4.越来越宽的信息之路教案

《越来越宽的信息之路》教案

●教学目标

一、知识目标

常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。

二、能力目标

通过了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的知识，提高学生应用物理知识解决实际问题的能力.

三、德育目标

通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣. ●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. 微波通信已走入了我们的生活，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（laser) ，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.

［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.

［生己］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：1、2、3

［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