(共25张PPT)
初中物理人教版9年级21章
21.4 越来越宽的
信息之路
你用过的通信工具有哪些 你了解它们吗
新课引入
新课教学
一、微波通信
为什么要用微波通信？
因为微波的波长比中波和短波的波长要短，频率比它们的频率要高，可以传递更多的信息.
微波的性质更接近于哪种波？传播时有什么特点？
微波的波长更接近于光波，大致沿直线传播；它传播时不能沿地球表面绕射.
微波中继站
如何解决“不能沿地球表面绕射”这个问题？
每隔50km左右建立一个微波中继站.
发射
接收
微波中继站起到什么作用？
它能把上一站传来的信号经处理后再发射到下一站去 , 这样就能把信息传递到远方.信号传递的距离越远，需要的中继站越多。
答案：
太远，不方便
解决方案：
人造卫星通信
例题：
能否用月亮做中继站，实现微波通信？
用什么作为微波的中继站好呢？
人造卫星
二.卫 星 通 信
1.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星
用三颗同步卫星就可以实现全球通信
2.要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星
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.
利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好.
三、光纤通信
激光（laser）
1960年美国科学家________制成了世界第一台________激光器，它能产生_______单一、方向__________的光，称为激光.
梅曼
红宝石
频率
高度集中
光导纤维
光在光导纤维中的传播
通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维里传播.
是很细很细的玻璃丝，是用高纯度的石英玻璃拉制成的.
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.
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.
四、网络通信
网络通信
1、你通过网络发送或接收邮件以及聊天时，信息是怎样传递的？
2、利用网络你可以完成哪些工作？
网络通信
1、计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行____________.
2、目前使用最频繁的网络通信形式是_____________________.
3、把网络互相联结，成为世界上最大的计算机网络，叫__________________，这样就能做到信息资源的_________.
网络通信
电子邮件（e-mail）
因特网（Internet）
共享
例题
信息之路小结
微波通信
频率在30MHz
~3×105MHz
卫星通信
用通信卫星转为微波中继站
光纤通信
激光在光导纤维中传播
网络通信
把计算机联在一起进行通信
习题巩固
1下列关于地球同步卫星的说法中，错误的是( )
A．同步卫星绕地球转动的周期和地球自转的周期一样
B．同步卫星可作为传播微波的中转站
C．同步卫星的速度与电磁波的传播速度相同
D．要使世界上任何一个地方的电视节目都可以传送到全世界，至少要有三颗同步卫星
2．通信卫星消耗的能量来自( )
A．太阳能电池将太阳能转化成的电能
B．卫星上自备燃料燃烧转化成的电能
C．高能电池将化学能转化成的电能
D．人类用电磁波传递上去的电能
3解答题用电磁波传递电视信号大致过程如下：
①利用摄像机拍摄画面和录音；
②制作电视节目；
③发射电视节目的视频信号和音频信号；
④接收并还原电磁波的图像和声音信息，
下列四幅图中对应③的是图 ，对应④的是图 。电磁波 (填“能”或“不能”)在真空中传播。
B
D
能
谢谢登陆21世纪教育 助您教考全无忧
第四节 越来越宽的信息之路练习题
1.，下列关于光纤通信说法不正确的是（ ）
A．光纤通信中使用的“导线”是光导纤维
B．光纤通信中使用的“导线”是金属导线
C．光在光纤中是经过多次反射向前传播的
D．在一定时间内采用光纤通信可以传输大量信息
2..下列说法正确的是（ ）
A．电 ( http: / / www.21cnjy.com )磁波频率越高，相同时间内传输的信息量越少
B．激光也是一种电磁波
C．普通的光可以作为信息的载体用于光纤通信
D．激光含有不同波长或频率的光21·世纪*教育网
3.下列说法中错误的是（ ）
A. 微 ( http: / / www.21cnjy.com )波通信是现代通信的基础
B. 太阳光不可以直接用于光纤通信
C. 目前光纤通信已成为我国长途通信的骨干力量
D. 目前使用最频繁的网络通信形式www-2-1-cnjy-com
4．在邮电通信大楼的顶部常可见到一些锅形天线 ( http: / / www.21cnjy.com ),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．
5.下列说法正确的是（ ）
A．光 ( http: / / www.21cnjy.com )纤通信是利用电流传输信息的
B．光纤通信是利用激光传输信息的
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
6.下列说法中不正确的是（ ）
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) 微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站
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
