第一篇：九年級(jí)物理全冊(cè) 第21章 第4節(jié) 越來(lái)越寬的信息之路教案3 (新版)新人教版

越來(lái)越寬的信息之路

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1。常識(shí)性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。

2。通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí)，了解科技為人類(lèi)帶來(lái)的便利，提高學(xué)科學(xué)的興趣。【基礎(chǔ)知識(shí)精講】

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人類(lèi)傳遞的信息量越來(lái)越大，由無(wú)線廣播發(fā)展到電視，增加了圖像的信息，但如同人類(lèi)的進(jìn)步無(wú)法停止，信息的傳遞繼續(xù)發(fā)展。

信息傳輸?shù)亩嗌倥c什么有關(guān)呢？信息理論表明，作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷?/p>

根據(jù)電磁波家族成員特點(diǎn)：c＝λf可知，波長(zhǎng)越短的電磁波，頻率越高。相對(duì)無(wú)線電波，（長(zhǎng)波、中波、短波）微波的波長(zhǎng)更短、頻率更高，因此可以傳輸更多的信息。我們可以形象地比喻為——信息之路越來(lái)越寬了。

1微波通信

同無(wú)線電波相比，微波的波長(zhǎng)更短，在1mm至10m之間，頻率更高，在30MHz至3×105MHz之間，一條微波線路可以傳輸更多的信息，因此可在上面通行幾千、幾萬(wàn)路電話。

但微波傳輸過(guò)程需要在其中建中繼站，因?yàn)榈厍蚴乔蛐巍Ｎ⒉ㄐ再|(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。所以在每傳播一定距離后需將微波向地面引，如圖9－7所示。根據(jù)實(shí)際情況必須每隔大約50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站。而且傳播的越遠(yuǎn)中繼站需要的越多。

圖9－7 微波通信受到挑戰(zhàn)是因?yàn)楸仨毥ㄔO(shè)中繼站，并且在遇到雪山，大洋根本無(wú)法建設(shè)，這樣就受到限制。如何解決這一問(wèn)題呢？

開(kāi)始有人想利用月球做中繼站，但由于月球離我們太遠(yuǎn)，沒(méi)有足夠能量的微波無(wú)法到達(dá)月球，更無(wú)從談到攜帶信息反射回地面。后來(lái)人們想在天空中人造一個(gè)衛(wèi)星做中繼站，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，這得益于人造衛(wèi)星的發(fā)展。

2衛(wèi)星通信

航天事業(yè)的發(fā)展使人類(lèi)已飛出地球，在太空中建立太空站，可以發(fā)射人造衛(wèi)星為我們服務(wù)，用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站，很好地解決了地面中繼站的弊端，實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙中繼，覆蓋整個(gè)地球（360°）只需三顆通訊衛(wèi)星如圖9－8。衛(wèi)星通訊標(biāo)志著信息已可全球化。

圖9－8 3光纖通信

依然根據(jù)c＝λf。比微波頻率更高的電磁波是光波。能否運(yùn)用光波傳送信息呢？如果用光波傳送信息，這條“信息高速路”要比短波、微波寬出百萬(wàn)倍、千萬(wàn)倍。但發(fā)展光波通訊遇到這樣一個(gè)問(wèn)題，普通的光源夾雜了許多不同波長(zhǎng)的光，難以攜帶信息或無(wú)法從光波中分離出信息。要想解決問(wèn)題得制造一種單一且方向高度集中的光，作為載體才行。1960年，美國(guó)科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，激光是一種單一，方向高度集中的光，它攜帶信息時(shí)，可以從中將信息分離出來(lái)。

圖9－9 激光用于通信，由于攜帶信息量可以更多，因此得到快速發(fā)展，各個(gè)國(guó)家都有光纜的通信工程，光纜是光信息的路徑，是一種用玻璃做成的光導(dǎo)纖維，光在里面經(jīng)過(guò)數(shù)次反射，最終從光纜另一頭射出。如圖9－9所示。光導(dǎo)纖維內(nèi)心是空的，外面敷上保護(hù)層。由于光的頻率很高，所以可以同時(shí)傳遞聲音、圖像等信息。

4網(wǎng)絡(luò)通信

信息的發(fā)送和接收都已經(jīng)知道，但信息量的增大使人們面臨著管理或挑選的問(wèn)題，計(jì)算機(jī)可以處理大量的信息，而且速度快。

把計(jì)算機(jī)同信息網(wǎng)絡(luò)連在一起，就叫做網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)越性是很明顯的，由于計(jì)算機(jī)介入信息的管理，人們又步入了一個(gè)嶄新的信息時(shí)代。

目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。

如圖9－10所示，每人的計(jì)算機(jī)分別跟一個(gè)叫做服務(wù)器的大計(jì)算機(jī)相連，這就是平常說(shuō)的上網(wǎng)。如同郵局與寄信人和收信人的關(guān)系。甲、乙計(jì)算機(jī)相當(dāng)于收（寄）信人，而服務(wù)器相當(dāng)于郵局，當(dāng)甲發(fā)給乙一封電子郵件時(shí)，他的服務(wù)器A把郵件送到B儲(chǔ)存起來(lái)。一旦乙上網(wǎng)，他就能從自己的服務(wù)器B得到這個(gè)郵件。每臺(tái)電腦都有自己的“信箱”，即自己的“地址”，這樣“郵遞員”才能將信件送到準(zhǔn)確的位置。

圖9－10 網(wǎng)絡(luò)通訊的“郵寄員”是集合現(xiàn)在通信載體的優(yōu)點(diǎn)，他是導(dǎo)線、光纜、微波?的組合體。有時(shí)還運(yùn)用通信衛(wèi)星等各種通信手段。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化程度越來(lái)越高，人們的溝通可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到近乎“面對(duì)面”的程度，這得益于網(wǎng)絡(luò)通信可以在很短時(shí)間內(nèi)傳遞大量的信息，而且信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動(dòng)畫(huà)面的直接需要，我們可以在網(wǎng)上輕松地看電視了。

