因为光也是_________。
反射
电磁波
微波通信
卫星通信
光纤通信
网络通信
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什么是“信息高速公路”
自学互研
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。
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”。
光纤通信
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安普XG光纤
光纤通信
光纤实物
光纤转换器
光导纤维简称光纤。
光纤是传输光信号的介质。
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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。
光导纤维中激光是以不断反射的形式向前传播的，因而光缆也
可以不沿直线铺设。
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。
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光在光纤中的传播
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普通光
优点—容量大。
容量是微波的百万倍、千万倍
缺陷—难以携带信息。夹杂
许多不同波长（频率）的光。
激光—频率单一，方向高度集中
光导纤维
光在光导纤维中传输，
损耗小，可长距离传输，
光纤通信
容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好．
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⑴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。
⑵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，能轻松达到1000Mbps。
⑶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。
⑷频带极宽。
⑸抗干扰能力强。光在内层传播，不受外界电磁电磁干扰的影响。
光纤的特点：
⑹保密性强。由于传输的是光束，所以本身不会向外幅射信号，有效地防止了窃听。
⑺经济。节约金属，不怕潮湿，不怕腐蚀，使用年限长。
光纤的特点：
知识板块二　现代电信网络
自学互研
自主阅读教材P187～188的内容，独立思考并完成：
4．现代电信网络的范围：
(1)卫星通信：地面把信号传递给卫星，卫星作为______站，然后再转发给地面接收站。
(2)微波通信：微波通信就像接力赛，把信息传递出去需要修建很多_____站。
(3)移动通信：移动电话用微波信号与______网络联系。
中继
接力
电话
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5.移动通信的基地台是按____________布局的，这种布局可以增加________________________，避免基地台的重复建设，因此移动电话也称“__________”。
蜂窝的构造
无线电覆盖的有效面积
蜂窝电话
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”。
现代电信网络
1.卫星的作用是什么
2.全世界的人们可以立刻看到某 一现场画面,需要几颗 卫星作中 继站
3.在自己家看到的很多电视节目, 哪些是通过卫星传递的
卫星通讯
卫星接收器
通信卫星
卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站。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。
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地球同步通信卫星
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同步卫星绕地球转动的周期和地球自转的周期一样
地球同步通信卫星
用三颗同步卫星就可以实现全球通信
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1．为什么要用微波通信？
信息理论表明:电磁波频率越高，相同时间内可以传递的信息就越多．而微波比中波、短波、的频率更高，一定时间内可以传递更多的信息。
2.微波的波长范围和频率范围是多少
微波的波长在10m—1mm之间,频率在30MHZ——3x105MHZ之间.
微波通信
微波的性质更接近光波:大致沿直线传播.
3.微波有什么性质
发射
接收
微波中继通信
微波大致沿直线传播，中继站可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。
4．微波中继站的作用是什么
发射
接收
发射
接收
微波中继站
每隔50千米左右建立一个中继站,上一站传来的信号就可以传递下去
5.微波中继站的建立在距离上有什么要求
6．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。
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移动通信
移动通信是指在一定地区范围内，行进中的人和车辆（或船舶）和市内电话网间的用户间通过无线电通信设备和电话交换机设备可相互拨号呼叫接通电话的通信方式。
移动电话用微波信号与电话网络联系。
我国的移动通信采用“小区制”，即将整个覆盖区域划分成许多个六边形的小区，一个个鳞次栉比，形成蜂窝状结构，“蜂窝移动电话”也因此而得名。
手持移动电话（手机）就是移动通信的成员之一。
移动通信
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。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。
蜂窝移动通信业务包括:900/1800MHz GSM第二代数字蜂窝移动通信业务、800MHz CDMA第二代数字蜂窝移动通信业务、第三代数字蜂窝移动通信业务。3G
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知识板块三　互联网
6．互联网是怎么回事？
答：互联网是将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传送计算机信号的网络。
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7．请同学们谈谈互联网给我们的学习和工作带来哪些方便？交流上网的经历和感受。
答：互联网为我们提供了崭新的学习平台——网络学校。互联网让人们足不出户便可以了解天下大事，还可以网上购物、网上求职、网上通讯、网上就医等。
1.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
计算机甲
服
务
器
A
服
务
器
B
计算机乙
电子邮件
网络通讯
xiaolin@.cn
2.怎样来识别电子邮箱地址
xiaolin
.cn
cn
——用户名
——服务器名
——中国注册
Internet因特网
网络学习
3.计算机网络的优越性是什么
全球卫星定位系统（GPS）
具有GPS功能的工具
全球卫星定位系统（GPS）
1.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。
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：
2.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。
3.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。
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信息时代的利与弊
⑴给人带来方便的同时，也给罪犯有许多可乘之机。如网络骗子、手机短信骗子等。
⑵电磁辐射。如手机、电脑对人体的辐射危害等。
⑶在传播有用信息的同时，假信息、不良信息、有害信息等也得以泛滥。如黄色、暴力影片、图片、文字等毒害青少年。
生成新知
在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置钻一个小孔，用胶带粘住小孔，在瓶中装满水，在瓶的另一侧放一只激光电筒，调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔，如图所示。揭下胶带，让水流到下面的盆里，你会看到光随弯弯的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。
生成新知
(1)在这个实验中，激光电筒的光束是沿水流的____(选填“内”或“外”)壁经过多次____(选填“反”或“折”)射，最后射到盆底。
(2)实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的______，由此说明用来进行激光通信的导管____(选填“能”或“不能”)弯曲。
内
反
光纤
能
光纤
光导纤维简称光纤，是传输光信号的器件。
原理
特点
现代电信网络
卫星通信
微波通信
移动通信
互联网
踏上信息高速公路
课堂小结