7. 关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是（ ）
A.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的
B.光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点
C.电磁波可以在真空中传播
D.电磁波的频率越高，在空气中传播的速度越大
8. .以下特点中不属于激光特点的是( )
A.亮度高 B.单色性强 C.平行度好 D.只有一种颜色
9以下说法不正确的是（ ）
A．光纤通 ( http: / / www.21cnjy.com )信利用了激光相干性好的特点
B．激光武器利用了激光亮度高的特点
C．激光写、读利用了激光亮度高的特点
D．激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点
10关于光纤通信,小明同学曾思考这 ( http: / / www.21cnjy.com )样的问题:在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中是沿直线传播的，激光通信信号怎样从一端传到另一端呢？后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中，终于明白了：激光信号在光纤中（ ）
A.就像水流沿弯曲水管流动那样 B.就像电流沿弯曲导线传播那样
C.不断地经光纤壁反射而向前传播 D.不断地在光纤中折射而向前传播
11. 关于同步卫星，以下说法中正确的是（ ）
A.同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同
B.同步卫星和月球一样每天绕地球一周
C.同步卫星固定在空中一直不动
D.作为传播微波的中继站，地球上空的同步卫星越多越好
12. 关于现代通信和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播
B．卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C．电磁波的应用对人类有利无害
D．电磁波不能在真空中传播
13.关于电子邮件，下列说法正确的是（ ）
A.发送电子邮件必须要输入对方的信箱地址 B.电子信箱是某用户计算机上的空间
C.对方的计算机没开机，邮件就没法发送 D.发送电子邮件必须要输入自己的信箱地址
14. 光纤的主要用途是（ ）
A．照明 B．输电 C．导热 D．通信
第四节 越来越宽的信息之路答案
1B解答
A、光纤通信中使用的“导线”是光导纤 ( http: / / www.21cnjy.com )维，说法正确，不符合题意；
B、光纤通信中使用的导线是光导纤维，不是金属导线，说法错误，符合题意；
C、光在光导纤维中经多次反射向前传播，说法正确，不符合题意；
D、激光频率高，光纤通信可以传输大量信息，说法正确，不符合题意．
故选B．21教育网
解析
光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大．
2B解答
A、电磁波频率越高，相同时间内传输的信 ( http: / / www.21cnjy.com )息量越大，该选项说法不正确；
B、激光也是一种电磁波，该选项说法正确；
C、光纤通信利用激光传递信息，不是普通的光，该选项说法不正确；
D、激光的波长和频率都很窄，该选项说法不正确．
故选B．21cnjy.com
解析
（1）电磁波是频率越高，相同 ( http: / / www.21cnjy.com )时间内可承载的信息量越大；
（2）光本身就是一种电磁波，所以光在真空中的传播速度其实就是电磁波的传播速度，即3×108m/s；
（3）光是电磁波，由于光的频率很高，可以用光来传递信息，光纤通信实际上是利用激光在光导纤维里传递信息的．
（4）激光是一种颜色非常纯、方向高度集中的光．www.21-cn-jy.com
3D解答
A、微波通信是现代通信的基 ( http: / / www.21cnjy.com )础，不符合题意，故A错误．
B、太阳光不能直接用于光纤通信，符合题意，故错误．
C、目前光纤通信已成为我国长途通信的骨干力量，说法正确，不符合题意，故C错误．
D、目前使用最频繁的是无线电通信，不是网络通信形式，说法错误，符合题意，故D正确．
故选 D．【来源：21·世纪·教育·网】
解析
根据现代通信的相关知识分析解答．
4B解答
这是用来接收卫星信号的,一般是地球同步卫星 ( http: / / www.21cnjy.com ),位于赤道上空,所以我国境内的天线都斜向上,指向南方.卫星发射功率有限,信号较微弱,所以用凹面天线,将信号汇聚于焦点处,以增强接收效果.2-1-c-n-j-y
解析
天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的
天线凹面朝水平方向是用来接收地面微波信号的
5B解答
A、光纤通信是利用激光传输信息的，故A错误． ( http: / / www.21cnjy.com )
B、光纤通信是利用激光传输信息的，故B正确．
C、光纤利用激光传输信息，激光的频率高，传输的信息量大，故C错误．
D、激光在光纤中经过多次反射，把信息传播出去，信息的损耗很小，几乎没有损耗，故D错误．
故选B． 21*cnjy*com
解析
光纤通信利用光导纤维传播信号，光在光导纤维中经多次反射向前传播，激光的频率高，传输的信息量大．
6B解答
微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此 ( http: / / www.21cnjy.com )需要建立微波中继站，但是不能把月亮当做中继站，因为月亮绕地球转动；应该用和地球同步的卫星作为微波中继站，在地球周围均匀的分配三颗人造卫星就能实现全球通信；