利用網(wǎng)絡(luò)通信收發(fā)電子郵件是最基本的功能。每個(gè)用戶都有自己的信箱，信箱都編有地址名。例如：xiaolin@server.com.cn表示信箱屬于一個(gè)自稱(chēng)“xiaolin”的人，他的服務(wù)器名叫sever.com.cn.其中“cn”是china的簡(jiǎn)寫(xiě)，表示這個(gè)服務(wù)器是在中國(guó)注冊(cè)的。

世界上凡是計(jì)算機(jī)集中的地方，例如企業(yè)、機(jī)關(guān)、某些居民小區(qū)等，大都已經(jīng)把自己的計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起了。這些網(wǎng)絡(luò)又互相聯(lián)結(jié)，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做因特網(wǎng)。因特網(wǎng)已經(jīng)成為21世紀(jì)信息社會(huì)的基礎(chǔ)。全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過(guò)一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就可以做到“秀才不出門(mén)，便知天下事”。人們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)查閱資料、看新聞、購(gòu)物、進(jìn)行視頻點(diǎn)播，可以上網(wǎng)和朋友聊天。另外可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)角落。【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】

進(jìn)入中學(xué)生活的最大的不適應(yīng)，就是學(xué)習(xí)方法方面的不適應(yīng)。

小學(xué)的時(shí)候是“聽(tīng)課——做作業(yè)”的兩段學(xué)習(xí)法，在同學(xué)們年齡小時(shí)顯得較自然，隨著年齡的增長(zhǎng)，消極影響會(huì)越來(lái)越大，主要有以下幾方面：

一、違背記憶規(guī)律。兩段學(xué)習(xí)法是極不科學(xué)的一次性記憶，其遺忘率很高，只是聽(tīng)完課做完作業(yè)，考試時(shí)再突擊復(fù)習(xí)，在所學(xué) 3 知識(shí)少且簡(jiǎn)單的小學(xué)還可以，但遇到初中綜合及靈活題根本無(wú)法解決。

二、兩段學(xué)習(xí)法被動(dòng)學(xué)習(xí)記憶，容易挫傷學(xué)習(xí)興趣和信心，有的同學(xué)之所以厭學(xué)就是長(zhǎng)期運(yùn)用此種方法，他們不主動(dòng)學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，體驗(yàn)不到進(jìn)步的欣喜，學(xué)習(xí)情緒很難高漲。

要適應(yīng)初中的學(xué)習(xí)生活，不僅涉及學(xué)習(xí)方法問(wèn)題，還有學(xué)習(xí)目的、興趣、毅力、習(xí)慣等方面的問(wèn)題。以下一一介紹。

科學(xué)用腦：實(shí)驗(yàn)證明，各學(xué)習(xí)器官耳、眼、口、手有機(jī)的配合進(jìn)行學(xué)習(xí)，能有效的提高記憶效果，更好的發(fā)揮大腦的潛能。即上課時(shí)力爭(zhēng)做到“五到”：心到、口到、眼到、耳到、手到。只要肯努力，人人都會(huì)變得很聰明。讓大腦有勞有逸進(jìn)行工作；讓大腦在興奮與抑制合理交替的前提下提高學(xué)習(xí)效率，是唯一正確和合乎學(xué)習(xí)規(guī)律的途徑。

養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣：人的行為有80%至90%受習(xí)慣的支配，但人們往往自己覺(jué)察不到。

圖9－11 如何理解以上漫畫(huà)的含義？它對(duì)你有什么啟示？

學(xué)校的教育就是幫助人培養(yǎng)良好的習(xí)慣，力求養(yǎng)成習(xí)慣把行動(dòng)養(yǎng)成習(xí)慣，習(xí)慣形成品質(zhì)，品質(zhì)決定命運(yùn)。動(dòng)力定型（習(xí)慣）有優(yōu)劣之分。建立科學(xué)化的動(dòng)力定型，便可以花費(fèi)少的勞動(dòng)去取得較大的成果。良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣一旦形成，可以高效率支配自己的學(xué)習(xí)生活。我們就全面介紹初中生必須形成的科學(xué)的動(dòng)力定型——五段學(xué)習(xí)法

1預(yù)習(xí)：

（1）種類(lèi)：課前預(yù)習(xí)、階段預(yù)習(xí)、學(xué)期預(yù)習(xí)。

（2）要求：了解大意，找出重點(diǎn)、難點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，培養(yǎng)自學(xué)能力，循序漸進(jìn)，做好學(xué)期預(yù)習(xí)。

不做預(yù)習(xí)的危害：（1）缺乏準(zhǔn)備，某些內(nèi)容可能聽(tīng)不懂。（2）上課好像聽(tīng)懂，下課很快忘了。（3）做作業(yè)困難，錯(cuò)誤多。

（4）養(yǎng)成被動(dòng)習(xí)慣，無(wú)論做什么事都容易落后。

2課堂學(xué)習(xí)：

（1）兩分鐘準(zhǔn)備，應(yīng)做4件事：入室靜坐，作好上課心理準(zhǔn)備，回憶上堂課的內(nèi)容，回憶預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的不理解的內(nèi)容，檢查學(xué)習(xí)用具。

（2）充分利用課堂45分鐘提高學(xué)習(xí)效率：驗(yàn)證預(yù)習(xí)中自己確定的重點(diǎn)與老師講解的是否一樣？學(xué)習(xí)老師分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，努力發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并思維活動(dòng)，特別是創(chuàng)造性思維活動(dòng)，都是從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題開(kāi)始的，有了問(wèn)題才去思考和研究，才能發(fā)明和創(chuàng)造，在理解的基礎(chǔ)上，當(dāng)堂鞏固70%以上的知識(shí)，接受老師傳授的方法，做好聽(tīng)課筆記。

