21.4 越来越宽的信息之路 课件 (共31张PPT)2023-2024学年人教版物理九年全一册

(共31张PPT)
第4节 越来越宽的信息之路
第二十一章 信息的传递
5分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更多。
信息理论表明：
　　作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。
相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。
1.常识性了解卫星通信、光缆通信、网络通信。
2.通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学科学的兴趣。
任务一
微波通信
活动：阅读课本P158页内容，通过交流问题，认识微波通信的特点。
问题1：为什么要用微波通信？
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。
问题2：微波的波长范围和频率范围是多少
微波波长在10m~1mm之间，频率30MHz~3×105MHz之间，具有大致沿直线传播的特点。
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。
问题3：微波中继站的作用是什么
发射
接收
微波中继通信示意图
问题4：微波中继站的建立在距离上有什么要求
发射
接收
微波中继通信示意图
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。
问题5：交流微波通信的优缺点。
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。
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
问题6：能否用月亮做中继站，实现微波通信？
任务二
卫星通信
活动：阅读课本P159页内容，结合下面知识，学习卫星通信。
通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星
问题1：什么是地球同步卫星？同步卫星的作用是什么？
因为同步卫星固定在一个轨道上，主要用于通信和监视地面，如通信卫星和同步气象卫星。也可以用于军事侦察，长期监视某一地区。
同步卫星最重要的应用之一是传输电视节目。有些传输是国际的，有些是洲际的，但更多的卫星电视是(限于)国内的。
用三颗同步卫星就可以实现全球通信
问题2：要满足全球通信，需要几颗地球同步卫星？
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
问题3：请比较卫星通信的优缺点。
卫星通信
优点
缺点
①信号覆盖范围广，在地球周围均匀地布置3颗同步通信卫星，就可覆盖几乎全部的地球表面；
②通信范围大；不易受地形、场地影响；建设速度快，易于实现广播和多址通信。
两地面站之间使用卫星进行通信时，电磁波传播的距离约为72000km，故信号有延迟（约0.24s）；
10GHz以上频带易受雨、雪的影响。
实验演示——光可以沿着水流传播
光沿着水流传播
活动1：观察下面的演示实验回答问题。
任务三
光纤通信
问题：观察演示，看到了什么？这个实验说明了什么。
看到水从小孔流出时，光随着弯弯的水流传播并照射到玻璃上产生一个光斑。这个实验说明光可以沿弯弯的水流传播也可以沿玻璃丝传播，不管玻璃丝怎样弯曲都可以传播。
活动2：阅读课本P160页，了解光纤通信。
光是比微波频率高得多的电磁波。
光通信的“高速公路”更宽广。
利用激光通过光纤传递信号的一种通信方式。
光纤通信:
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光导通信的原理，提出了低损耗（20 db/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20 db/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。
各种光导纤维
光在光导纤维中的传播
问题1：激光有什么特点？
激光频率很高且单一，方向性强，在相同的时间内能够携带更多的信息，
因此人们常用激光通信
问题2：请描述光纤通信的优点。
（1）传输频带极宽，通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）频率稳定，信号传输质量高；
（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。
任务四
网络通信
活动：阅读课本P161~162页内容，学习了解网络通信。
计算机可以高速处理各种信息，把计算机连在一起，实现信息共享叫做网络通信。
问题1：网络通信是如何组成的？
电子邮件（e-mail）
电子邮箱地址：
xiaolin@.cn
xiaolin—用户名
.cn—服务器名
cn—中国注册
问题2：一个电子信箱的地址格式有几部分组成？各有哪些含义？
随着通信技术的发展，在很短的时间内传送越来越大的信息量，网上购物、网络电视、空中课堂、远程医疗等进入人们的生活。
问题3：简述网络通信的作用。
1.关于微波通信，下列说法不正确的是（ ）
A．微波属于电磁波
B．微波的性质接近于光波，大致沿直线传播
C．利用微波进行长距离通信时，应利用中继站
D．微波中继站间距离约50km，且只能建立在地面上
D
2.车载导航仪是通过与导航卫星互相传递信息，确定汽车的准确位置，并在电子地图上显示出来，为汽车驾驶员导航的。下列说法正确的是（ ）
A．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播
B．导航仪上的移动电话是通过电流传递信息的
C．导航仪与导航卫星是通过电磁波传递信息的
D．导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢
C
3.关于光纤通信，下列说法正确的是（ ）
A．光纤通信是利用电流传递信息的
B．光纤通信是利用激光传递信息的
C．用光纤通信传输的信息量很小
D．用光纤通信传输信息的损耗很大
B
4.电子邮件可以传输①文字资料②声音信息③图片图像④视频资料中的（ ）
A．①②④
B．②③④
C．①③④
D．①②③④
D
越来越广的信息之路
微波通信
微波
微波中继站
特点和缺点
卫星通信
三颗同步卫星几乎可实现全球通信
特点
组成：通信卫星、地面站和传输系统
光纤通信
激光：频率单一、方向高度集中
原理、特点
网络通信
因特网
特点
总结：请画出本节内容的思维导图