光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的．故A、C、D正确，不符合题意．
故选B21·cn·jy·com
解析
要解答本题需掌握：微波通信、卫星通信、光纤通信等现代通信的特点．
7解答D
A、正确、卫星通信就是利用与 ( http: / / www.21cnjy.com )地球相对静止的地球同步通信卫星做中继站来传递信息的；
B、正确，光纤通信的特点是：传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等；
C、正确，电磁波可以在真空中传播，不需要介质；
D、错误，电磁波的频率越高，波长越短，但在空气中传播的速度不变；
故选D．【来源：21cnj*y.co*m】
解析
（1）地球同步卫星是卫星通信的中 ( http: / / www.21cnjy.com )继站；（2）光纤通信是通过激光在光导纤维中传播来传递信息的；（3）电磁波的传播不需要靠介质，在真空中也可传播；（4）电磁波在真空或空气中的传播速度不变是3×108m/s，由波速=波长×频率可知在波速不变时，波长与频率成反比．
8 D解答激光的特点.亮度高.单色性强..平行度好
解析利用激光的特点
9解答C，请解释激光写、读利用了激光的什么特点。
解析 利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集
10C解答
光纤很细，有内外两层，内壁具有使光发生反射 ( http: / / www.21cnjy.com )的特性（类似于平面镜），所以光经多次反射能从光纤的一端传播到另一端，而不是经过折射，也不会像电流和水流一样，因为激光方向性好，不会弯曲．故A、B、D错误．
故选C．【出处：21教育名师】
解析
光纤通信是现代通信的主要传输工具，利用激光在其内壁经多次反射能从光纤的一端传播到另一端．
11解答
A、同步卫星的转动周期和地球的自转周期 ( http: / / www.21cnjy.com )相同，与地球同步转动，故本选项正确；
B、月球不是每天绕地球一周，是30天，故本选项错误；
C、站在地球上观看（以地球本身为参照物），同步卫星在空中的位置是固定不动，如果选择参照物不是地球，那么此结论就是错误的，故本选项错误；
D、同步通通信卫星做为传播微波的中继站，地球上只要有3颗就能覆盖全世界，故本选项错误．故选A．【版权所有：21教育】
12A解答
A、 移动电话是靠电磁波来传递信息的，故A正确；
B、 光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，故不是无线传播，故B错误；
C、 电磁波的波长和频率成反比，波长越长，频率越低，故C错误；
D、 电磁波对人类是有辐射的，过量的辐射可引起人体病变，故D错误．
故选A．
解析
所谓地球同步卫星，即指卫星绕地球转 ( http: / / www.21cnjy.com )动的周期与地球的自转周期相同，与地球同步转动，且在赤道上空的某地，站在地球上观看（以地球本身为参照物）它在空中的位置是固定不动的，所以它可以代替微波中继站来进行电磁波的中转作用．全世界只要有三颗这样的卫星（当然位置要选定好）就可以满足全世界的需求21世纪教育网版权所有
13B解答
A、发送电子邮件，除非给自己发信 ( http: / / www.21cnjy.com )，一般不需要输入自己的信箱地址，故该选项说法错误；
B、给别人发送电子邮件时，必须在收信栏里输入对方的信箱地址，故该选项说法正确；
C、电子信箱是网络电子邮局为网络客户提供的网络交流电子信息空间，不是用户计算机上的空间，故该选项说法错误；
D、无论对方的计算机开机与否，都能向对方发送电子邮件，故该选项说法错误．
故选B．2·1·c·n·j·y
解析
（1）电子邮箱是通过网络电子邮局为网络 ( http: / / www.21cnjy.com )客户提供的网络交流电子信息空间，电子邮箱具有存储和收发电子信息的功能，是因特网中最重要的信息交流工具；
（2）电子邮件最大的特点是，人们可以在任何地方时间收、发信件，解决了时空的限制，大大提高了工作效率，为办公自动化，商业活动提供了很大便利．21教育名师原创作品
14D 解答
在发送端首先要把传送的信息（如话音 ( http: / / www.21cnjy.com )）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；
在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；
所以光纤的主要作用是用来通信；
故选D．21*cnjy*com
解析
在发送端首先要把传送的信息（如话音） ( http: / / www.21cnjy.com )变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；
在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；
所以光纤的主要作用是用来通信；
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21.4 越来越宽的信息之路
【学习目标】
1．常识性了解卫星通信、光纤通信、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．
【基础知识精讲】
随着社会的进步，人类传递的信息量越来越大，由无线广播发展到电视，增加了图像的信息，但如同人类的进步无法停止，信息的传递继续发展．
信息传输的多少与什么有关呢？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．