3復(fù)習(xí)：近期復(fù)習(xí)是指當(dāng)晚或次晨進(jìn)行第一次復(fù)習(xí)。再過(guò)2、3天再進(jìn)行一次復(fù)習(xí)。長(zhǎng)期復(fù)習(xí)做法如下：按先密后疏規(guī)律，安排一周、一月、甚至幾個(gè)月的復(fù)習(xí)計(jì)劃。

4完成作業(yè)：復(fù)習(xí)功課之后方可做作業(yè)，在量力而行的基礎(chǔ)上，發(fā)揮創(chuàng)造性，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣，再求速度，把作業(yè)當(dāng)成考試對(duì)待。

5總結(jié)：做好當(dāng)天的小結(jié)，做好重要專(zhuān)題的小結(jié)，有計(jì)劃地總結(jié)知識(shí)，總結(jié)學(xué)習(xí)方法和經(jīng)驗(yàn)。【拓展訓(xùn)練】

微波

微波也叫超高頻無(wú)線電波，是無(wú)線電波中波長(zhǎng)最短的一個(gè)波段，其波長(zhǎng)范圍的上限約為幾米，下限通常定為1mm。

微波有許多特性，它除了具有電磁波的基本屬性之外，還有波長(zhǎng)短、頻率高等特點(diǎn)。這些都是一般無(wú)線電波無(wú)法比擬的，這些特性使它能滿足科研、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中多方面的特殊需要，并逐步為世人矚目。

首先我們已經(jīng)知道微波在廣播電視和通訊方面必不可少。其次微波能穿透電離層，而其他無(wú)線電波都要被電離層反射回地面，所以只能用微波來(lái)進(jìn)行衛(wèi)星通訊和地面與衛(wèi)星、飛船之間的聯(lián)系。

雷達(dá)是微波探測(cè)設(shè)備，一般雷達(dá)的工作頻率是3×109Hz至10×109Hz，由于波長(zhǎng)短，有利于精確地測(cè)量距離和時(shí)間；微波與光類(lèi)似，它是在空間沿直線傳播，遇到障礙物就像光的反射，并且可以用反射鏡反射或透鏡來(lái)聚集微波的能量，雷達(dá)所用天線像探照燈一樣，把發(fā)射功率基本上全部集中于窄束之內(nèi)輻射出去，還能收到目標(biāo)反射回來(lái)的反射波，從而確定目標(biāo)的方向、距離，甚至大小和形狀。

雷達(dá)不僅可以偵察敵情，搜索飛機(jī)和艦船、坦克等，還能控制導(dǎo)彈與炮火，跟蹤衛(wèi)星、洲際導(dǎo)彈和宇宙火箭。雨、云、雪、霧對(duì)微波都有不同程度的吸收與反射，因此用氣象雷達(dá) 5 可以預(yù)報(bào)天氣情況。現(xiàn)代艦船和飛機(jī)上，都裝有無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備，架設(shè)在海港、機(jī)場(chǎng)上的特種雷達(dá)可以指揮它們防止碰撞，并能在惡劣的天氣里安全行駛，更高級(jí)的雷達(dá)還能根據(jù)太陽(yáng)的輻射識(shí)別方向并測(cè)定自己在海上的位置。

另外，微波還可用來(lái)加熱。由于微波波段靠近紅外波段，因此其熱效應(yīng)很顯著。它的優(yōu)點(diǎn)是熱效率高、時(shí)間短。由于微生物在微波場(chǎng)中能得到選擇性加熱，因而微波能在環(huán)境溫度低的情況下把食物、藥品中的害蟲(chóng)和細(xì)菌殺死。

第二篇：九年級(jí)物理全冊(cè) 第21章 第4節(jié) 越來(lái)越寬的信息之路教案2 (新版)新人教版

越來(lái)越寬的信息之路

教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)目標(biāo)

常識(shí)性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。

二、能力目標(biāo)

通過(guò)了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的知識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

三、德育目標(biāo)

通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí)，了解科技為人類(lèi)帶來(lái)的便利，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。教學(xué)重點(diǎn)

了解現(xiàn)代通信知識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)

了解現(xiàn)代通信知識(shí)。教學(xué)方法

講解法、討論法。教具準(zhǔn)備

微機(jī)、光纖棒。課時(shí)安排

1課時(shí)。教學(xué)過(guò)程

一、創(chuàng)設(shè)情境、引入新課

［師］上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了無(wú)線電廣播和電視的工作過(guò)程。那么電視廣播和聲音廣播相比，在相同的時(shí)間內(nèi)哪個(gè)傳輸?shù)男畔⒍啵靠雌聊唬ㄎC(jī)播放）。

（學(xué)生們討論）

［生甲］（討論得出）電視傳播的信息比聲音廣播多。

［生乙］電視除能通過(guò)聲音得到信息，還可以看到它的周?chē)h(huán)境、色彩、天氣等等信息。

［師］信息理論表明，作為載體的無(wú)線電波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷Ｒ虼耍瑤资陙?lái)，無(wú)線電通信，電視廣播等所用的頻率越來(lái)越高，我們可以形象地說(shuō)，信息之路越來(lái)越寬了。微波通信已走入了我們的生活，為什么要用微波通信？大家閱讀課本，并回答問(wèn)題。

二、進(jìn)行新課

第四節(jié)越來(lái)越寬的信息之路［板書(shū)］

（一）微波通信［板書(shū)］

［生甲］微波（microwave）的波長(zhǎng)在10m~1mm之間，頻率在30MHz~3×105MHz之間，比中波和短波的頻率更高，可以傳輸更多的信息。

［生乙］微波的性質(zhì)更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地面繞射，因此需每隔50km左右就建一個(gè)微波中繼站。

［生丙］微波中繼站可以把上一站傳來(lái)的微波信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，再發(fā)射到下一站，這就像接力賽跑一樣，一站傳一站，通過(guò)很多中繼站，可以把信息傳遞到遠(yuǎn)方。

