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第二十一章 信息的传递
第3节 卫星通信和光纤通信
人教版 物理 九年级 下册
讲五分钟的故事和放映五分钟的电影，两者所传递的信息量是不一样的，五分钟的语言只能简单描述人的相貌、衣着和事件的梗概；而五分钟的电影，除此之外还能展现故事地点的山川和天气、人物衣服的质地和颜色、主人公的容貌和嗓音等许许多多细节。因此，电视广播与声音广播相比，在相同时间内要传送更多的信息。
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。
1.常识性了解卫星通信、光纤通信。
2.通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学科学的兴趣。
微波信号的波长在10m ～1mm之间；
微波信号的频率在30MHz ～3×105 MHz之间。
一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
知识点 1
微波通信
微波几乎沿直线传播，不能沿地球表面绕射，需建设中继站。
微波中继通信示意图
微波中继站的架设会受到地形、距离等影响，对架设带来不便。
微波通信
月球离我们太远，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。
解决方案：
人造卫星通信
想一想：能否用月亮做中继站，实现微波通信？
通信卫星大多相对地球“静止”——地球静止卫星。
三颗地球静止卫星可以实现全球通信
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
知识点 2
卫星通信
点击图片演示同步卫星全球通信
1.具有无缝覆盖、覆盖面广、通信距离长、通信线路稳定、通信频带宽、容量大等特点。
2.地面站安装简单、快捷，更便于卫星通信的应用。
卫星通信的特点
3.缺点：时延较大，静止轨道卫星的传输时延可达270ms，中、低轨道卫星的传输时延较小些，小于100ms。
1.陆地应用：如车辆自主导航、车辆跟踪监控、车辆智能信息系统、车联网应用、铁路运营监控等；
2.航海应用：如远洋运输、内河航运、船舶停泊与入坞等；
3.航空应用：如航路导航、机场场面监控、精密进近等。随着交通的发展，高精度应用需求加速释放。
中国北斗卫星导航系统
1. 许多城市的公交车安装了GPS系统，通过GPS系统可显示汽车的行驶方向、车速、所在位置等信息。GPS系统与卫星之间实现信号传输是通过（ ）
A．激光　　　　　　　　 B．红外线
C．紫外线 D．电磁波
D
光是比微波频率高得多的电磁波。
光通信的“高速公路”更宽广。
利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。
1960年美国科学家________制成了世界第一台________激光器，它能产生_______单一、方向__________的光，称为激光。
梅曼
红宝石
频率
高度集中
知识点 3
光纤通信
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的。
1966年，物理学家首次利用无线电波通信的原理，提出了低损耗（20db/km）的光导纤维（简称光纤）的概念。
1970年，康宁公司首次研制成功损耗为20db/km的石英光纤，它是一种理想的传输介质。
1970年，贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器（LD）。从此，开始了光纤通信迅速发展的时代。
光纤通讯技术简介
各种光导纤维
说明光不但能沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播。
光在光导纤维中的传播
点击观看
光沿水流传播
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，这样就能把它携带的信息传到远方。
电话机
电视摄像机
电
端
机
光
端
机
电话机
电视接收机
电
端
机
光
端
机
光缆
信息发送端
信息接收端
光纤通信的实施
光纤通信的优点
（1）传输频带极宽，通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）频率稳定，信号传输质量高；
（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。
2. 光纤通信传输信息的载体是（ ）
A．电流 B．超声波
C．无线电波 D．光波
D
1.（烟台中考）“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
连接中考
D
连接中考
2.（绵阳中考）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
连接中考
3.（凉山中考）下列说法错误的是（ ）
A.手机5G通讯技术是利用电磁波传递信息的
B.光纤通信是光在光导纤维中多次反射传递信息
C.“北斗三号”导航系统最后一颗组网卫星是一颗地球同步通讯卫星，以地球为参照物，它是运动的
D.新能源光伏发电技术是利用太阳能电池把太阳能转化为电能
C
1. 北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星定位与通信系统，已面向全球用户提供全天候、全天时的高精度定位服务。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．北斗卫星导航系统还未建成
A
基础巩固题
2. 关于信息传递，下列说法正确的是（ ）
A.一条光纤只能传输一条信息
B5G网络通信必须通过光导纤维来传输信息
C.用数字信号传输图像信息比模拟信号容易失真
D.“北斗”卫星定位系统可提供全天候即时定位服务
D
基础巩固题
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
基础巩固题
地球静止卫星是在离地面高度为3.6×107m，绕地心转动的圆轨道（同步轨道）上运行的卫星，运行周期跟地球自转周期相同。
（1）同步通信卫星绕地球运行时_____（选填“受”或“不受”）地球的引力，其运行周期是_______h。地球静止卫星相对于地面的建筑物是_______的，_____颗地球静止卫星基本可以实现全球通信。
24
受
静止
3
能力提升题
地球静止卫星是在离地面高度为3.6×107m，绕地心转动的圆轨道（同步轨道）上运行的卫星，运行周期跟地球自转周期相同。
（2）理论和实践表明，质量不同的地球静止卫星都以相同的速度在同步轨道上运行，若地球静止卫星上的天线脱落，天线_______（选填“仍然”或“不会”）在同步轨道上运行。
（3）地面上的甲、乙两人用卫星电话通过地球静止卫星联系，从甲发出信号到他收到乙自动回复的信号至少需要_______s。
0.48
仍然
能力提升题
电磁波频率越高，相同时间内传输的信息就越多。通信频率越来越高，信息之路越来越宽。
　　卫星通信、光纤通信。
作业
内容
教材作业
完成课后“练习与应用”
自主安排
配套练习册练习

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