根据电磁波家族成员特点：c＝λf可知，波 ( http: / / www.21cnjy.com )长越短的电磁波，频率越高．相对无线电波，（长波、中波、短波）微波的波长更短、频率更高，因此可以传输更多的信息．我们可以形象地比喻为——信息之路越来越宽了．
1．微波通信
同无线电波相比，微波的波长更短，在1 mm ( http: / / www.21cnjy.com )至10 m之间，频率更高，在30 MHz至3×105 MHz之间，一条微波线路可以传输更多的信息，因此可在上面通行几千、几万路电话．21世纪教育网版权所有
但微波传输过程需要在其中建中继站，因为地球 ( http: / / www.21cnjy.com )是球形．微波性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射．所以在每传播一定距离后需将微波向地面引，如图9－7所示．根据实际情况必须每隔大约50 km左右就要建设一个微波中继站．而且传播的越远中继站需要的越多．21教育网
图9－7
微波通信受到挑战是因为必须建设中继站，并且在遇到雪山，大洋根本无法建设，这样就受到限制．如何解决这一问题呢？21cnjy.com
开始有人想利用月球做中继站 ( http: / / www.21cnjy.com )，但由于月球离我们太远，没有足够能量的微波无法到达月球，更无从谈到携带信息反射回地面．后来人们想在天空中人造一个卫星做中继站，现在已经实现了，这得益于人造卫星的发展．
2．卫星通信
航天事业的发展使人类已飞出地球，在太空 ( http: / / www.21cnjy.com )中建立太空站，可以发射人造卫星为我们服务，用地球同步卫星做微波中继站，很好地解决了地面中继站的弊端，实现无障碍中继，覆盖整个地球（360°）只需三颗通讯卫星如图9－8．卫星通讯标志着信息已可全球化．21·cn·jy·com
图9－8
3．光纤通信
依然根据c＝λf．比微波频率更高的 ( http: / / www.21cnjy.com )电磁波是光波．能否运用光波传送信息呢？如果用光波传送信息，这条“信息高速路”要比短波、微波宽出百万倍、千万倍．但发展光波通讯遇到这样一个问题，普通的光源夹杂了许多不同波长的光，难以携带信息或无法从光波中分离出信息．要想解决问题得制造一种单一且方向高度集中的光，作为载体才行．1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，激光是一种单一，方向高度集中的光，它携带信息时，可以从中将信息分离出来．www.21-cn-jy.com
图9－9
激光用于通信，由于携带信息量可以更 ( http: / / www.21cnjy.com )多，因此得到快速发展，各个国家都有光缆的通信工程，光缆是光信息的路径，是一种用玻璃做成的光导纤维，光在里面经过数次反射，最终从光缆另一头射出．如图9－9所示．光导纤维内心是空的，外面敷上保护层．由于光的频率很高，所以可以同时传递声音、图像等信息．2·1·c·n·j·y
4．网络通信
信息的发送和接收都已经知道，但信息量的增大使人们面临着管理或挑选的问题，计算机可以处理大量的信息，而且速度快．【来源：21·世纪·教育·网】
把计算机同信息网络连在一起，就叫做网络通信．网络通信的优越性是很明显的，由于计算机介入信息的管理，人们又步入了一个崭新的信息时代．
目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件．
如图9－10所示，每人的计算机分别跟一个叫做 ( http: / / www.21cnjy.com )服务器的大计算机相连，这就是平常说的上网．如同邮局与寄信人和收信人的关系．甲、乙计算机相当于收（寄）信人，而服务器相当于邮局，当甲发给乙一封电子邮件时，他的服务器A把邮件送到B储存起来．一旦乙上网，他就能从自己的服务器B得到这个邮件．每台电脑都有自己的“信箱”，即自己的“地址”，这样“邮递员”才能将信件送到准确的位置．21·世纪*教育网
图9－10
网络通讯的“邮寄员”是集合 ( http: / / www.21cnjy.com )现在通信载体的优点，他是导线、光缆、微波…的组合体．有时还运用通信卫星等各种通信手段．随着通信技术的发展，网络技术智能化程度越来越高，人们的沟通可以通过网络达到近乎“面对面”的程度，这得益于网络通信可以在很短时间内传递大量的信息，而且信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的直接需要，我们可以在网上轻松地看电视了．
利用网络通信收发电子邮件 ( http: / / www.21cnjy.com )是最基本的功能．每个用户都有自己的信箱，信箱都编有地址名．例如：xiaolin@server．com．cn表示信箱属于一个自称“xiaolin”的人，他的服务器名叫sever．com．cn．其中“cn”是china的简写，表示这个服务器是在中国注册的．www-2-1-cnjy-com
世界上凡是计算机集中的地方，例如企业、 ( http: / / www.21cnjy.com )机关、某些居民小区等，大都已经把自己的计算机联在一起了．这些网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，叫做因特网．因特网已经成为21世纪信息社会的基础．全球信息网的建立，使人们通过一台联网的电脑，只要轻轻点击鼠标，就可以做到“秀才不出门，便知天下事”．人们可以通过网络通信系统查阅资料、看新闻、购物、进行视频点播，可以上网和朋友聊天．另外可以通过网络进行远程教育、远程医疗等等．网络已经渗透到人们生活的各个角落．2-1-c-n-j-y
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