2020-2021学年九年级物理人教版全一册 第二十一章 第4节 越来越宽的信息之路 课件(共56张PPT)

(共56张PPT)
第二十一章
信息的传递
第4节
越来越宽的信息之路
人教版物理九年级全一册
1.常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。
2.通过微波通讯、卫星通讯、光纤通信和网络通信的学习，了解通讯的发展过程。
学习目标
为什么新闻联播伴随着视频播放？结合上节课我们学
习的无线电广播和电视的工作过程，你认为电视广播
和声音广播相比，在相同的时间内哪个传输的信息多？
导入新知
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，因此，几十年以来，
无线电通信、电视广播等所用的频率越来越高，信息
之路越来越宽了。
1
知识点
微波通信
微波通信：利用微波作为载体的一种通信方式
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。一条微波线路
可以同时开通几千、几万路电话。
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。
合作探究
如何解决“不能沿地球表面绕射”这个问题？
为建立“微波中继站”
微波中继通信
A
B
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。
能否用月亮作为中继站？
用什么作为微波的中继站好呢？
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。
【例1】关于微波，下列说法中不正确的是(　　)
A．微波是指频率很高、波长大约在10
m～1
mm之间的无线电波
B．微波大都能沿地球表面绕射，所以可以实现全球通信
C．微波大致沿直线传播，需要每隔50
km左右建一个中继站
D．卫星通信是用通信卫星来作为微波通信的中继站
B
【解析】
微波的波长在10
m～1
mm之间，它的频率很高，微
波大致沿直线传播，需要每隔50
km左右建一个中继
站，以保证微波的传递。
月亮不能作为微波通信中继站的原因：
(1)
月球距离地球太远，会造成信号衰减、时间延迟。
(2)
月球在空中的位置不固定，只有当地球上两个通信
点同时见到月球时，才能完成这两点的通信。
新知小结
关于月球能否作为微波中继站，如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．月球能够反射微波，故可作为
微波中继站
B．月球作为微波中继站，会导致
通信时间延迟、信号衰减
C．只有当两地同时看见月亮时，才可以完成两地间的通信，故月球不能作为微波中继站
D．月球作为微波中继站，会严重影响通信质量
1
A
巩固新知
2
知识点
卫星通信
卫星通信：利用卫星做中继站的微波通信方式。
卫星接受器
合作探究
通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星。
同步卫星：与地球自转周期相同的通信卫星。
在2016年里约举办奥运会的时，为让全球人们能同
时收看比赛节目，应该在地球周围配置多少颗同步
卫星？
【例2】
(兰州)北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，缩写为BDS。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。BDS卫星通信使用的是(　　)
A．电磁波　　B．次声波
C．超声波
D．光波
A
【解析】
卫星和地面的联系靠电磁波，将图片和声音等信号调
制到电磁波上，把电磁波当成载体进行信息的传递。
所以它传递信息利用的是电磁波。
这是一道考查电磁波在日常生活中应用的基础
题，要求知道无线电通信都是利用电磁波来传递信
息的，比较容易。
新知小结
卫星通信的中继站是(　　)
A．地球同步卫星
B．月球
C．电视台
D．广播电台
【中考·镇江】我国已有几十颗通信卫星镶嵌在浩瀚太空，联结成一条“太空丝绸之路”，为我国所倡导的“一带一路”提供全方位通信服务，通信卫星与地面间信息传输的媒介是(　　)
A．可听声
B．次声波
C．电磁波
D．超声波
1
D
A
2
巩固新知
3
知识点
光纤通信
光纤通信：利用频率更高的光波进行信息传递
激光
合作探究
1960年美国科学家梅曼制成了世界第一台红宝石激光
器，它能产生频率单一、方向高度集中的光，称为激
光。
通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维里传播。
光导纤维是很细很细的玻
璃丝，是用高纯度的石英
玻璃拉制成的。
光导纤维
激光在光导纤维里是怎样传播的？
原理是：全反射
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。
激光通信与有线电通信类似，即先把声音和图像信
号调制到激光上，然后把它们发射出去，最后用接
收装置把声音和图像信号检出来。
光纤通信是通过激光(频率比微波高，传输信息能力更强)在光导纤维中传播，将激光携带的信息传输到远方的。即使光纤是弯曲的，光纤通信也不会受到影响。
【解析】
【例3】关于光纤通信，下列说法正确的是(　　)
A．用的是普通可见光
B．光导纤维必须拉直才能传递信息
C．激光也是电磁波，激光的频率比微波的频率更高
D．光导纤维只能传输可见光，不能传输信息
C
光纤通信是在发送端先把要传送的信息变成电
信号，再调制到激光器发出的激光束上，并通过光
纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它
变成电信号，经解调后恢复原信号。
新知小结
【中考·株洲】随着社会的进步，光纤网络开始进入普通老百姓家庭。光纤的主要用途是(　　)
A．输电
B．导热
C．通信
D．照明
光纤通信的前景广阔。下面关于光纤通信的说法中，正确的是(　　)
A．光纤通信中所用的光是激光
B．光纤通信传递信息的速度比微波快
C．光纤通信不需要任何导体
D．玻璃丝容易折断，不宜用来制作光导纤维
1
C
2
A
巩固新知
1.
