17.3现代通信-课件--2025-2026学年（新教材）苏科版九年级物理下册（55页PPT）

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苏科版物理9年级下册培优精做课件17.3现代通信第十七章电磁波与现代通信授课教师：Home .班级：9年级（*）班.时间：.1.了解卫星通信和光纤通信的原理，知道其优点和缺点.
2.了解互联网，知道互联网在现代通信中的应用及其
对人类生活和社会发展的影响.
3.了解移动通信和 技术的应用.
1.微波与微波中继站
（1）微波的性质：微波
（比中波和短波的频率更高，
波长更短）一般是指频率在
的电磁波，其性质与光波相近，
大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射.
（2）微波中继站：电视广播、移动通信等主要利用微波
传递信号，但微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕
射，因此，每隔 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，微波中
继站通信示意图如图所示.
微波通信
（1）特点：频率越高的电磁波在相同时间内可以传递的
信息量越大.通常传递信息的电磁波为无线电波，而微波
是无线电波中频率最高的波，所以选择微波通信可以增
大信息的传输量.
（2）缺点：微波通信需要大量的中继站进行信号处理，
如遇到雪山和大洋无法建设中继站时，微波通信就无法
继续.
2.卫星通信
（1）卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站
（负责接收并转发无线电信号）的无线通信方式.
（2）卫星通信系统的组成
卫星通信系统是由空间端、地面端和用户端三大部分组
成的.空间端大多采用地球静止轨道卫星，地球静止轨道
卫星就像几个太空微波中继站，从一个地面站接收电信
号，经过处理后，再发送到另一个地球静止轨道卫星或
地面站，如图甲所示.
甲
乙
（3）卫星通信的优点和缺点
内容 说明
优点 覆盖面大，通信 距离长，不受地 理环境限制等. 一般来说，只要赤道上空均
匀分布三颗地球静止轨道卫
星，就可基本实现全球通
信,如图乙所示；微波的频
率高，传输的信息量大.
内容 说明
缺点 造价高，信号会 有零点几秒的时 间延迟，保密性 不好等. 每天 ，各省卫视转播
的《新闻联播》节目比
播放的晚零点几秒
的时间.
1.地球静止轨道卫星在地球赤道平面内距地面约
的轨道上，与地球同步转动，相对于地面静止.
1. 2025年4月27日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将天链二号05星发射升空。该卫星主要用于为飞船、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，该卫星为空间站提供服务利用的是(　　)
A．超声波 B．光纤 C．电磁波 D．红外线
返回
C
2．光纤网络已经进入普通百姓家庭。光纤的主要用途是(　　)
A．输电 B．通信 C．导热 D．照明
返回
B
3．光纤通信是利用光在光导纤维中传输信息的一种通信方式，通常用来制作光纤的材料属于(　　)
A．绝缘体 B．导体 C．超导体 D．半导体
返回
A
2.月球不能作为微波中继站.月球是地球的卫星，可以反
射微波，但离地球太远，约 ，信号在传输过
程中会衰减，时间也会延迟，而且只有当两通信点同时
看到月球时，才能完成这两点间的通信.
3.全球卫星定位系统
全球卫星定位系统也称为全球卫星导
航系统，是能在地球表面或近地空间
的任何地点为用户提供全天候的三维
坐标和速度以及时间信息的无线电导航定位系统.中国北斗
卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位系统，是继
美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星定位系统之后第
三个成熟的卫星定位系统，使我国成为继美国、俄罗斯之
后的世界上第三个拥有自主卫星定位系统的国家.
目前北斗卫星导航系统已成功应用于测绘、电信、水利、
渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸
多领域，产生了显著的经济效益和社会效益.
移动通信
移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间
的通信方式，常见的移动通信工具为移动电话（手机）.
手机既是无线电发射机，又是无线电接收机.传话时，它
将声音信号转换成电信号，并调制到高频电流上，以电
磁波的形式发射出去；收听时，它捕获对应的电磁波，
将其中所含的信息还原出来.手机之间的通话要通过无线
基站转接.