［師］能否用月亮——地球的衛(wèi)星作為中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信？大家討論。［生］（經(jīng)過(guò)討論）能，但是用月亮作為中繼站不好。因?yàn)樵铝量梢苑瓷湮⒉ǎx我們太遠(yuǎn)了，信號(hào)衰減，時(shí)間延遲。況且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)同時(shí)見(jiàn)到月亮?xí)r，才能完成這兩點(diǎn)間的通信。所以用月亮作為中繼站，信號(hào)不好，還可能有時(shí)接收不到信號(hào)。

［師］那么人造衛(wèi)星做中繼站可以嗎？說(shuō)出你了解的衛(wèi)星通信的知識(shí)。（看屏幕，微機(jī)播放內(nèi)容：人造衛(wèi)星）

（二）衛(wèi)星通信［板書(shū)］

［生甲］衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)組成。

［生乙］在地球的周?chē)鶆虻嘏渲萌w同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。

［生丙］通信衛(wèi)星就像一個(gè)無(wú)人值班的空中微波中繼站，它從一個(gè)地面站接收發(fā)射來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大變頻后，再發(fā)送回另一個(gè)或幾個(gè)地面站。

［生丁］現(xiàn)在一個(gè)地方出現(xiàn)的突發(fā)事件，全世界的人們幾乎可以立刻看到現(xiàn)場(chǎng)的畫(huà)面，這就是通信衛(wèi)星帶來(lái)的好處。

［師］人類(lèi)自從用了電磁波這一宇宙中最快的速度進(jìn)行通信以后，不斷地向前發(fā)展。現(xiàn)代信息社會(huì)中，我們需要交流越來(lái)越多的信息，這就需要把這一信息之路修得越來(lái)越寬。我們已經(jīng)知道，電磁波的傳播速度等于光速。實(shí)際上光也是一種電磁波。與微波相比，光的頻率更高，如果用光來(lái)通信，這條“高速公路”要比短波、微波的“公路”寬出百萬(wàn)倍、千萬(wàn)倍。但如何實(shí)現(xiàn)這一目的呢？看屏幕（微機(jī)播放光纖通信資料），通過(guò)討論說(shuō)出你對(duì)光纖通信的了解。

（三）光纖通信［板書(shū)］

［生甲］普通的光源夾雜許多不同波長(zhǎng)（頻率）的光，方向性差。如果用它作載波，就像收音機(jī)同時(shí)接收到了許多頻率節(jié)目，聲音重疊在一起，讓人無(wú)法分辨清楚。

［生乙］1960年美國(guó)科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，它能產(chǎn)生單一頻率、方向高度集中的光——激光（laser)，才使光作為載波得以實(shí)現(xiàn)，用光進(jìn)行通信成為現(xiàn)實(shí)。

［生丙］通信用的激光一般在特殊的管道——光導(dǎo)纖維（opticalfiber)里傳播。

［生丁］光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。

［生戊］光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲，是用高純度的石英玻璃拉制成的。［生己］光纜是數(shù)條光纖敷上保護(hù)層，制成多芯光纜。

［師］光在光導(dǎo)纖維中傳輸損耗小，可長(zhǎng)距離傳輸。光纖通信，通信容量大，通信質(zhì)量高，保密性好。光能沿彎曲的玻璃絲傳播，觀察演示。

［演示］把大塑料瓶用不透光的紙包上，瓶的側(cè)壁開(kāi)個(gè)小孔，塑料瓶?jī)?nèi)盛滿水，水中有一個(gè)光源，觀察水流時(shí)的光。

［生甲］看到水從小孔流出時(shí)，光隨著彎彎的水流照到地面，在地面產(chǎn)生一個(gè)光斑。［生乙］這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光可以沿彎彎的水流傳播也可以沿玻璃絲傳播，不管玻璃絲怎樣彎曲都可以傳播。

［師］光纖通信發(fā)展非常快，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了跨越海底的光纜通信網(wǎng)絡(luò)，我們國(guó)家也在大力發(fā)展光纖通信，已經(jīng)建立了縱橫大城市之間的光纜通信系統(tǒng)。請(qǐng)同學(xué)們閱讀STS“我國(guó)光纜通信的發(fā)展”。

（學(xué)生們閱讀、教師巡回并與學(xué)生探討）

［師］電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用給人們的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來(lái)了巨大的變化。計(jì)算機(jī)與通信的結(jié)合將成為21世紀(jì)信息社會(huì)的基礎(chǔ)。全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過(guò)一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就可以做到“秀才不出門(mén)，便知天下事”。看屏幕（微機(jī)播放網(wǎng)絡(luò)通信）了解網(wǎng)絡(luò)通信。

（四）網(wǎng)絡(luò)通信［板書(shū)］

［生甲］世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)叫做因特網(wǎng)（Internet），這樣就能做到資源共享。

［生乙］在因特網(wǎng)上可以收發(fā)電子郵件（E-mail），還可以查閱資料，看新聞、購(gòu)物、和朋友聊天、進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等。

［生丙］電子郵件的傳遞方式是

［師］網(wǎng)絡(luò)通信在傳播信息中越來(lái)越快捷方便。請(qǐng)同學(xué)們閱讀科學(xué)世界“激光的應(yīng)用”。

三、小結(jié)

本節(jié)我們了解了微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的知識(shí)。

四、布置作業(yè)

動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：①②③ ［參考答案］

1延遲時(shí)間是0。24s。由于電磁波的傳播速度太快，市內(nèi)電話相互之間的距離近，電磁波傳播造成的延遲時(shí)間太短，人們根本感覺(jué)不到。

2波長(zhǎng)最短的紅外線的頻率大約相當(dāng)于電視廣播第二頻道頻率的1×107倍。3略

五、板書(shū)設(shè)計(jì)

第四節(jié)越來(lái)越寬的信息之路

（一）微波通信

（二）衛(wèi)星通信

（三）光纖通信

（四）網(wǎng)絡(luò)通信

第三篇：九年級(jí)物理全冊(cè) 21.4 越來(lái)越寬的信息之路教案 (新版)新人教版

四、越來(lái)越寬的信息之路

整體設(shè)計(jì)

