21.3、21.4广播、电视和移动通信越来越宽的信息之路 课件(共49张PPT) 2023-2024学年人教版物理九年级下册

(共49张PPT)
第3、4节 广播、电视和移动通信
越来越宽的信息之路
我们几乎每天都要听广播、看电视，那些图像和声音是怎样传过来的
新课引入
1.了解无线电广播的大致工作过程
2.大致了解电视的工作过程
3.了解移动电话是怎样工作的
4.常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信
5.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
学习目标
一、无线电广播信号的发射和接收
1.无线电广播信号的发射——广播电台
话 筒——把声音信号转换成电信号
新知学习
调制器——把音频电信号加载到高频
电流上
天 线——产生电磁波发射到空中，
由收音机接收
　　天　线——接收各种各样的电磁波
　　调谐器——选择需要电台的载波信号
（解调）
　　解　调——从载波信号中复原音频信号
　　扬声器——将音频电信号转换成声音
信号的接收与还原——收音机
1.下列说法正确的是（ ）
A.发射电磁波要使用振荡器、调谐器和天线
B.接收电磁波要使用天线、调制器、解调器和喇叭
C.电磁波只能传递声音，不能传递图像
D.电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s
D
针对训练
二、电视的发射和接收
多功能演播室
1.图像信号发射工作过程
摄像机——将图像转换成电信号
发射机——将电信号加载到频率很高的电流上
天线——将高频信号发射到空中
2.电视接收机工作过程
　　接 收 机——取出并放大图像和音频电信号
　　显 示 器——复原图像信号
　　天 　线——接收包含声、像信息的高频信号
　　音频放大——将微弱音频电信号放大并输出
各地高高耸立的电视塔是地标性建筑，电视塔上天线的作用是( )
A．让声音、图像信号转化为电信号
B．让声音、图像信号加载到高频电流上
C．让音频、视频电信号加载到高频电流上
D．让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波
D
针对训练
手机既是无线电发射台又是无线电接收台
三、移动电话
它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中，同时捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息
　　手机和座机借助基地台进行交流
基地台
手机
座机
　　手机和手机通过基地台进行沟通
设立基地台的原因：
手持移动电话的体积很小，发射功率不大；天线也很简单，灵敏度不高。
座机接在市话网上，相当于小型基地，工作区域在几十米至几百米的范围
无绳电话
张伟和刘浩都在北京工作，用的是北京的手机号。他们同时出差来上海，在上海他们用手机通话时， 为什么通话费就高了很多 请从"移动电话的工作方式"进行回答
张伟和刘浩在上海用他们在北京的手机号通话时，运营商首先对手机进行识别，确认两部手机都位于上海，然后，他们就可以利用上海本地的通信网络进行通话了。
针对训练
几十赫到几千赫之间
几赫到几兆赫之间
频率更高
音频、视频、射频和频道
观看数字光碟DVD时分别把音频、视频信号接到电视机上相应的插口便可直接把音频信号和视频信号输入电视机。
科 学 世 界
我们常听说某电视台利用某频道进行广播，这里说的频道是什么意思？
不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰；
这一个个不同的频率范围就叫做频道。
我国电视频道的划分 频道号 1 2 ······ 6 ······ 68
频率范围/MHz 48.5~56.5 56.5~64.5 ······ 167~175 ······ 950~958
广播、电视和移动通信
无线电广播信号的发射和接收
电视信号的发射和接收
移动电话
原理
基地台的作用
无线电话
课堂小结
随堂练习
1.课外活动时间，有几位同学在讨论无线电广播和电视信号的接收、发射，有以下几种说法，你认为正确的是 （ ）
A．无线电广播是光、电信号之间的相互转换
B．电视信号的接收或发射是声、电信号之间的转换
C．无论是无线电广播还是电视都是光、电信号的转换
D．无论是无线电广播还是电视都有声、电信号的转换
D
2. 从广播电台发射出去的电磁波是 （ ）
A．振荡器产生的高频电磁波
B．随声音变化的低频电磁波
C．经声音信号调制的高频电磁波
D．经图像信号调制的高频电磁波
C
3. 电视机换台时，实际上是在改变(　 )
A.电视台发射电磁波的频率
B.电视台发射电磁波的波速
C.电视机接收电磁波的频率
D.电视机接收电磁波的波速
C
为什么电视剧要用视频的形式播放？而不是声音？
电视广播与声音广播相比，在相同的时间内可以传输更多的信息
信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多
电视广播与声音广播相比，在相同的时间内可以传输更多的信息。这说明了什么？
为什么要用微波通信？
思考
四、微波通信