计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一
起，可以进行网络通信。
2.
目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件
(e-mail)
。
3.
把网络互相联结，成为世界上最大的计算机网络，
叫因特网(Internet)，这样就能做到信息资源的共
享。
4
知识点
网络通信
合作探究
网络通信示意图
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？
网络会议、网络学习、网络邮件等。
网络会议
网络学习
网络邮件
xiaolin@.cn
这表示信箱属于一个自称
“xiaolin”的人，他的服
务器名叫.cn。
其中“cn”是China的简写，
表示这个服务器是在中国
注册的。
【例4】电话通信与网络通信(电子邮件)有许多相似之处，如图所示，两图表示出两种通信的工作原理，比较两者可以发现：
(1)电话通信中电话机相当于网络通信中的________；
(2)电话通信中电话交换机相当于网络通信中的__________；
(3)电话通信中通信线路相当于网络通信中的_____________________。
导线、光缆、微波等
计算机
服务器
电话通信和网络通信类似，电话机相当于计算机，电
话交换机相当于服务器，通信线路相当于导线、光缆
和微波等。
【解析】
学习过程中，对于相似的知识进行类比，可以
构建知识点之间的联系，加深对知识点的理解。(类
比思想)
新知小结
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。
A．①②④
B．②③④
C．①③④
D．①②③④
1
D
巩固新知
【中考·六盘水】4G手机使用4G网络，能够传输高质量的视频图像，4G网络是利用________(填“电磁波”“超声波”或“次声波”)来传输信息的，这种波在真空中的传播速度是________m/s。
2
电磁波
3×108
1
知识小结
越来越宽的信息之路
微波通信
卫星通信
网络通信
光纤通信
归纳新知
1.
微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信是现在
最常用的通信方式。
2.
