第二十一章 第4节 越来越宽的信息之路 教案-2023-2024学年人教版物理九年级全册

第二十一章 信息的传递
第4节 越来越宽的信息之路
教学目标
1、理解微波通信和卫星通信的特点。
2、理解光纤通讯的原理和特点。
3、理解网络通信的组成和通信形式。
4、理解科技发展为我们带来了便利，激发科技创新的兴趣。
教学重难点
1、理解微波通信和卫星通信的特点，理解光纤通讯的原理和特点，理解网络通信的组成和通信形式。
教具准备
1、辅助教具：无。
教学媒体与资源
1、多媒体课程课件、演示视频等。
教学过程
一、情境引入
请同学们观看课件思考问题。
信息理论表明：相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。作为载体的电磁波，如何选择能在相同时间内传输的信息更多呢？
伴随科技发展，信息之路越来越宽，现代通信技术又有哪些新发明呢？
本节就让我们来学习越来越宽的信息之路。
二、新课教学
知识点一 微波通信
1、为什么要用微波通信？
（1）微波比中波、短波、长波的频率更高，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
（1）微波波长在10m—1mm之间，频率在30MHz—3×105MHz之间，具有大致沿直线传播的特点。
3、微波中继站的作用是什么
（1）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。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。
4、微波通信的优缺点
（1）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。
（2）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。
问题1能否用月亮做中继站，实现微波通信？为什么？还有什么其他的好的方法？
思路：可以考虑用月亮作为微波中继站。但月亮离地球太远，微波在传播的过程中信号有衰减，时间有延迟，不能及时同步，并且只有当两地都能看到月亮的时候，两地间才可以实现通信。解决方案:人造卫星通信。
知识点二 卫星通信
1、卫星通信
（1）通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星。
（2）要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星 用三颗同步卫星就可以实现全球通信。
（3）用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号。
（4）卫星通信的优点: 远距离传递信息、通信容量大、干扰小、质量好、功效高。
知识点三 光纤通信
1、光纤通信
（1）光是比微波频率高得多的电磁波。
（2）光通信的“高速公路”更宽广，传递信息的容量较大。
（3）利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。
（4）光纤通讯技术是近几十年才发展起来的：1966年，华裔物理学家高锟首次利用无线电波导通信的原理，提出了低损耗(20db/km)的光导纤维(简称光纤)的概念。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20db/km的石英光纤，它是一种理想的传输介质。1970年，贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器(LD)从此，开始了光纤通信迅速发展的时代。
（5）各种光导纤维及光在光导纤维中的传播。
（6）光纤通信的优点：传输频带极宽，通信容量很大；光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；频率稳定，信号传输质量高；光纤抗电磁干扰，保密性好。
知识点四 网络通信
1、网络通信
（1）甲输入信息并发送―――信息被传送到与甲的计算机相联系的服务器A；服务器A将信息传送到与乙计算机相连接的服务器B；服务器B将信息再传送到乙计算机中，在相关的聊天软件中显现出来。
（2）通过因特网可以收发电子邮件，看到不断更新的新闻，查到所需的各种资料。随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内传送越来越大的信息量，信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的需要，我们已经可以轻松地在网上看电视以及购物了。
（3）常见的网络通信模式。
三、知识总结及板书设计
教学反思
本节学习的是越来越宽的信息之路，都是我们现实生活中经常接触的，但是具体的工作原理等并不被我们所熟知，所以通过学习本节要对相关知识有所了解。注意重点知识的讲解，本节的重点是理解微波通信和卫星通信的特点，理解光纤通讯的原理和特点，理解网络通信的组成和通信形式。课堂上要向学生们说明本章本节虽然知识点不多，考点相对较少，但是也很重要，不可轻视。总结知识点时，可分类按知识树的模式进行，这样培养学生们总结归纳的能力。
布置作业
1、复习课本知识。
2、完成教材P163动手动脑学物理1—3题。