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文本内容:
超版物理九年低A《越来越宽的信息之路》教学设计
21.4【教学目标】
一、知识与技能了解微波通信卫星通信、光纤通信网络通信
二、过程与方法通过自主学习本节知识,培养学生敢于发表自己见解的意识,提高学生应用物理知识解决实际问题的能力
三、情感、态度与价值观通过学习现代通信知识,了解科技为人类带来的便利,提高学生学习科学的兴趣,使学生养成关心科学前沿的意识【教学重难点】教学重点了解现代通信知识教学难点了解现代通信知识【教具准备】微课【教学过程】
一、新课引入同学们好,这节课我们一起来学习第21章第4节“越来越宽的信息之路”同学们知道古代人传递信息的方式有哪些吗?有狼烟报警快马传书飞鸽传书孔明灯报信风筝通信顺河漂书飞镖传书等近代又有了电报通信那么现在的你,平时用什么跟同学和家人联系呢?我猜一定有打电话发微信聊QQ吧现在信息传递的速度越来越宽,传递的容量也越来越大,我们不但可以语音通话,也可以视频通话,传递信息的方式也是越来越多了
二、讲授新课这节课我们就来了解现代通信的4种方式微波通信卫星通信光纤通信网络通信
(一)微波通信请大家阅读课本158页内容,找到这5个问题的答案(2min)
1.为什么要用微波通信?
2.微波的波长范围和频率范围是多少?
3.微波有什么性质?
4.微波中继站的作用是什么?
5.能不能用地球的天然卫星--月球作为一个中继站呢?微波也是电磁波,比中波、短波的频率更高而频率越高,相同时间内传递的信息就越多所以相同时间内看电视比听广播获得的信息更多微波的波长在10m1mm之间,频率在30MHz3X105MHz之间〜〜它的性质更接近光波,而光在同种均匀介质中大致沿直线传播,而地球又是圆的,所以信号不能沿地球表面绕射那么怎么解决这个问题呢?这就用到了微波中继站,它就像古代快马传书过程中的驿站我们每隔50km建一个中继站,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一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话由于微波通信传输的信息量大,所以各种电信业务的传输,如电话电报数据、传真、以及彩色电视机都可以通过微波电路传输如果长距离通信需要建立很多中继站,况且有些地理位置无法建中继站如果传递的过程又特别繁琐的话,就会造成时间的延迟并且一站一站地传递,信号的能量也会衰减如何克服这些缺点呢?大家从几何的角度想一想,我既不想建立多个中继站,又想让信号能远距离传输该怎么力对,可以吧中继站建的非常高,这就成了卫星通信那我们可以用地球的天然卫星越来做中继站吗?不行!因为月球离我们太远,信号衰减时间延迟,而且月球绕着地球转,只有当两个通信点同时见到月亮时,才能完成这两点间的通信这颗卫星需要相对地球静止,所以我们用同步卫星来通信
(二)卫星通信请大家阅读课本159页内容思考这3个问题(1min)
1.什么是同步卫星?
2.要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星?
3.卫星通信有哪些优越性?绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同,相对地球“静止”的卫星,我们称之为同步卫星这两个翅膀是太阳能电池板,为卫星提供电能它从一个地面站接收发射来的信号,经过放大变频后,再发送回另一个或几个地面站现在一个地方出现的突发事件,全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面,这就是通信卫星带来的好处一颗卫星的信号可以覆盖地球40%,所以我们最少用三颗卫星就可以实现全球通信像这种“大锅”就是用来接收卫星信号的卫星通信具有可以远距离传递信息通信容量大,干扰小、质量好、功效高的优点卫星通信不仅限于通话、看电视,现在我们用的比较多的车载导航、手机地图都是通过卫星通信实现的还有渔船导航、精准授时、天气监测等都是依赖于卫星通信令人自豪的是,我国也有自己的卫星导航系统——中国北斗卫星导航系统是继美俄之后第三个成熟的卫星导航系统它的建构背景是1993年震惊中外的“银河号”事件,大家课下查阅资料了解这一事件的详细过程一起来看看我们的北斗卫星导航系统有哪些优势(视频3min)
(三)光纤通信我们知道光是电磁波,它的频率比微波频率高得多,如果我们能用光来传递信息的话,信息之路会更宽广但是普通的光包含了多种频率的单色光,如果用普通光传递信息就好比一台收音机同时接收到了许多频率节目,声音重叠在一起,让人无法分辨清楚直到1960年,美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器,它能产生单一频率、方向高度集中的光——激光,才使光作为载波得以实现激光亮度高、方向集中,大家使用激光笔时千万不要对着别人的眼睛照射但是激光在空气中传播时还是有一定的损耗,直到1966年,华裔物理学家高馄首次提出了用低损耗的光导纤维进行通信的构想,这使得用光进行通信的幻想得以实现随着1970年美国康宁公司研制的石英光纤、贝尔实验室研制的半导体激光器的成功问世,我们正式步入了光纤通信时代我们来看这个实验,可以看到水从小孔流出时,光随着弯弯的水流照到地面,在地面产生一个光斑这是因为光在水中发生了全发射,光纤通信就是这个道理通信用的激光一般在特殊的管道一一光导纤维里传播光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方光纤材料一般是很细很细的玻璃丝,是用高纯度的石英玻璃拉制成的光缆是数条光纤敷上保护层,制成多芯光缆所以经常说光缆一断,损失百万光纤通信的优点在于
(1)传输频带极宽,通信容量很大,一对光纤可开通一亿路电话;
(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,保密性好四网络通信电子计算机的发明和应用给人们的工作学习、生活带来了巨大的变化计算机与通信的结合将成为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”请大家阅读课本161页的内容完成这道题目(1min)
(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o同学们知道我们国家正在布局什么通信吗?对,是5G通信让我们来简单了解5G(3min视频)祖国真是越来越强大了,希望同学们学好本领,将来把祖国建设的更加强大!【课堂练习】
一、填空题
1.生活中的常见现象蕴含着物理知识用移动电话与别人通话是利用传递信息的.
