人教版九年级物理下册：第21章第4节 越来越宽的信息之路（导学案）

第4节越来越宽的信息之路55课题越来越宽的信息之路课型新授课教学目标知识与技能1.常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信.2.通过教学使学生了解：为什么要用微波通信？如何实现微波通信？了解微波性质接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射的特性，了解微波传播过程中的一些缺陷以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补.3.了解光纤通信的原理和优点.4.了解网络通信的发展过程和优点，掌握收发电子邮件的方法.过程与方法通过了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的知识，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力.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.教学重点了解现代通信知识.教具准备多媒体课件、视频资源、光纤等.教学难点微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理.教学课时1.5课时课前预习1.微波通信：微波的波长在10m到1mm之间，频率在30MHz到3×105MHz之间，一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话．2.卫星通信：卫星通信是指利用卫星做中继站的微波通信方式．3.光纤通信：光纤通信是指利用频率更高的激光进行信息传递．4.网络通信：目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件．巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程，那么电视和无线电广播相比，在相同的时间内哪个传输的信息多？大家请看屏幕（多媒体机播放视频）.生1：电视传输的信息比无线电广播多.生2：电视除能通过声音得到信息，还可以通过图象得到大量信息.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.因此，几十年来，无线电通信，电视广播等所用的频率越来越高，我们可以形象地说，信息之路越来越宽了.这就是我们今天所要讨论的课题.课外拓展：微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特征.对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收，对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热，而对金属类东西，则会反射微波.5 进行新课一微波通信1.频率宽泛，容量大问题：为什么要用微波通信呢？大家阅读课本，回答问题.生：微波（microwave）的波长在10m~1mm之间，频率在30MHz~3×105MHz之间，比中波和短波的频率更高，它可以同时开通几千、几万路电话，所以传输的信息更多.2.直线传播损失大，需要中继站微波沿直线传播不能绕射，因此衰减很快，要使它传向远方，必须建设中继站，像接力赛那样，一站一站地向外传播.举例：移动、联通通信网络各自都有自己的中继塔，就是想让信号传递到人们活动的各个角落.问题：高山、大洋中无法建设中继站，怎么办呢？能不能利用地球的卫星——月亮进行微波中继通信呢？需要在高处悬挂一个中继站.月亮能做中继站，但是用月亮作为中继站不好.虽然月亮可以反射微波，但它离我们太远了，信号衰减，时间延迟.况且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.所以用月亮作为中继站，信号不好，还可能有时接收不到信号.现在，人类发明了人造卫星，实现了卫星通信的梦想.二卫星通信1.问题：做中继站的卫星可以随便移动吗？卫星如果相对地球静止，这样的卫星叫做地球同步卫星.（做中继站的卫星是地球同步卫星，相对地球静止，不随便移动的.）大家看屏幕，多媒体播放视频“人造卫星”.2.卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成.看书了解地面接收站的天线形状和朝向.3.全球通信只需要三颗卫星（如图）通信卫星就像一个无人值班的空中微波中继站，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.三光纤通信师：我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速，实际上光也是一种电磁波，与微波相比，光的频率更高，如果用光来通信，这条“高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍.这就是光纤通信，请看屏幕（用多媒体播放光纤通信资料），通过讨论说出你对光纤通信的了解.备课笔记小组问题探讨：分析一下微波通信、卫星通信、光纤通信之间的联系与区别.课外拓展：卫星通信系统卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成.卫星端在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一个地面站，卫星星体又包括两大子系统：星载设备和卫星母体.地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户也可以通过地面站出入卫星系统形成链路，地面站还包括地面卫星控制中心，及其跟踪、遥测和指令站.用户端即是各种用户终端.5 学生讨论，回答.师：光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输.光纤通信的通信容量大，通信质量高，保密性好.光能沿弯曲的玻璃丝传播，观察演示（如图）.把大塑料瓶用不透光的纸包上，瓶的侧壁开个小孔，在塑料瓶内盛满水，水中有一个光源，观察水流中的光.生1：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.生2：这个实验说明光可以沿弯弯的水流传播，也可以沿玻璃丝传播,不管玻璃丝怎样弯曲都可以传播.师：光纤通信发展非常快，一些发达国家已经建立了跨越海底的光缆通信网络，我们国家也在大力发展光纤通信，已经建立了纵横大城市之间的光缆通信系统.四网络通信师：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”.请大家看屏幕（多媒体播放网络通信），了解网络通信.1.世界上最大的计算机网络叫做因特网（Internet），这样就能做到资源共享.2.在因特网上可以收发电子邮件（E-mail），还可以查阅资料，看新闻、购物、和朋友聊天、进行远程教育、远程医疗等等.3.电子邮件的传递方式是教学板书课堂小结本节我们学习了微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信的知识.知识拓展：光纤通信所用的是激光.普通的光源夹杂许多不同波长（频率）的光，方向性差，如果用它作载波，就像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.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（laser)，才使光作为载波得以实现，用光进行通信成为现实.5 教材习题解答动手动脑学物理(P163)1.解答：已知电磁波要传播的距离是2×36000km，电磁波的传播速度3×108m/s，延迟的时间t=sv=2×36000km3×105km/s=0.24s.市内电话不需要卫星做中继站，相隔的距离比较近，需要的时间很短，故没有这种延迟.2.解答：电视利用了微波通信，北斗导航利用了卫星通信，宽带上网利用了光纤通信，发送电子邮件利用了网络通信.3.解答：难题解答【例】我们所说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解析：我们所说的信息之路越来越宽，应从两个方面来理解：其一，从信息的传递方式来说，传递信息的方式越来越多；其二，从传递的信息量上来说，我们所用的电磁波所能携带的信息量越来越大.答案：D易错提示：在理解“信息之路越来越宽”时容易只考虑一个方面，而忽略另外一个方面.科学链接：TCP是英文TransmissionControlProtocol的缩写，中文翻译为“传输控制通信协议”.IP则是InternetProtocol的缩写，中文翻译成“国际互联网通信协议”.5 布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。教学反思这节课的容量大，名词术语多，比较抽象，但所涉及的现象多与身边的事例有关，所以多结合身边的现象来分析就不难理解了.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：5