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卫星通信和光纤通信
九年级全册第二十一章第3节
波
磁
电
及
其
应
用
目标展示
卫星和光纤通信
物理观念
初步了解卫星通信和光纤通信的原理，能解释有关现象
科学思维
通过阅读卫星通信和光纤通信的相关材料进行学习，发展通过阅读提取重要信息、分析、归纳的能力
科学探究
经历水流导光的实验过程，发展科学探究能力
科学态度与责任
了解通信方式的变革为人类生活带来的便利，体会物理学对社会发展的促进作用
新课导入
问题
在无线电波中，微波的波长较短，频率较高。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。我们怎样才能把微波信号传递到远方呢？
新课讲授
卫星通信
一
微波通信
微波的波长在10m～1mm之间，频率为30MHz～3×105MHz之间
微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此，每隔50km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。
新课讲授
卫星通信
一
想想议议
在遇到雪山、大洋等根本无法建设中继站的情况时，又该怎么办？能不能利用地球的卫星——月球进行微波中继通信呢？
月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了——38万千米！信号衰减、时间延迟，而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。
新课讲授
卫星通信
一
卫星通信
用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫做卫星通信。
新课讲授
卫星通信
一
同步卫星
通信卫星大多是相对地球静止的同步卫星，地球同步卫星距离地球约36000km，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。
地球同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫作“同步”卫星。
新课讲授
卫星通信
一
同步卫星
在地球的周围均匀地配置3颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。
新课讲授
卫星通信
一
卫星通信原理
利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。
新课讲授
卫星通信
一
卫星通信的应用
利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。
例如，北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
新课讲授
光纤通信
二
光纤通信
激光的特点：1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。
光纤通信：物理学家提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的梦想得以实现。
光导纤维：通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（简称光纤）里传播，光纤是一种非常细的玻璃丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰。
水流导光
演示
新课讲授
光纤通信
二
光导纤维传光原理
如图所示，在塑料瓶的一侧开个小孔，塑料瓶内盛水，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，你会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。
传光原理：光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
新课讲授
光纤通信
二
光缆
光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常将数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。
新课讲授
光纤通信
二
光纤通信的优点
传输频带极宽，通信容量很大；
光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
新课讲授
光纤通信
二
光纤通信技术的发展
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的。
1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。
1960年，美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，制成了世界上第一台红宝石激光器。
新课讲授
光纤通信
二
光纤通信技术的发展
我国光缆通信的发展十分迅速，目前光缆可以通达所有地区，而且还与其他国家合作修建了跨越太平洋的海底光缆。随着互联网的进一步发展，移动通信网络的建设，物联网等新应用的不断涌现，光纤通信将迎来更广阔的发展空间。
新课讲授
激光的应用
科学世界
课堂小结
卫星通信和光纤通信
卫星通信
微波：波长在 10m～1mm 之间，频率在 30MHz～3×10 MHz 之间。大致沿直线传播。
微波通信：利用微波中继站传递信号
卫星通信：利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式
卫星通信的组成：同步通信卫星、地面站
光纤通信
①激光的特点：频率单一、方向高度集中；方向性好，亮度高
②激光的应用：光纤通信；激光测距雷达；激光切割晶片；切除肿瘤；激光武器等
1.如图所示，降落在月球背面的嫦娥四号登月探测器，借助鹊桥中继卫星向地球传送信息。利用的是（　　）
A．次声波 B．无线电波
C．红外线 D．超声波
2.关于光纤通信，下列说法中正确的是（ ）
A．载有信息的激光在光缆的内壁上不断地发生光的折射，把信息从一端传到了光缆的另一端
B．用于通信的激光是在空中传播的
C．光在光导纤维中的传播是直线传播
D．光纤通信要比短波、微波通信容量更宽
达标检测
B
D
3.北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System）是我国自主发展、独立运行的卫星导航系统。从2018年12月26日开始提供全球服务，标志着北斗卫星导航系统正式迈入全球时代。如图所示的北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。在北斗卫星导航系统中，下列说法错误的是（　　）
A.各部分间利用超声波进行信息传递
B.太阳能帆板是卫星的主要电源之一
C.静止轨道卫星相对于地球是静止的
D.导航定位信号的传播速度等于光速
达标检测
A
作业布置
下 课
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