2.广播电视手机等通过传递信息.物理学中用振幅来描述物体的振动幅度,物体的振幅越大,产生声音的越大.大多数人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz,人们把高于20000Hz的声音叫做.
3.手机已经成为我们生活中不可缺少的通信工具,它在使用过程中将能转化为能,它是利用波来传递信息的.
4.在光纤通信中应用传递信息,该波的传播速度是km/s,该波在真空中传播(后一空填“能”或“不能”).
5.信息理论表明,作为通信的无线电波,它的频率越高,相同时间内能传输的信息就越.用于通信的微波,由于其频率,所以能承载的信息量很大,它的性质更接近光波,所以它大致沿传播,不能绕射,因此要修中继站.
6.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.
二、选择题
7.随着数字时代的到来,3G与4G的相继出现,使用4G手机不仅通话信号好,而且无线网络上网时效果更佳,手机使用时用下列哪种波传输数字信号()A.次声波B.超声波C.微波D.红外线
8.关于能源、信息和材料的说法正确的是()A.太阳能风能天然气是可再生能源
8.光纤通讯是利用光信号传递信息C.超导体材料可以应用于任何电器并使其效率提高D.大亚湾核电站利用核聚变释放的能量来发电
9.目前网络通信与人们的生活密切相关,下列说法错误的是()A.目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件B.电子邮件在目前只能传递文字,不能传递照片、语言或其他信息C.从网上可以收发电子邮件、查阅信息资料、观看新闻、电视、电影等D.上网给我们学习、工作、生活、休闲带来了不少方便和乐趣
10.能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题,以下说法正确的是()A.半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的一种特殊材料B.超声波的应用非常广泛,“B超”是利用超声波传递能量C.弯曲的光导纤维也能传输信息,说明光可以沿曲线传播D.核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的
11.华人科学家高馄以“涉及光纤传输的突破性成就”获2009年诺贝尔物理学奖,下列关于光纤通信的说法正确的是()A.光在光纤中是沿直线传播的B.波长越长的光在光纤中传播的速度越大C.光纤通信与有线通信一样,都需要金属导线D.采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息.
12.下列关于信息的传递说法正确的是()A.在赤道上空,用三颗互成120度角的同步卫星就可实现全球通信B.电磁波不能在真空中传播C.车载GPS导航系统是利用超声波进行定位和导航的D.光纤通信只能传播图像信息,不能传播声音信息
13.初三⑶班的同学们上完信息课,从微机室中出来,大家议论纷纷,有以下几种说法,你认为不正确的是()A.利用上网可以查阅所需的各种资料,比资料室中要全多了B.利用上网可以看到不断更新的新闻,比报纸要快多了C.利用上网可以发送电子邮件,把人们的空间距离缩短了D.只有收件人的计算机打开着,我们才能向他发送电子邮件
14.进入互联网时代,发电子邮件是必不可少的发电子邮件要分以下几个步骤a.打开电子邮箱;b.输入发送地址;c.输入主题;d.输入信件内容;e.点击“写邮件”;点£击“发送邮件”,则正确的流程是()A.aTbTcTdTeTf B.aTcTdTfTe-b►C.aTeTbTcTdTf D.bTaTcTdTfTe
15.光导纤维的主要用途是传递信息,进行通信把要传输的信息变成光信号在光纤中传播,如图所示,那么光在光纤中的传播方式是()A.沿着光纤的中轴线直线传播B.沿着光纤的外壁多次折射传播C.沿着光纤的内壁多次反射传播D.沿着光纤螺旋式的曲线传播参考答案
1.,电磁波
2.电磁波;响度;超声波
3.化学;电;电磁
4.激光;3X105;能
5.多;高;直线
6.计算机;服务器;导线、光缆微波
7.C
8.B
9.B
10.A
11.D
12.A
13.D
14.C
15.C。