现代通信走进信息时代分析.docx
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现代通信走进信息时代分析
现代通信——走进信息时代
适用学科
初中物理
适用年级
初中三年级
适用区域
苏科版
课时时长（分钟）
60
知识点
1.光纤通信和卫星通信
2.电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
教学目标
一、知识与技能
1.微波来传递信息的
2.信是通过光的反射来传递信息的；知道光导纤维是现代通信的主要传输工具。
3.信的大致过程，知道同步卫星的作用。
4.的用途，感受互联网是一个全球性的、最丰富的信息资源。
1.过程与方法
2.示全反射，理解光纤内光的传播路径。
3.理知识，理解同步卫星轨道。
4.情感、态度与价值观
1．回顾我国人造卫星事业发展史，树立荣誉感。
2．对比现代信息传播特点，激发学习高科技的积极性。
教学重点
现代通信方式的各种用途和特点；光缆与电缆的优劣对比
教学难点
光缆中光传输的光路；通信卫星的要求
教学过程
一、复习预习
学习预习本节课的知识点并引导学生回答下列问题
引导学生观察，提问：
从这些图片中你能体会出什么?
二、知识讲解
课程引入：
ElectronicMail（E-mail）电子邮件
电子邮件，是计算机网络中使用最为普遍的一种服务，包括互联网及各种在线服务网络。
人们可以通过自己的信箱将信息传递到其他指定的信箱中，十分类似我们传统的邮政信函服务系统，但电子邮件以其快速、廉价及功能强大（传送的内容可以包括文字、图片、声音、图象等数字化信息）等特点越来越为人们重视。
这些平常的信息交流方式,它们的原理是什么呢?
电子邮件这么强大,难道就没有缺点了吗?
考点/易错点1、卫星通信
1．卫星通信：
卫星通信是利用微波来传递信息的。
卫星通信系统由空间部分和地面部分构成。
空间部分是通信卫星，地面部分是通信地面站。
通信卫星在赤道平面上距地面3.6×107m的轨道上，与地球同步转动，相对于地面静止，又称同步通信卫星。
（1）原理：
利用微波传递信号
（2）构成：
通信卫星和通信地面站
（3）优点：
覆盖面大，通信距离长，不受环境限制
（4）应用：
山区的抢险救灾、全球卫星定位系统（GPS）GlobalPositioningSystem等等
2．微波与光波
微波与光波的性质相近，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，远距离进行微波通信，需要通过地面的微波中继站进行传播。
通信卫星实际上就是一微波中继站。
3.地球同步通信卫星：
至少3颗
（1）在赤道平面上;
（2）高度一定3.6*107m
（3）自西向东
（4）周期24小时
考点/易错点2、光纤通信
光纤通信：
光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种方式。
光导纤维是指那些能够传输信号的极其纤细的物质，由多根光导纤维制成的传输光信号的传输线称为光缆。
图17–4
如图17-4所示，光通过光导纤维的内壁多次
反射，可以把光传输到远方。
考点/易错点3、互联网
信息高速公路的主干线——互联网：
现代“信息高速公路”是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。
信息高速公路的主干线是互联网。
互联网是把大量计算机组成的通信网络（采用金属导线、光缆、通信卫星等各种手段结在一起），互联网是世界上最大的计算机网络，能高速地传输大量信息，使用最频繁的发送和接收电子函件，召开分散于世界各地有关人员的视频会议等。
互联网最大的优点是能共享互联网上的各种信息资源。
三、例题精析
【例题1】
【题干】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36000km。
请你估算延迟的时间。
为什么打市内电话时没有这种延迟？
【答案】信号从射向卫星到从卫星返回到地面的时间，即为延迟时间：
t===0.24s。
由于电磁波传播的速度很快，市内电话之间的距离近，电磁波传播造成的延迟时间太短，人们根本感觉不到。
【解析】无线电波传送信号的速度为c=3.0×108m/s。
打长途电话时，信号从地面射向卫星又从卫星返回到地面，由于路程较长，即使是光速，也需要一定的时间，因此会感到对方的反应有些延迟。
在估算信号的延迟时间时，信号经过的路程应为人造卫星与地球距离的2倍。
【例题2】
【题干】“信息高速公路”是_通信、通信等高速、大容量信息传输通道的俗称。
【答案】卫星；光纤
【解析】现代的通信方式包括：
微波通信、卫星通信、光纤通信等，现在的信息高速公路就是指这些通信,现代“信息高速公路”是卫星通信和光纤通信等高速、大容量信息传输通道的俗称.
