越来越宽的信息之路

M 第四节越来越宽的信息之路 设计（一）
基本思路：教师指导学生利用网络资源自主学习讨论。
教学目标
(一)知识与技能
简述卫星通信、光纤通信、网络通信原理。
(二)过程与方法
培养寻找信息，分析、处理和利用信息的能力。
(三)情感态度价值观
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。
教学重点
了解现代通信知识。
教学难点
了解现代通信知识。
教学方法
讲解法、讨论法。
教具准备
微机、光纤棒。
课时安排
1课时
教学过程
一、创设情境、引入新课
[师]上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程。那么电视广播和声音广播相比，在相同的时间内哪个传输的信息多?看屏幕(微机播放)。
(学生们讨论)
[生甲](讨论得出)电视传播的信息比声音广播多。
[生乙]电视除能通过声音得到信息，还可以看到它的周围环境、色彩、天气等等信息。
[师]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。微波通信已走人了我们的生活，为什么要用微波通信?大家阅读课本，并回答问题。
二、进行新课
第四节 越来越宽的信息之路[板书]
(一)微波通信[板书]
[生甲]微波(microwave)的波长在10 m～1mm之间，频率在30 MHz～3×105MHz之间，比中波和短波的频率更高，可以传输更多的信息。
[生乙]微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地面绕射，因此需每隔50 km左右就建一个微波中继站。
[生丙]微波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，这就像接力赛跑一样，一站传一站，通过很多中继站，可以把信息传递到远方。
[师]能否用月亮——地球的卫星作为中继站，实现微波通信?大家讨论。
[生](经过讨论)能，但是用月亮作为中继站不好。因为月亮可以反射微波，但它离我们太远了，信号衰减，时间延迟。况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，还可能有时接收不到信号。
[师]那么人造卫星做中继站可以吗?说出你了解的卫星通信的知识。
(看屏幕，微机播放内容：人造卫星)
(二)卫星通信[板书]
[生甲]卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。
[生乙]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。
[生丙]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。
[生丁]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。
[师]人类自从用了电磁波这一宇宙中最快的速度进行通信以后，不断地向前发展。现代信息社会中，我们需要交流越来越多的信息，这就需要把这一信息之路修得越来越宽。我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速。实际上光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高，如果用光来通信，这条“高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍。但如何实现这一目的呢?看屏幕(微机播放光纤通信资料)，通过讨论说出你对光纤通信的了解。
(三)光纤通信[板书]
[生甲]普通的光源夹杂许多不同波长(频率)的光，方向性差。如果用它作载波，就像收音机同时接收到了许多频率节目，声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。
[生乙]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(1aser)，才使光作为载波得以实现，用光进行通信成为现实。
[生丙]通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维(optical fiber)里传播。
[生丁]光从光导纤维的一端射人，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。
[生戊]光导纤维是很细很细的玻璃丝，是用高纯度的石英玻璃拉制成的。
[生已]光缆是数条光纤敷上保护层，制成多芯光缆。
[师]光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信，通信容量大，通信质量高，保密性好。光能沿弯曲的玻璃丝传播，观察演示。
[演示]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，水中有一个光源，观察水流时的光。
[生甲]看到水从小孔流出时，光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。
[生乙]这个实验说明光可以沿弯弯的水流传播也可以沿玻璃丝传播，不管玻璃丝怎样弯曲都可以传播。
[师]光纤通信发展非常快，一些发达国家已经建立了跨越海底的光缆通信网络，我们国家也在大力发展光纤通信，已经建立了纵横大城市之间的光缆通信系统．请同学们阅读STS“我国光缆通信的发展”。
(学生们阅读、教师巡回并与学生探讨)
[师]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，全球信息网的建立，使人们通过一台联网的电脑，只要轻轻点击鼠标，就可以做到“秀才不出门，便知天下事”。看屏幕(微机播放网络通信)了解网络通信。
(四)网络通信[板书]
[生甲]世界上最大的计算机网络叫做因特网(Internet)，这样就能做到资源共享。
[生乙]在因特网上可以收发电子邮件(E—mail)，还可以查阅资料，看新闻、购物、和朋友聊天、进行远程教育、远程医疗等等。
[生丙]电子邮件的传递方式是

[师]网络通信在传播信息中越来越快捷方便。请同学们阅读科学世界“激光的应用”。
三、小结
本节我们了解了微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的知识。
四、布置作业
动手动脑学物理：①②③
[参考答案]
1．延迟时间是0．24 s．由于电磁波的传播速度太快，市内电话相互之间的距离近，电磁波传播造成的延迟时间太短，人们根本感觉不到。
2．波长最短的红外线的频率大约相当于电视广播第二频道频率的1×107倍，
3．略
五、板书设计
第四节 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
六、课后练习
l．微波的波长在……………………………………………………………( )
A．100m—10m之间 B．1km—10km
C．10m—1mm之间 D．10m—1cm之间
2．微波的性质更接近于…………………………………………………( )
A．光波 B．电磁波
C．声波 D．电流
3．可以作微波通信中继站的有…………………………………………( )
A．月球 B．人造卫星
C．电视台 D．广播电台
4．用几颗同步卫星可以实现全球通信…………………………………( )
A．1 B．2
C．3 D．4
5．激光的特征是………………………………………………………( )
A．频率单一 B．亮度高
C．方向高度集中 D．相干性好
6．目前使用的最频繁的网络通信形式是……………………………( )
A．电话 B．发帖
C．电子邮件 D．下载
7．世界上最大的计算机网络是…………………………………( )
A．因特网 B．雅虎网
C．搜狐网 D．新浪网
8．现在的通信有……………………………………………………( )
A．微波通信 B．卫星通信
C．光纤通信 D．网络通信
9．什么是“宽带”?
10．什么是同步通信卫星?
11．光导纤维怎样传递信息?
参考答案：
1．C 2．A 3．B 4．C 5．ABCD 6．C 7．A 8．ABCD
9．通常人们把骨干网传输速率在2.5G以上，接入网能够达到1兆的网络定义为宽带网。
10．同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫“同步”通信卫星。
11．光从光导纤维的一端射人，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远方。

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