初中物理第四节 越来越宽的信息之路教案

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初中物理第四节 越来越宽的信息之路教案

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  • 典型例题

    教案示例

    第四节  越来越宽的信息之路

    教学目标

    一、知识与技能

      常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。

    二、过程与方法

      通过了解卫星通信、光纤通信、网络通信的知识,提高学生应用物理知识解决实际问题的能力。

    三、情感、态度和价值观

      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。

    教学难点:了解现代通信知识。

    教学过程

    一、引入新课

      上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程。那么电视广播和声音广播相比,在相同的时间内哪个传输的信息多?

      电视除能通过声音得到信息,还可以看到它的周围环境、色彩、天气等等信息。信息理论表明,作为载体的无线电波频率越高,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。微波通信已走入了我们的生活,为什么要用微波通信?大家阅读课本,并回答问题。

    二、新课学习

    第四节  越来越宽的信息之路

    (一)微波通信

      微波(microwave)的波长在10m1mm之间,频率在30MHz3×105MHz之间,比中波和短波的频率更高,可以传输更多的信息。微波的性质更接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地面绕射,因此需每隔50km左右就建一个微波中继站。微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后,再发射到下一站,这就像接力赛跑一样,一站传一站,通过很多中继站,可以把信息传递到远方。

      能否用月亮——地球的卫星作为中继站,实现微波通信?大家讨论。用月亮作为中继站好不好?因为月亮可以反射微波,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。

      那么人造卫星做中继站可以吗?说出你了解的卫星通信的知识。

    (二)卫星通信

      播放视频:卫星通信——由北京财经电子音像出版社提供

      卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。在地球的周围均匀地配置三颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信。

      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。

      人类自从用了电磁波这一宇宙中最快的速度进行通信以后,不断地向前发展。现代信息社会中,我们需要交流越来越多的信息,这就需要把这一信息之路修得越来越宽。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。但如何实现这一目的呢?

    (三)光纤通信

      播放视频:光纤——由北京华夏博新教育软件有限公司提供

      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。

      通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维(optical fiber)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。光缆是数条光纤敷上保护层,制成多芯光缆。光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输。光纤通信,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。

      把大塑料瓶用不透光的纸包上,瓶的侧壁开个小孔,塑料瓶内盛满水,水中有一个光源,观察水流时的光。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。

      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。请同学们阅读STS“我国光缆通信的发展”。学生们阅读、教师巡回并与学生探讨。

      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”。看屏幕(微机播放网络通信)了解网络通信。

    (四)网络通信

      播放视频:网络通信——由北京华夏博新教育软件有限公司提供

      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。

      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。

      电子邮件的传递方式是

      网络通信在传播信息中越来越快捷方便。请同学们阅读科学世界“激光的应用”。

    三、小结

      本节我们了解了微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的知识。

    四、布置作业

    动手动脑学物理:①②③[参考答案]

      1.延迟时间是0.24s。由于电磁波的传播速度太快,市内电话相互之间的距离近,电磁波传播造成的延迟时间太短,人们根本感觉不到。

      2.波长最短的红外线的频率大约相当于电视广播第二频道频率的1×107倍。

      3.

    五、板书设计

    第四节  越来越宽的信息之路

      (一)微波通信

      (二)卫星通信

      (三)光纤通信

      (四)网络通信