典例1 [常州模拟] 关于地球静止轨道卫星，下列判
断中正确的是( )
A
A.卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是
静止的
B.卫星在空中静止不动
C.卫星和月球一样每天绕地球运转一周
D.卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少要4颗就能
将信号覆盖全球
[解析] 地球静止轨道卫星是运行在地球同步轨道上的人
造卫星，运行周期与地球自转一周的时间相等，相对于
地球是静止的.用地球静止轨道卫星作为微波中继站，只
需要三颗就可以实现全球通信.
1.光纤通信（传输的是光信号，不是电信号）中涉及的几
个概念
内容
光纤 人们把那些能够传输光信号的极其纤细的材料称
为光导纤维（很细的玻璃丝），简称光纤.
激光 一种频率单一、方向高度集中的光.
内容
光缆 由多根光纤制成的光信号传输线.
光纤 通信 一种利用光波（激光）在光导纤维中传输信息的
通信方式.
2.光纤是怎样传输光信号的
实验 目的 研究光纤是怎样传输光信号的. 实验图 片与实 验现象 在光纤的一端放上发
光的小电灯，在光纤
的另一端观察到有灯
光传来.
现象 分析 光沿直线进入光纤的 端，经过在光纤的内壁
多次反射后从光纤的 端射出.
实验 结论 光纤内壁的特殊物质使光经内壁反射后不断前
进，能量几乎没有损耗，光信号能从弯成任意
形状的光纤一端进入，从另一端射出.
3.光纤通信的原理
内容 说明
原理 光的反射
内容 说明
传输 介质 光导纤维 （光纤） 光纤很细，有内、外两层，由于内、
外层的折射本领不同，光在光纤中通
过时，发生全反射，光不会跑到外层
去.因此，光信号在光纤中是以不断
反射的方式向前传播的（本部分知识
在高中会学到）.
内容 说明
优点 可以传输大量 信息，不受电 磁干扰，不怕 雷击，不怕潮 湿，耐腐蚀， 能量损耗低等. 光是一种频率很高的电磁波，由于频率越高的电磁波相同时间内可传输的信息越多，所以采用光波来通信，其传播信息的容量极大.
内容 说明
缺点 架设线路受地理条件限制，光缆易被拉断等. 光纤通常由廉价的玻璃等绝缘材料制成，将玻璃抽成丝后，能够改变它的特性，使其变成质地柔软、耐磨、可弯曲且强度大的新型材料，但玻璃及其纤维的弹性较差，易被拉断.
4.光纤通信的说明
（1）光纤通信使用的光是激光，激光具有亮度高、方向
性好和颜色纯（即单色性好）的特点.激光也是电磁波的
一种，与微波相比，激光的频率更高，能够携带的信息
量更大.普通光源发出的光夹杂了许多不同波长的光，难
以用来携带信息.
（2）激光用于通信，并不像手电筒照亮房间那么简单.激
光通信用的激光一般在特殊的通道 光导纤维中传播.
光纤的两端还要有光电转换装置.
（3）光纤通信的容量极大，一根头发丝那样细的光纤可
以实现近300亿人同时通话，而一根电缆只能传送几十路
电话信号.
光纤通信与无线通信
光纤通信是将信号调制到激光上，以激光作载体传送信
号；一般我们将利用电磁波传播信息的通信方式称为无
线通信.光纤通信与无线通信的具体区别如表所示.
光纤通信 无线通信
传输载体和 传输通道 以激光为载体，利用 光纤作为通道. 以电磁波为载体.
信息的容量 容量大. 容量相对较小.
传输信息的 质量 抗干扰能力强，信号 衰减小. 抗干扰能力弱，信号
衰减大.
方式 内容 光纤通信 无线通信
信息的处理 方式 信息 电信号 光 信号光信号 电信号 信息 信息 电信号 电
磁波电磁波
电信号 信息
1.在世界移动通信技术变革中，我国坚持走自主创新道路，
完成了从“”到“ ”的发展历程.
2.我国是全球通信标准制定的核心成员，拥有的 标
准必要专利数量全球最多，建成并开通的 基站总量也
居世界之首.
3.的应用非常广泛. 网络能与先进传感、人工智能等
技术有机融合，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高
清视频等服务，让用户获得身临其境的体验，解决人与
物、物与物通信的问题，满足移动医疗、车联网、智能
家居、工业控制、环境监测等物联网应用的需要
（如图所示） 正在渗透到各个行业和领域，成为支撑
经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键技术.
