资源简介

(共22张PPT)
第十九章 电磁波与信息时代
19.2 广播电视与通信
学习目标
1．科学观念：理解各类通信方式中电磁波的作用，明确信号“发射—传输—接收”的基本流程；
2．科学思维：对比不同通信方式的特点与应用场景，梳理电磁波在通信中的核心逻辑；
3．科学探究：通过分析教材图示，拆解通信信号传递过程，提升逻辑分析能力；
4．科学态度与责任：感受我国5G、北斗系统的科技成就，激发民族自豪感，树立科技探索意识。
重点难点
1．掌握无线电广播、电视的信号传递过程；
2．理解移动通信的基站转接原理；
3．了解卫星通信的覆盖特点及北斗系统的应用。
1．解释“调制”“调谐”“检波”在广播信号传递中的作用；
2．理解同步卫星实现全球通信的原理；
3．区分不同通信方式的技术优势与适用场景。
早晨打开收音机听新闻，用手机刷视频、和同学通话，晚上在家看电视节目，周末用导航软件出行——这些日常场景都离不开广播电视与通信技术。而支撑这一切的核心，正是我们上节课学习的电磁波。从本地广播到跨洋通话，从地面电视到卫星导航，电磁波如何精准传递声音、图像和位置信息？
情景引入
01
CONTENTS
无线电广播和电视
探究新知
02
移动通信和5G
03
卫星通信
PART ONE
无线电广播和电视
核心逻辑
无线电广播——声音信号的电磁波传递
声音信号→电信号→电磁波发射→电磁波接收→声音还原
信号传递四步骤
步骤1：信号转换（播音室）
话筒将声音信号转变成电信号（音频信号），音频信号频率低，无法直接通过电磁波发射。
步骤2：信号调制（控制室）
将音频信号加载到高频电流上，形成调制信号——高频电流能携带音频信号远距离传播（教材核心原理）。
步骤3：发射与传播
放大后的调制信号通过天线发射，以电磁波形式在空气中传播
步骤4：接收与还原（收音机）
a.调谐：转动收音机旋钮，选择特定频率的电磁波（对应电台）；
b.检波：从调制信号中提取音频信号并放大；
c.还原：扬声器将音频信号转变成声音，完成传播闭环。
收音机波段参数
无线电广播——声音信号的电磁波传递
中波（MW）：频率300~3000kHz，波长1000~100m；
短波（SW）：频率3~30MHz，波长100!10m。
核心逻辑
电视——声像信号的同步传递
图像+声音信号→电信号→电磁波发射→接收还原
信号传递过程（教材步骤）
步骤1：信号采集（演播室）
摄像机拍摄画面（转换为视频信号），话筒录制声音（转换为音频信号），同步获取声像电信号。
步骤2：信号处理与发射
选取、切换不同画面制作节目，将视频信号和音频信号加载到高频电流上，通过电视塔天线发射电磁波。
步骤3：接收与还原（电视机）
电视机接收电磁波后，分离出视频信号和音频信号，分别输送到显示屏（还原图像）和扬声器（还原声音），实现声像同步呈现。
电视——声像信号的同步传递
电视与无线电广播的异同
相同点：均以电磁波为载体，需经过“调制—发射—接收—还原”流程；
不同点：电视需同时传递视频和音频两种信号，技术更复杂，对电磁波的带宽要求更高。
PART TWO
移动通信和5G
移动通信与5G——随时随地的通信
1．移动通信原理
手机的双重角色：既是无线电发射台（发射语音电信号），也是无线电接收台（捕获对方信号）。
基站的关键作用：手机体积小、发射功率低、灵敏度有限，需通过基站转接通话：
手机→最近基站A（发送电磁波信号）；
基站A通过交换机→覆盖对方手机的基站B；
基站B→对方手机（发送电磁波信号）；
对方手机将电信号还原为语音，完成通话。
蜂窝网络布局：基站按蜂窝状排布，实现更大范围的信号覆盖。
移动通信与5G——随时随地的通信
2．5G技术
定义：第五代移动通信技术，我国已建成全球规模最大的5G网络；
核心优势：下载速度快、延时短（即时交流如面对面）、信息通道大（人流密集处可顺畅使用）；
应用价值：融入多项国民经济，促进数字经济发展。
PART THREE
卫星通信
卫星通信与北斗系统
1．卫星通信原理
核心设备：同步卫星
环绕地球转动，周期与地球自转周期相同（相对地面静止）；在赤道上空均匀放置三颗同步卫星，其微波信号可覆盖全球。
传递流程
地面中继站→同步卫星（接收并处理微波信号）→其他地面中继站→通信控制中心→用户终端，实现远距离通信。
技术优势
覆盖面大、通信距离长、不受环境限制。
北斗卫星导航系统（BDS，教材STSE内容）
活动步骤与分析
发展历程
2000年北斗一号（服务中国）→2012年北斗二号（服务亚太）→2020年北斗三号（服务全球）→2035年建设综合时空体系。
核心功能
全球范围内全天候、全天时提供高精度定位（分米/厘米级）、导航、授时服务（测速精度优于0.1m/s，授时精度优于10ns）。
应用场景
水利水电、海洋渔业、交通运输、气象观察、国土测绘、减灾救灾、日常导航（电子地图）等，日定位量超2100亿次，应用于全球半数以上国家和地区。
课堂小结
布置作业
1．如图所示，扬州农科所的专家研发了一种“西瓜测熟计”仪器。长约12厘米、宽约5厘米、厚约3厘米，内装芯片，上设一显示屏，下端两个铁片组成V形卡槽，在仪器上还有一根10余厘米长的细线，另一头是一个直径约3厘米的塑料“小碗”。 判断西瓜的生熟时，只要用卡槽（图中两铁片）固定西瓜，然后把“小碗”扣在上面，对西瓜轻敲大约5s左右显示器就能显示结果。其依据是（ ）
A．敲击西瓜产生的声音是由空气振动产生
B．卡槽固定西瓜，小碗扣在上面是为了收集声波，减小声音的分散，增大响度
C．该仪器判断西瓜的生熟是根据振动发出声音的音色判断
D．该仪器把声信号转换成电信号与电话的听筒原理相同
【答案】C
【答案】C
2．下列有关电话机叙述中正确的是（ ）
A．听筒是将声信号转变成电信号
B．话筒是将电信号转变成声信号
C．听筒内部是利用电磁铁来工作的
D．话筒是利用电磁铁的原理来工作的
3．关于信息传递，下列说法正确的是（　　）
A．一条光导纤维只能传输一条信息
B．5G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
【答案】D
4．2020年6月23日，我国“北斗三号”的第三颗地球同步轨道卫星发射成功。利用卫星来发射和接收______波（选填“电磁”或“超声”）信号，可为多个领域提供服务。卫星集成电路中的二极管和三极管，是用______ （选填“半导体”或“超导”）材料制成的。
【答案】电磁 半导体
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