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21.4 越来越宽的信息之路
【学习目标】
1．常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。
2．了解为什么要用微波通信？如何实现微波通信？了解微波通信的特点。
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，掌握发电子邮件的方法。
【教学重难点】
重点：卫星通信、光纤通信、网络通信等方面的有关知识。
难点：通信方式的发展过程和网络通信的优点。
【教学方法】演示法、讨论法。
【教学过程】
（一）新课导入：
同学们思考：收音机和电视播报天气预报时，声音广播和电视相比，在相同的时间内哪个传输的信息多？根据学生的回答，教师总结：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。
（二）新课讲授：
(一)微波通信
引导学生阅读课本P158“微波通信”的内容，学习有关的知识。
教师利用多媒体展示如下问题：
(1)微波的波长、频率在什么范围？
(2)微波通信有什么优点？有什么缺点？为什么？
小组内讨论交流，找出问题的答案：
(1)波长在10 m～1 mm之间，频率在30 MHz～3×105 MHz之间。
(2)优点：一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
缺点：必须每隔50 km左右就要设一个微波中继站。
教师顺势提问：
1．为什么需要建立微波中继站，它起到什么作用？
2．信号传输的越远，中继站就越多，而遇到雪山、海洋又无法建设，怎么办？能在月球上建中继站吗？(如教材图21.4－2)
学生自主阅读教材内容，分析讨论得出：
1．因为微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，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。
2．在太空建立中继站。月亮可以做中继站，但是用月亮作为中继站不好。虽然月亮可以反射微波，且它离我们太远了，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．所以用月亮作为中继站，信号不好，有时还可能接收不到信号。
(二)卫星通信
引导学生阅读课本P159“卫星通信”的内容，学习有关的知识。
教师引导：人造卫星做中继站可以吗？
学生根据了解的卫星通信的知识，讨论分析共同总结：
(1)卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。
(2)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。(如教材图21.4－5)
(3)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。
(4)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。
全球定位系统(GPS)。
教师介绍：GPS接收器在飞机、船只、甚至轿车中得到越来越广的应用。在轿车中，你可以把你的目的地输入到计算机中，然后利用GPS系统指挥轿车行驶。轿车中的计算机甚至可以发出声音告诉驾驶员什么时候向右转，什么时候向左转。
简介：中国建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的即时定位服务。
(三)光纤通信
演示实验：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，水面的上方放一个发光的手电筒，当水从小孔流出时，观察光随着弯弯的水流照到地面，在地面上产生一个光斑。
学生认真观察实验现象，并阅读课本P160“光纤通信”的内容。
教师利用多媒体出示以下几个问题：
1．光纤通信为什么用激光？
2．激光在光导纤维里是如何传播的？
学生以小组为单位，讨论得出问题的答案：
1．普通的光源夹杂了许多不同频率的光，难以携带信息。激光是频率单一、方向高度集中的光。
2.激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。
教师介绍：为了减少传输损耗，我们现在用高纯度的石英玻璃制成光导纤维(如教材图21.4－7甲)来传递光信号。光纤也可以像电缆一样做成多芯的光缆。光在光导纤维中传输损耗小(如教材图2l.4－7乙)，可长距离传输。光纤通信的通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量。
甲　　　　　　　 　 　乙
(四)网络通信
教师提出问题：利用网络，你能做什么？
学生举例：计算机可以在线玩游戏，可以看时事新闻，可以发电子邮件，可以搜寻各种信息，还可以购物，和朋友聊天，进行远程教育，远程医疗等等。
学生阅读课本P161内容，了解电子邮件的传递方式：
师生共同了解网络通信：计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。计算机网络是用电缆或电话线、光缆、微波连接起来的一组计算机。计算机允许不同地方的人共同享受信息和软件。
师生形成共识：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。
（三）课堂练习：
1．关于光纤通信，小明同学曾思考这样的问题：在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中是沿直线传播的，激光通信信号怎样从一端传到另一端呢？后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中，终于明白了激光信号在光纤中(　　)
A．就像水流沿弯曲水管流动那样
B．就像电流沿弯曲导线传播那样
C．不断地经光纤壁反射而向前传播
D．不断地在光纤中折射而向前传播
2．在因特网上不能进行的是(　　)
A．查阅资料 B．看新闻
C．做手术 D．购物
【答案】1.C　2.C　
（四）课堂小结：
通过今天的学习你学到了什么？有什么成功的经验和收获？
1.卫星通信、光纤通信和网络通信的基本原理和优缺点。
2.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，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.网络通信的发展过程，掌握发电子邮件的方法。
（五）作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
第4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
【课后反思】
本节主要内容是了解应用微波通信是因为它的频率比较宽泛，容量大，但传输时的损耗也快，需要建立中继站，而高山、大洋处建中继站很困难，于是人们就想到了卫星通信，在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星就能实现全球通信;尽可能地让学生感受科技并不遥远，生活处处与物理相关。

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