信息理論表明，作為載體的無(wú)線電波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷Ｒ虼耍瑤资陙?lái)，無(wú)線電通信、電視廣播等所用的頻率越來(lái)越高了，我們可以形象地說(shuō)，信息之路越來(lái)越寬了。

“微波通信”和“衛(wèi)星通信”，本環(huán)節(jié)要講清楚什么是微波，它的波長(zhǎng)和頻率分別在哪個(gè)范圍，可以和前面學(xué)過(guò)的電磁波家族圖作比較，看一看微波是在哪個(gè)位置。微波具有什么性質(zhì)，為彌補(bǔ)它的缺點(diǎn)，應(yīng)該采取什么措施？為實(shí)現(xiàn)全球通信，又應(yīng)該采取什么措施？

“光纖通信”，首先要讓學(xué)生明白，開(kāi)發(fā)研究“光通信”的意義就在于光與微波相比有更高的頻率，可以傳輸更多信息，容量更大。如果讓光在固定的通道里傳輸，還可以避免外界條件對(duì)它的干擾，提高通信質(zhì)量，于是光導(dǎo)纖維就應(yīng)運(yùn)而生了。對(duì)此學(xué)生可能感到疑惑：在以前的學(xué)習(xí)過(guò)程中講到“光是沿直線傳播的”，又怎么可以沿著人為設(shè)定的通道傳播呢？為打消學(xué)生的疑慮，接著做“光沿水流傳播”的演示實(shí)驗(yàn)。為拓寬學(xué)生的知識(shí)面，可以播放光導(dǎo)纖維的生產(chǎn)視頻，如果條件允許，還可以帶光導(dǎo)纖維的實(shí)物到課堂，讓學(xué)生一睹為快。再引導(dǎo)學(xué)生閱讀STS的小字部分，讓學(xué)生為我國(guó)的光纖通信事業(yè)的發(fā)展而自豪的同時(shí)，從中了解光纜在通信中的重要作用，使學(xué)生自覺(jué)愛(ài)護(hù)光纜。

“網(wǎng)絡(luò)通信”，人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以得到各種各樣的信息，電子郵件就是其中的一種。關(guān)于電子郵件的使用，一定要邊講邊示范，需要講清如何申請(qǐng)電子郵箱、如何發(fā)送、如何接收電子郵件等。計(jì)算機(jī)之間的連接，除了使用金屬導(dǎo)線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。網(wǎng)絡(luò)的作用當(dāng)然也不只是收發(fā)郵件，還可以瀏覽新聞、查尋各種資料、視頻聊天、網(wǎng)絡(luò)電視、網(wǎng)絡(luò)游戲等等多個(gè)方面。使學(xué)生辯證地看待網(wǎng)絡(luò)，它是一面雙刃劍，合理利用網(wǎng)絡(luò)，其樂(lè)無(wú)窮，不合理利用，危害多多。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：了解現(xiàn)代通信知識(shí)。課時(shí)安排：1課時(shí) 三維目標(biāo)

一、知識(shí)與技能

常識(shí)性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。

二、過(guò)程與方法

通過(guò)微波通訊、衛(wèi)星通訊、光纖通信和網(wǎng)絡(luò)通信的學(xué)習(xí)，了解通訊的發(fā)展過(guò)程。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí)，了解科技為人類(lèi)帶來(lái)的便利，提高學(xué)科學(xué)的興趣，同時(shí)學(xué)習(xí)用辯證的觀點(diǎn)看問(wèn)題。

課前準(zhǔn)備

多媒體課件、實(shí)物投影一臺(tái)、光纖棒、激光手電、大可樂(lè)瓶子、水、試管、光源、塞子、細(xì)線、重物、不透明紙、膠帶、可上網(wǎng)的電腦一臺(tái)。

教學(xué)設(shè)計(jì) [導(dǎo)入新課] 方案1：

提出問(wèn)題：自古至今，人們傳遞信息的方式有許多種，并在不斷地發(fā)展變化，影響著我們的生活。請(qǐng)各學(xué)習(xí)小組自備一張紙，寫(xiě)出你們所知道的信息傳遞方式，并從傳播速度和信息容量?jī)蓚€(gè)方面分析對(duì)比一下，發(fā)生了什么樣的變化？

學(xué)生活動(dòng)：各學(xué)習(xí)小組在紙片上寫(xiě)完后，用實(shí)物投影投放，并請(qǐng)?jiān)摻M學(xué)生發(fā)言。其他小組如有不同，再展示自己小組的紙片，并發(fā)言。

總結(jié)：人們獲取信息的途徑越來(lái)越多，信息傳遞速度越來(lái)越快，且信息量也越來(lái)越大。信息理論表明：作為載體的無(wú)線電波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息就越多。下面我們來(lái)學(xué)習(xí)幾種信息傳遞的方式。

方案2：

溫故知新，導(dǎo)入新課

上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了廣播、電視信號(hào)的發(fā)射與接收，那么請(qǐng)同學(xué)們思考，它們兩者進(jìn)行對(duì)比，哪種形式單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘扛竽兀繉W(xué)生思考后回答。信息理論表明，作為載體的無(wú)線電波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷Ｒ虼耍瑤资陙?lái)，無(wú)線電通信、電視廣播等所用的頻率越來(lái)越高，我們可以形象地說(shuō)，信息之路越來(lái)越寬了。這節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)其他傳輸信息的方式。

[推進(jìn)新課]

一、微波通信和衛(wèi)星通信

教師活動(dòng)：組織學(xué)生閱讀課本“微波通信”部分，組內(nèi)交流后，回答以下問(wèn)題： 問(wèn)題展示：①微波的波長(zhǎng)和頻率分別在哪個(gè)范圍？它的容量是多少？ ②對(duì)比前面學(xué)過(guò)的電磁波家族圖，看一看微波與可見(jiàn)光是否很近。這就決定了它的性質(zhì)更接近誰(shuí)。

