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21.4 越来越宽的信息之路
人教版物理九年级全册第二十一章
【学习目标】
1.了解无线电广播、电视和移动电话的大致工作过程。
2.常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信。
3.通过学习现代通信知识,了解科技为人类带来的便利,提高学习科学的兴趣。
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？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，我们可以形象地说：信息之路越来越宽了。
整体认知：
我们的生活中已经离不开广播、电视和移动电话， 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
1.微波的波长为10m~1mm，频率为30MHz~3×105MHz。
知识讲解
波段 波长λ/m 频率ν/kHz 主要用途
长波 3000~30000 10~100 超远程无线电通信和导航
中波 200~3000 100~1500 调幅(AM)无线电广播、电报
中短波 50~200 1500~6000 短波 10~50 6000~30000 微波 米波 1~10 3×104~3×105 调频(FM)无线电广播、电视、导航
分米波 0.1~1 3×105~3×106 移动通信、电视、雷达、导航
厘米波 0.01~0.1 3×106~3×107 毫米波 0.001~0.01 3×107~3×108 无线电波的不同波段及主要用途
频率更高
微波通信
2.微波中继站
知识讲解
微波中继通信示意图
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。
提出问题：
高山、大洋中无法建设中继站，怎么办呢？
不能！月球离我们太远了，信号会衰减、时间会延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点的通信。
提出问题：
能不能利用月球做中继站，实现微波通信呢？
知识讲解
微波通信
知识讲解
卫星通信
1.可以用通信卫星做微波中继站。
2.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星。
同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期(24h)相同，所以叫做“同步”卫星。从地面上看，它好像悬挂在空中静止不动。
知识讲解
卫星通信
3.用三颗同步卫星就可以实现全球通信。
用三颗同步卫星就可以实现全球通信
卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。通信卫星从一个地面站接收到电信号，信号经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。
知识讲解
卫星通信
碟形天线用来
接收来自卫星的信号
我国建立的
北斗卫星定位系统
知识讲解
光纤通信
光是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。
普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光。
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。
1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的幻想得以实现。
知识讲解
光纤通信
甲 光导纤维
内芯
外套
乙 光在光导纤维中的传播
光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常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。
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。
知识讲解
网络通信
请阅读课本第161-162页关于网络通信的内容，结合生活经验，回答以下问题：
1.平常说的“上网”是什么意思？
2.电子邮件的传送方式是怎样的？
3.你的电子邮箱地址是什么？它的服务器名叫什么？
4.请说说你对因特网的理解。
5.你在日常生活中常利用网络来做什么？
例1. 北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统，已经初步具备区域导航、定位和授时功能。完全建成后可在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具有短报文通信功能。下列关于北斗导航卫星系统说法正确的是 （　　）
A．北斗卫星导航系统传送信息的速度与光速相同
B．北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传送信息
C．北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航
D．北斗卫星导航系统现已全面建成
A
例2. 下列关于地球同步通信卫星的说法中错误的是 （　 ）
A．同步卫星处于平衡状态
B．同步卫星的机械能守恒
C．同步卫星相对于地面静止
D．同步卫星使用微波进行通信
A
例3.【多选】关于信息和材料在生活中的应用，下列说法正确的是 （　　）
A．倒车雷达是利用次声波传递信息的
B．利用半导体材料可以制作二极管
C．“北斗”卫星导航是利用电磁波传递信息的
D．光纤具有抗干扰、信号衰减小的特点，光纤通信是
依靠激光折射传递信息的
BC
例1.（2018·烟台）“北斗”卫星是中国自行研制的通信系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度、高可靠性的定位、导航等服务，该系统在传递信息的过程中主要依靠（ ）
A．声波 B．超声波
C．次声波 D．电磁波
D
例2.（2019 绵阳）下列各种活动中，能通过互联网做到的是（　　）
A．传送网购的运动鞋
B．远程学习物理课程
C．输送发电厂的电能
D．传输纸质信件
B
例3.（2019 巴中）下列关于电磁波和信息技术说法正确的是（　 ）
A．由华为主导的5G技术不是利用电磁波进行信息传输的
B．北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的
C．电磁波只能传递信息不能传递能量
D．不同频率的电磁波在真空中传播速度不相同
B
课堂小结
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__________，
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__________来弥补。
3．网络通信的发展过程，掌握发电子邮件的方法。
直线传播
卫星通信

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