4．互联网有很多用途，下列不属于互联网用途的是(　　)
A．用户间互发电子邮件或简报
B．远程登录办公室电脑
C．视频会议
D．远距离运输货物
D
返回
5. 地球同步卫星是在离地面高度约3.6×107 m的轨道(同步轨道)上运行的，运行周期跟地球自转周期相同。
(1)地球同步卫星绕地球运行时________(填“受”或“不受”)地球的引力，周期是________h。同步卫星相对于地面的建筑物是________的，________颗同步卫星基本可以实现全球通信。
(2)理论和实践表明，质量不同的同步卫星都以相同的速度在同步轨道上运行，若同步卫星上的天线脱落，天线________(填“仍然”或“不会”)在同步轨道上运行。
受
24
静止
3
仍然
(3)地面上距离非常接近的甲、乙两人用卫星电话通过同步卫星联系，从甲发出信号到他收到乙自动回复的信号至少需要________s。
0.48
返回
6．下列对设备的工作原理解释错误的是(　　)
A．移动电话——利用电磁波传输信息
B．雷达——利用超声波确定物体的位置
C．声呐——利用回声定位
D．遥控器——利用红外线实现遥控
B
返回
7．下列关于计算机网络的说法正确的是(　　)
A．同一个办公室里的几台计算机不可能建立网络
B．把几台计算机用信号线直接连接起来就成为网络
C．网络通信既能传递文字，还能传递图像和声音
D．用笔记本电脑进行无线上网不属于网络通信
C
返回
8．关于信息的传递，下列说法正确的是(　　)
A．用月球做中继站，实现微波通信
B．用手机与另一部手机通话时，必须经过基地台才能实现
C．同步卫星作为传递微波的中继站，用两颗同步卫星就可以实现全球通信
D．光纤通信是依靠激光在光导纤维内沿直线传播来传递信息的
返回
B
9．光导纤维由内芯和外套组成(如图甲)。若光在内芯中传播速度为真空中传播速度的三分之二，那么光在光导纤维内芯中沿直线传播100 km，需要________s。
5×10－4
光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射来传输信息的，当一束光与水平方向成45°角(如图乙所示)，从A点射到一段水平放置的长为0.850 mm、内径为50 μm的直光导纤维的边缘，光束进入此光导纤维内部(两端的边缘除外)后反射了________次。
16
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10．根据材料回答以下问题：
从光纤通信到量子通信——信息传输的新革命
在现代社会，光纤通信是互联网、电话、电视等信息传输的主要方式，它利用光信号在玻璃纤维或塑料光纤中传播实现远距离传输，但存在信号衰减问题，限制了传输距离。
量子通信与传统光纤通信机制不同。2016年“墨子号”卫星实现1 200公里量子纠缠分发，突破传统光纤通信单次传输极限。传统光纤通信靠光信号强度传信息，量子通信则利用光子量子特性，如量子纠缠让处于“纠缠态”的光子无论相距多远，状态同步变化；量子密钥分发通过光子量子态加密信息，不依赖功率传输。
量子通信具备高安全性、长距离信息共享、抗干扰及不可克隆等优势。窃听会改变光子量子态被察觉；量子纠缠保障远距离信息共享的完整性；其抗干扰能力强，能在复杂环境稳定运行；量子信息不可复制篡改，可靠性高。尽管面临技术挑战，但其在高安全性信息传输领域前景广阔。
(1)与传统光纤通信相比，量子通信的优势是：__________
_______________________________________________________________。(请写两个)
(2)若某光纤通信系统的发射功率为10 mW，该光信号的最大传播距离为________m。
量子通信具
有更高的安全性、长距离信息共享能力(或具有抗干扰能
力和不可克隆性)
630
(3)量子通信技术在信息安全方面有重要应用。请举出一个日常生活中需要信息安全保护的例子，并说明信息安全的重要性。
【解】社交媒体平台上，用户会分享个人照片、生活经历、联系方式等大量个人信息。若信息安全得不到保障，这些信息可能被不法分子利用，进行精准诈骗、骚扰甚至身份盗用。比如，诈骗分子利用从社交媒体获取的信息，冒充用户的亲友进行诈骗。
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