③為克服微波的這一缺陷，需要怎么做？ ④我們知道地球表面決非只有平原，還有雪山、大洋，遇到這種地形時(shí)應(yīng)該怎么克服呢？能不能利用地球的衛(wèi)星——月球進(jìn)行中繼通信呢？為什么？

⑤生活中，我們接收的哪些節(jié)目是通過(guò)衛(wèi)星來(lái)傳輸?shù)模?⑥要想實(shí)現(xiàn)全球通信，需要幾顆同步通信衛(wèi)星？ ⑦通信衛(wèi)星是借助于什么能量進(jìn)行工作的？ ⑧地面上的蝶形天線是干什么用的？

學(xué)生活動(dòng)：①閱讀課本，查找以上問(wèn)題的答案，并力爭(zhēng)獨(dú)辟蹊徑，說(shuō)出自己對(duì)某一問(wèn)題的看法。

②針對(duì)課本中的內(nèi)容和圖片，提出你還想知道有關(guān)它們的哪方面信息，又該如何獲取呢？

5總結(jié)：①微波是指波長(zhǎng)在10 m～1 mm之間，頻率在30 MHz～3×10 MHz之間。因?yàn)樗念l率很高，所以信息容量很大，一條微波線路可以同時(shí)開(kāi)通幾千、幾萬(wàn)路電話。

②從電磁波家族圖上可以看出，微波距離可見(jiàn)光很近，因此微波的性質(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地面繞射。為克服微波的這一缺陷，必須每隔50 km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站，像接力棒一樣，把上一站傳來(lái)的信號(hào)處理后，再發(fā)射到下一站去。

③遇有雪山、大洋無(wú)法建立中繼站時(shí)，需要借助于衛(wèi)星進(jìn)行轉(zhuǎn)接。地球的衛(wèi)星——月亮，是不能作微波中繼站的，因?yàn)榫嚯x太遠(yuǎn)，信號(hào)衰減、時(shí)間延遲，而且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)同時(shí)看到月亮?xí)r，才能完成這兩點(diǎn)的通信。

④隨著科技的發(fā)展，人們已經(jīng)能夠發(fā)射人造衛(wèi)星了，通信用的衛(wèi)星大多是相對(duì)地球靜止不動(dòng)的。如果在地球的周?chē)鶆虻嘏渲?顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。

⑤2008年5月12日的汶川大地震，給四川人民帶巨大的損失，有關(guān)的時(shí)況轉(zhuǎn)播就是通過(guò)通信衛(wèi)星來(lái)傳輸?shù)饺珖?guó)乃至全世界，讓關(guān)心災(zāi)區(qū)人民的人們及時(shí)了解當(dāng)時(shí)的情況。另外，通過(guò)衛(wèi)星傳輸?shù)倪€有新聞連線、比賽時(shí)況等。

⑥通信衛(wèi)星板狀的兩翼是太陽(yáng)電池板，它把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，供衛(wèi)星使用。地面上的蝶形天線是用來(lái)接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)。

即學(xué)即練(課件展示問(wèn)題)(1)“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)衛(wèi)星，成功地向地球回傳了搭載的奧運(yùn)志愿者歌曲《微笑北京》，《微笑北京》是通過(guò)______________傳播到地球的。

(2)微波的性質(zhì)更接近于()A．光波

B．電磁波

C．聲波

D．電流(3)可以作微波通信中繼站的有()A．月球 B．人造衛(wèi)星 C．電視臺(tái) D．廣播電臺(tái)

(4)2008年北京奧運(yùn)會(huì)比賽實(shí)況全球轉(zhuǎn)播，至少需要多少顆地球同步衛(wèi)星()A．2顆 B．3顆 C．5顆 D．8顆 答案：(1)電磁波(2)A(3)B(4)B

二、光纖通信

1．創(chuàng)設(shè)情境，引出光纖通信

展示材料：教師拿出光纖棒，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，把散開(kāi)的光纖部分對(duì)著同學(xué)們。設(shè)問(wèn)：同學(xué)們玩過(guò)這種光纖棒嗎？那么光為什么可以沿彎曲的線傳播呢？ 此問(wèn)題引起學(xué)生的認(rèn)識(shí)沖突，因?yàn)榍懊娴膶W(xué)習(xí)中學(xué)生知道光是沿直線傳播的。就此引發(fā)學(xué)生對(duì)本知識(shí)板塊的好奇心。

2．閱讀教材，探求新知

教師活動(dòng)：①指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，回答以下問(wèn)題。②學(xué)生回答問(wèn)題后，及時(shí)作出點(diǎn)評(píng)。③組織學(xué)生做好演示實(shí)驗(yàn)。

④對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)⒀a(bǔ)充有關(guān)全反射的知識(shí)。

(教學(xué)說(shuō)明：全反射的知識(shí)，學(xué)生以前沒(méi)有接觸到，需要教師做補(bǔ)充性講解。講解時(shí)要考慮到學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)，即他們已經(jīng)知道光的反射規(guī)律，反射角等于入射角，當(dāng)入射角增大時(shí)，反射角也增大。當(dāng)光從水或玻璃中斜射向空氣時(shí)，既發(fā)生反射也發(fā)生折射，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，就只發(fā)生反射而不再發(fā)生折射，這時(shí)就叫做發(fā)生了全反射。如下圖所示。)

⑤投放有關(guān)光導(dǎo)纖維絲的制作材料、制作過(guò)程，以拓寬學(xué)生的視野。⑥組織學(xué)生閱讀STS部分，讓學(xué)生為我國(guó)的光纖通信事業(yè)的發(fā)展而自豪的同時(shí)，從中了解光纜在通信中的重要作用，使學(xué)生自覺(jué)愛(ài)護(hù)光纜。

