15.3 现代通信技术及发展前景 课件(共27张PPT) 2023-2024学年初中物理北师大版九年级全一册

(共27张PPT)
第3节 现代通信技术及发展前景
第十五章 怎样传递信息
——通信技术简介
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.常识性地了解移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信的基础知识。
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
移动通信
活动：阅读课本P185~186页内容并结合下面视频，了解移动通信。
问题1：移动电话是通过什么工作的？它与固定电话有什么区别？
移动电话没有电线，也就是移动电话的声音信号不是由导线中的电流来传递。
移动电话的声音信号是由空间的电磁波来传递的；而固定电话的信息是由导线中的电流来传递。
问题2：移动电话的声音信号由电磁波来传递，它的发射台和接收台在哪里？
移动电话既是发射机，又是接收机。对手机讲话时，它用电磁波把信号发射到空中；同时它又能从空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
问题3：手机的体积小，发射功率也很小，且不具有交换能力，它能直接发射高频电磁波和接收高频电磁波吗？
不能，它跟其他用户通话要靠较大的固定无线电台转播，如移动公司和联通公司的固定的电台，这些固定的电台叫做基地台。
基地台的天线
问题4：移动电话的工作过程是怎样的？
如图所示，手机1发射的信号被离它最近的基地台1接收，然后由光缆把信号传到交换中心，寻找到选定的通话对象，再由光缆把信号传到离对象最近的基地台2，最终由这个基地台把信号传给对象，即手机2。
任务二
网络通信
活动：阅读课本P186页内容，学习了解网络通信。
网络通信是计算机技术与通信技术相结合形成的一种新的通信方式。由于计算机能够高速处理多媒体信息，并且具有交互性。
问题1：什么是网络通信？
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2：简述网络通信的作用。
实验演示
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：观察演示实验，你看到了什么？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。
光沿着水流传播
光纤通信就是利用了这个原理。
活动2：阅读课本P186～187页，了解光纤通信。
光是比无线电波频率高得多的电磁波，所以被调制的光能够携带比无线电波多得多的信号。
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。
问题1：激光有什么特点？通信用的激光一般通过什么传播？
激光的颜色非常纯，方向高度集中，它的强度可以超过太阳光。
通信用的激光一般通过特殊的管道——光导纤维传播。
各种光导纤维
问题2：光纤是怎样传输信号的？
如下图所示，光导纤维中的激光是以不断反射的形式向前曲折传播的，因此光缆可以不沿直线铺设。
问题3：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。
任务二
卫星中继通信
活动：阅读课本P188页内容，结合下面问题，了解卫星中继通信。
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。
问题2：要满足全球通信，需要几颗地球同步卫星？
用三颗同步卫星就可以实现全球通信
问题3：什么是中继通信？
如图所示，从地面站向卫星1发生微波，卫星1收到微波后经过放大，向地面和卫星2发送，卫星2收到后经过放大向地面和卫星3发送，卫星3将信号放大后再向地面发送，这样从地球一侧发出的信号就传递到地球的另一侧，这种类似于接力赛跑的传递方式称为中继通信。
1
3
2
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
问题4：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。
任务五
通信技术的发展前景
活动：阅读课本P188~189页内容，了解通信技术的发展前景。
1．21世纪人类将全面进入信息化社会，计算机技术将在通信领域得到更加广泛和深入的应用。
2．数字电视技术进一步提高完善。
3．新一代GPRS手机与笔记本计算机连接可以实现无线上网，实现多媒体信息的传递。
4．全球卫星定位系统进入民用领域。
5．家用电器进一步智能化。
6．未来通信的发展趋势是移动通信和互联网技术的高度融合。
1.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
2.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
3.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
现代通信技术及发展前景
通信技术的发展前景
移动通信
三颗同步卫星几乎可实现全球通信
优缺点
组成：通信卫星、地面站和传输系统
光纤通信
激光：颜色纯、方向高度集中
光导纤维
卫星中继通信
原理
作用
移动通讯与固定电话的区别
移动电话的工作过程
网络通信
基地台
优点
总结：请画出本节内容的思维导图