【例题3】
【题干】现在的移动电话（俗称手机）使用的是微波，由于微波基本沿_________传播，所以，要实现远距离通信，必须有__________和地面中继站的配合。
【答案】直线；通信卫星
【解析】由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等．因此，人们用地球同步通信卫星作中继站．目前，用3颗同步卫星就可以覆盖全球。
【例题4】
【题干】“远望”号航天测量船，通过发射和接受一种波，对“嫦娥一号”进行跟踪、测量与控制。
这种波是（）
A红外线B紫外线C超声波D微波
【答案】D
【解析】主要考查学生对：
电电磁波、超声波、红外线、微波的应用的理解和掌握．是中招的热点.
A、红外线的主要应用是电视机、空调的遥控器．故A不正确．
B、紫外线用来杀毒消菌．故B不正确．
C、超声波是声波，不能携带电磁波信号．故C不正确．
D、微波是电磁波，跟踪、测控就是利用了它．故D正确．
四、课堂运用
【基础】
1.一些计算机比较集中的地区或单位，可以把计算机相互连接起来形成一个“网”，这些相对小的网还可以再相互连接，形成一个全国甚至是世界性的大网，这就是通常说的______________。
【答案】互联网
【解析】本题考查我们对于网络通信的了解，考查的方式比较直接，是一道基础题．因特网是世界上最大的计算机网络，英文名字叫Internet，因特网最大的作用是做到了信息资源的共享，除了收发电子邮件外，我们还可以从网上看到不断更新的新闻，查到所需的各种资料．互联网是通过通信线路（常见的是光缆和通信卫星）和电磁波，将全国各地的计算机网络连接起来．
2.电磁波在真空中的传播速度为m/s，波长为38.5m的无线电波，它的频率____Hz=_______MHz。
【答案】3×108；7.8×106；7.8
【解析】此题考查了电磁波的传播速度和波速、波长和频率的关系，是一道基础题．容易出现错误的是频率单位的换算，需要引起学生的注意．
可见光就是电磁波的一种，各种频率的电磁波的传播速度是相同的，都等于光速；
根据电磁波的波长、频率和波速的关系f=求出无线电波的频率（无线电波也是一种电磁波）．电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度是相同的，c=3×108m/s；
波速=波长×频率，即：
c=λf，波长为38.5m的无线电波的频率f===7.8×106Hz=7.8MHz．
【巩固】
3.电话的听筒主要应用了电流的（）
A.热效应B.化学效应C.磁效应D.三种效应都有
【答案】C
【解析】本题主要考查学生对电话听筒原理的了解和掌握，是一道基础题。
电话的听筒是利用通电线圈在磁场中受到力的作用带动音膜振动而发出声音，把变化的电流转化为声音信号，是利用电流的磁效应工作的．
【拔高】
4.小明同学在学习了光纤通信后对激光产生了浓厚的兴趣，他上网查找了一些关于激光的应用，如：
①用激光做“光刀”切除肿瘤；②激光雷达测距离及跟踪；③用强激光破坏敌人的飞行器；④VCD、CD、计算机的光盘记录信息；⑤用激光焊接金属；⑥激光通信。
这些应用是利用了激光的哪些特点呢？
试在所述激光的特点后面填写（只填序号）。
（1）激光频率单一：
_________________________________
（2）激光方向集中，也就是平行度好：
________________________________
（3）激光平行度好，可以会聚到很小的一点：
__________________________
（4）激光亮度高，能量大：
____________________________
【答案】：
（1）④⑥；
（2）②；（3）①；（4）③⑤．
【解析】此题考查的是激光的特点及其应用，属于科普知识，平时要注意积累．激光具有普通光所不具有的特点，可概括为三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）．
（1）激光频率单一，具体应用是：
VCD、CD、计算机的光盘记录信息；激光通信；
（2）激光方向集中，也就是平行度好，应用于雷达测距离及跟踪；
（3）激光平行度好，可以会聚到很小的一点，应用：
用激光做“光刀”切除肿瘤；
（4）激光亮度高，能量大，应用是：
用强激光破坏敌人的飞行器；焊接金属．
五、课堂小结
一、现代通信方式：
1.卫星通信――微波
2.光纤通信――激光
3.互联网络
二、通信卫星轨道要求：
1.在赤道的正上方
2.供地球转动周期是24h
3.要实现全球同步转播需要三颗互成120°的通信卫星
三、光纤通信：
1．原理：
光的反射
2．优点：
容量极大、能耗极少、抗腐蚀、抗干扰、通信质量高
四、因特网用途：
信息资源全球共享、发送电子邮件、远程教育、大型电子会议、远程录取
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