問(wèn)題展示：①既然微波承載的信息量那么大，為什么還要開(kāi)發(fā)新的傳輸方式？

②普通光的頻率比微波還高，能夠攜帶更多的信息，自然也就進(jìn)入了科學(xué)家的視野，請(qǐng)分析能不能用普通光來(lái)傳輸信息呢。

③實(shí)際應(yīng)用于通信的激光是在特殊的管道——光導(dǎo)纖維里傳播的，那么光為什么可以在任意彎曲的管道里傳輸呢？

④實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？

⑤光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)是怎樣的？光是如何通過(guò)光導(dǎo)纖維把信息傳遞到遠(yuǎn)方的？ ⑥請(qǐng)總結(jié)光纖通信的優(yōu)點(diǎn)。

學(xué)生活動(dòng)：①閱讀課本“光纖通信”部分，思考并回答以上問(wèn)題。

②在教師的指導(dǎo)下完成“光沿水流傳播”的演示實(shí)驗(yàn)裝置的裝配，并成功完成實(shí)驗(yàn)。③閱讀STS部分，了解我國(guó)光纖事業(yè)的發(fā)展史，了解光纜在通信中的重要作用，以后的生活和社會(huì)活動(dòng)中，自覺(jué)愛(ài)護(hù)光纜。

總結(jié)：①微波通信確實(shí)可以傳輸大量的信息，不過(guò)在傳輸過(guò)程中容易受到電磁干擾，還易遭雷擊，導(dǎo)致信號(hào)傳遞不夠穩(wěn)定，且距離越遠(yuǎn)，時(shí)間延遲，會(huì)導(dǎo)致聲音和圖像不同步。為提高通信質(zhì)量，有必要研究開(kāi)發(fā)一種新的信號(hào)傳輸方式。

②普通的光源夾雜了許多不同波長(zhǎng)的光，如果用它作載波，就像收音機(jī)同時(shí)接收到了許多頻率的節(jié)目，各種聲音重疊在一起，讓人無(wú)法分辨清楚。因此，要讓光來(lái)傳輸信息，這種光必須是頻率單

一、方向高度集中才可以。于是“激光”在人們的企盼中誕生了。

③實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)光沿著彎彎的水流照到地面，在地面產(chǎn)生一個(gè)光斑，表明光可以沿著彎曲的水流傳播。那么光也可以沿著彎曲的玻璃絲傳播。這是光纖通信的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

④光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上經(jīng)過(guò)多次反射，從另一端射出，從而可以把信息傳到遠(yuǎn)方。光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩部分組成，內(nèi)芯是由很細(xì)很細(xì)的石英玻璃絲做成的。

⑤光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：一是不受外界條件干擾，使激光通信能傳播很遠(yuǎn)，并且能提高通信質(zhì)量；二是容量大。

即學(xué)即練(課件展示問(wèn)題)(1)光纖是一種非常細(xì)的玻璃絲，它由______和______兩部分組成，光從光纖的一端射入，在內(nèi)壁上______，從另一端射出，這樣就將它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。

(2)下列應(yīng)用激光的幾種情況中，錯(cuò)誤的是()

A．利用激光進(jìn)行通信 B．利用激光進(jìn)行照明

C．利用激光加工堅(jiān)硬的材料 D．利用激光進(jìn)行長(zhǎng)距離精確測(cè)量

(3)關(guān)于光纖通信，小明同學(xué)曾思考這樣的問(wèn)題：在漫長(zhǎng)的線路上，光纖免不了要拐彎、纏繞，而光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，激光通信信號(hào)怎能從一端傳到另一端呢？后來(lái)在“研究光纖怎樣傳輸光信號(hào)”的活動(dòng)中，終于明白了：激光信號(hào)在光纖中()A．就像水流沿彎曲水管流動(dòng)那樣 B．就像電流沿彎曲導(dǎo)線傳播那樣 C．不斷地經(jīng)光纖壁反射而向前傳播 D．不斷地在光纖中折射而向前傳播 答案：(1)內(nèi)芯 外套 多次反射(2)B(3)C

三、網(wǎng)絡(luò)通信

設(shè)問(wèn)：同學(xué)們，誰(shuí)有電子信箱？誰(shuí)有QQ號(hào)碼？誰(shuí)有自己的blog？請(qǐng)說(shuō)出它們各自有什么用處，你的電子信箱是如何獲得的？

學(xué)生針對(duì)自己知道的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的事情，暢所欲言。

教師活動(dòng)：①指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本有關(guān)“網(wǎng)絡(luò)通信”的內(nèi)容，并回答以下問(wèn)題。②針對(duì)學(xué)生的回答，作出適當(dāng)點(diǎn)評(píng)。

③通過(guò)教室內(nèi)能夠上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)，演示如何申請(qǐng)電子信箱，如何發(fā)送郵件，又是如何接收郵件的？

(教學(xué)說(shuō)明：此環(huán)節(jié)也可以請(qǐng)十分熟悉電腦的學(xué)生代為演示，一方面增強(qiáng)演示者的自信心，另一方面演示者可能成為其他同學(xué)的偶像，促其更加熱愛(ài)電腦。)④組織學(xué)生進(jìn)行總結(jié)。

問(wèn)題展示：①目前，人們最常用的網(wǎng)絡(luò)通信形式是什么？ ②電子信箱地址由哪幾部分構(gòu)成？每一部分分別是什么意思？ ③獲取電子信箱的方式有哪些？電子郵件的優(yōu)點(diǎn)是什么？

④世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)叫什么？計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)結(jié)，用到哪些通信手段？ 學(xué)生活動(dòng)：①閱讀課本，并回答以上問(wèn)題。②組內(nèi)學(xué)生互換意見(jiàn)，交流有關(guān)問(wèn)題的答案。

總結(jié)：①目前人們最常用的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件(email)。

②電子信箱由兩部分組成，一個(gè)是郵箱的歸屬人名稱(chēng)，另一個(gè)是服務(wù)器名稱(chēng)，中間用符號(hào)“@”連接，這是電子信箱的標(biāo)致性符號(hào)。比如，某電子信箱的地址是：xiaolin@server.com.cn，這表示信箱屬于一個(gè)自稱(chēng)“xiaolin”的人，他的服務(wù)器名叫“server.com.cn”。