微波的波长为10 m~1 mm，频率为30 MHz~3×10°MHz。
一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话
为什么要建立中继站呢？
高山中无法建立中继站怎么办？
微波接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此，必须每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。而且，信号传递的距离越远，需要的中继站越多
思考
微波传送距离越远，需要建立的中继站就越多。在遇到雪山、大洋，根本无法建立中继站
思考
微波中继站的作用是什么
微波中继通信示意图
接收
发射
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。
思考
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，根本无法建立中继站
在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，又该怎么办 能不能利用地球的卫星——月球进行微波中继通信呢
可以考虑用月亮作为微波中继站。但月亮离地球太远，信号衰减，时间有延迟，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
思考
解决方案:人造卫星通信
那当某地看不到月亮的时候，两地间怎样实现通信？
思考
关于微波通信，下列说法正确的是（ ）
A.微波频率比中短波低，因此它的波长更长一些，可以传递更多的信息
B.微波大致沿直线传播，地球又是一个球体，因此要实现长距离通信，必须建立中继站
C.月球是地球的卫星，因此可以在月球上建立一个中继站
D.在陆地上必须建立中继站，在水面上就可以不建造
B
针对训练
五、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地球静止卫星
三颗
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
3.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
中国北斗卫星导航系统
目前很多汽车的驾驶室里都装有GPS（全球卫星定位系统）接收器装置，GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是（ ）
A.激光 B.红外线
C.紫外线 D.电磁波
D
针对训练
六、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，传递信息的容量较大。
利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。
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。
各种光导纤维
光在光导纤维中的传播
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
华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，最终促使光纤通信问世。光纤通信（ ）
A．利用电流传输信息
B．利用光传输信息
C．传输信息量很小
D．传输信息时损耗大
B
针对训练
七、网络通信
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。
　　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。
关于电子邮件，下列说法错误的是（ ）
A.发送邮件必须输入对方的信箱地址
B.发送邮件可以发给对方，也可以发给自己
C.电子信箱不占用户计算机上的空间
D.对方的计算机未开机，就无法发送成功
D
针对训练
越来越宽的信息之路
微波通信
卫星通信
光纤通信
网络通信
微波
微波中继站
优缺点
激光
原理、特点
特点
组成
课堂小结
1.下列说法正确的是 （ ）
A.无线电波的波长越短，相同时间内传输的信息就越多
B.无线电波的波长越长，相同时间内传输的信息就越多
C.无线电波的频率越低，相同时间内传输的信息就越多
D.无线电波的速度越快，相同时间内传输的信息就越多
A
随堂练习
2.在中国移动通信大楼的顶部常可见到一些锅形天线，关于这种天线的作用，以下说法中正确的是 （ ）
A.这是做广告用的模型
B.天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的
C.天线凹面朝水平方向是用来接收卫星信号的
D.无论天线朝什么方向均能接收卫星信号
B
3.下列说法不正确的是 （ ）
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
4.【多选】关于信息和材料在生活中的应用，下列说法正确的是( )
A．倒车雷达是利用次声波传递信息的
B．利用半导体材料可以制作二极管
C．“北斗”卫星导航是利用电磁波传递信息的
D．光纤具有抗干扰、信号衰减小的特点，光纤通信是依靠激光折射传递信息的
BC