激光在光导纤维中发生的是全反射。发生全反射的
条件：
(1)光从光密介质射入光疏介质；
(2)入射角大于或等于临界角。
我们所说的“信息之路越来越宽”的含义是(　　)
A．传递信息时，我们走的高速公路很宽
B．仅指传递信息的方式越来越多
C．仅指传递信息所用的电磁波频率越来越高
D．传递信息所用电磁波的频率越来越高，传递信息的方式也越来越多
2
易错小结
D
易错点：
“信息之路越来越宽”的含义
现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站的。打这种长途电话时，会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一，是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间假设某人造卫星与地球的距离是36
000
km,请你估算延迟的时间。为什么打市内电话时没有这种延迟？
1
课堂练习
解：无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要经过2个36
000
km的距离，其速度与光速相同，为3×
108
m/s。
由
得，延迟时间
由于打市内电话信号不经过卫星，所以不会有这种延迟。
我们的生活已经离不开信息的传递我们不知不觉地把各种通信方式融入自己
的生活和工作之中.请想一想：自己哪些地方用到了微波通信、卫星通信、光纤通信
和网络通信？各举一个例子。
2
答案略
答案略
微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，这些通信方式是从不同的视角进
行分类的：微波通信按加载信号的电磁波的波长来分类；卫星通信、光纤通信按传播介质或设备来分类，网络通信按通信者之间的联络关系来分类网络通信也可以采用光纤通信方式，微波通信也可以通过卫星传播，这些分类是可以重叠的。请你把以上通信方式和你知道的其他通信方式，设计一个通信方式分类图，并在图中侧重说明以上四种方式的优点。
3
【中考·陕西】如图，有一款内置微型“GPS”(全球卫星定位系统)的专用鞋，当穿着它离开指定的区域时，鞋中的“GPS”便会自动发出使用者所在的位置信息，该信息被卫星接收后再发送到手机。此过程中由________波传递信息，其传播速度约为________m/s。
4
电磁
3×108
1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率________、方向高度________的光——激光。
【中考·泸州】我国研制成功了点亮LED灯就能上网的国际前沿通信技术。在LED灯中安装一个微芯片，点亮LED灯便可让其变成无线网络发射器，上网的网络信号是靠__________(填“电磁波”“超声波”或“红外线”)传输的。LED灯的核心元件发光二极管是由__________(填“绝缘体”“半导体”或“超导体”)材料制成。
5
单一
集中
电磁波
半导体
6
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50
km，且只能建在地面上
D
课后练习
2．【2018·兰州】下列关于地球同步通信卫星的说法中错误的是(　　)
A．同步卫星处于平衡状态
B．同步卫星的机械能守恒
C．同步卫星相对于地面静止
D．同步卫星使用微波进行通信
A
3．【2019·扬州】“北斗”导航系统是我国自行研制的通信系统，该系统在传递信息过程中主要依靠(　　)
A．电磁波
B．超声波
C．次声波
D．激光
A
4．光纤通信的前景广阔。下面关于光纤通信的说法中，正确的是(　　)
A．光纤通信中所用的光是激光
B．光纤通信传递信息的速度比微波快
C．光纤通信不需要任何导体
D．玻璃丝容易折断，不宜用来制作光导纤维
A
5．【2019·绵阳】下列各种活动中，能通过互联网做到的是(　　　)
A．传送网购的运动鞋
B．远程学习物理课程
C．输送发电厂的电能
D．传输纸质信件
B
6．【2019·随州】目前中国网民数量和网络规模均位居全球第一，WiFi上网是当今广泛使用的一种无线网络传输技术，它传递信息用到的载体是(　　)
A．次声波　
B．超声波　
C．电磁波　
D．可见光
C
7．我们所说的“信息之路越来越宽”的含义是(　　)
A．传递信息时，我们走的高速公路很宽
B．仅指传递信息的方式越来越多
C．仅指传递信息所用的电磁波频率越来越高
D．传递信息所用电磁波的频率越来越高，传递信息的方式也越来越多
【点拨】“信息之路越来越宽”的含义是传递信息所用的电磁波的频率越来越高，频率范围越来越大。
【答案】D
8．被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟因为在“光在光导纤维中的传输用于光学通信”的成就而获得2009年诺贝尔物理学奖。光在光导纤维中的传输情况是光线每次由内层玻璃芯射向外套的分界面时，均要发生反射，而不发生折射，从而使光在不断地反射中沿内层玻璃芯向远处传播，如图所示。请根据图回答：当增大入射光线AB的入射角时，CD光线的入射角________(填“增大”“减小”或
“不变”)，D点将要向________(填
“左”或“右”)侧移动。
增大
右
9．【2019·日照】“华为”是“中国制造”向“中国智造”发展的典型代表，是中国智慧和民族精神的缩影。2019年，华为公司突破重重困难率先在全球布局5G通信。任正非说，5G信号比3G、4G快三四十倍，也就是在相同时间内传输的信息更多，“传输的信息更多”，最主要的原因应是5G信号(　　)
A．传输信息更加稳定
B．使用的电磁波频率更高
C．使用模拟信号进行通信
D．在真空中的传播速度大于光速
【答案】B
再见