③有許多方式可以獲取電子信箱，我們常用的有“126”的，有“163”的，有“sina”的等等。電子郵件跟電話一樣快捷，和信件一樣方便，還可以在任意一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上查看，它除了傳遞文字以外，還可以傳遞照片、語(yǔ)言及任何信息。

④世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做因特網(wǎng)。計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)結(jié)，除了使用金屬導(dǎo)線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。

即學(xué)即練

(1)目前使用的最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是()A．電話

B．發(fā)帖

C．電子郵件

D．下載

(2)世界上凡是計(jì)算機(jī)集中的地方，例如：企業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校等等，大都已經(jīng)把自己的計(jì)算機(jī)連在一起了。這些網(wǎng)絡(luò)又互相連接，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做____________，這樣就可以做到____________的共享。

(3)計(jì)算機(jī)可以高速處理大量信息，把計(jì)算機(jī)______，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。某電子郵箱的地址是“wangsheng@server.com.cn”，這表示信箱屬于一個(gè)叫______的人，他的服務(wù)器名叫______，其中“cn”是______的簡(jiǎn)寫(xiě)，表示這個(gè)服務(wù)器是在______注冊(cè)的。

(4)將計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起形成網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)又互相______，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就是________，這樣就能使信息資源______。利用網(wǎng)絡(luò)通信除了收發(fā)電子郵件外，還可以看到________，查到所需的________。

答案：(1)C(2)因特網(wǎng) 信息資源

(3)聯(lián)在一起 wangsheng server.com.cn China 中國(guó)

(4)聯(lián)結(jié) 因特網(wǎng) 共享 不斷更新的新聞 各種資料 [課堂總結(jié)] 本節(jié)課學(xué)到了四種通信方式：

1．微波通信：微波具有較高的頻率，可以攜帶大量的信息，不過(guò)它的性質(zhì)接近光波，大致沿直線傳播，要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳播需要每隔50 km建立一個(gè)微波中繼站。遇有雪山、大洋時(shí)，只能靠衛(wèi)星通信來(lái)轉(zhuǎn)接。

2．衛(wèi)星通信：通信用衛(wèi)星大多是相對(duì)地球“靜止”的同步衛(wèi)星，只要在地球的周?chē)鶆虻嘏渲?顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。

3．光纖通信：微波通信有時(shí)會(huì)受到外界的干擾，使信號(hào)不穩(wěn)定。使激光攜帶著信息在光導(dǎo)纖維中傳播，就避免了以上問(wèn)題，可以大大提高通信質(zhì)量。而且激光的頻率更高，可以攜帶更多的信息。

4．網(wǎng)絡(luò)通信：要想使用網(wǎng)絡(luò)通信，首先要申請(qǐng)一個(gè)電子信箱，就可以使用電子郵件進(jìn)行通信了。電子郵件具有電話一樣的快捷，信件一樣的方便，還可以在任意一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上查看，它除了傳遞文字以外，還可以傳遞照片、語(yǔ)言及任何信息。

[布置作業(yè)] 1．鞏固復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”的第1題。

2．課下搜集有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的資料，擇時(shí)舉辦一個(gè)題為“網(wǎng)絡(luò)帶給我們什么？”的辯論會(huì)。正方觀點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)帶給我們好處。反方觀點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)帶給我們壞處。

板書(shū)設(shè)計(jì)

四、越來(lái)越寬的信息之路

設(shè)計(jì)反思

本節(jié)課一開(kāi)始就抓住了學(xué)生的思維動(dòng)向，讓其寫(xiě)出已知的通信方式，并尋找它們之間的變化趨勢(shì)，繼而講授了四種形式的通信方式。衛(wèi)星通信也可以歸到微波通信上，它們之間是有聯(lián)系的，衛(wèi)星通信是微波通信的延伸，設(shè)計(jì)時(shí)，把這兩種通信放到一起進(jìn)行了學(xué)習(xí)。光纖通信，是優(yōu)于微波通信的另一種通信形式，它出現(xiàn)得較晚，設(shè)計(jì)本課時(shí)提到了這種通信形式的產(chǎn)生原因，使學(xué)生對(duì)此有所了解，從而更容易接受多種通信形式的變化趨勢(shì)。關(guān)于激光通信的原理，補(bǔ)充了全反射的有關(guān)知識(shí)，點(diǎn)到為止，能夠使學(xué)生理解光之所以沿著彎彎曲曲的光導(dǎo)纖維傳播，這與光的直線傳播并不矛盾。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信，是采用開(kāi)放的形式進(jìn)行講授的，因?yàn)楝F(xiàn)在的學(xué)生對(duì)于網(wǎng)絡(luò)知道的很多，課堂上不妨給他們提供一個(gè)平臺(tái)，給他們一個(gè)展示才能的機(jī)會(huì)，同時(shí)注意對(duì)學(xué)生上網(wǎng)的正確引導(dǎo)。

參考資料

一、什么是寬帶

寬帶目前還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義，從一般的角度理解，它是能夠滿足人們感觀所能感受到的各種媒體在網(wǎng)絡(luò)上傳輸所需要的帶寬，因此它也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、發(fā)展的概念。目前的寬帶對(duì)家庭用戶而言是指?jìng)鬏斔俾食^(guò)1 M，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連接的非撥號(hào)接入的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及其服務(wù)。普通電話線路的非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)(ADSL)、基于光纖IP網(wǎng)的以太網(wǎng)技術(shù)、有線電視的Cable Modem技術(shù)和基于衛(wèi)星通信的Direct PC技術(shù)等都是寬帶技術(shù)的典型。

寬帶能帶來(lái)什么呢？主要的就是高速上網(wǎng)。現(xiàn)在一些寬帶接入小區(qū)的住戶們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，寬帶不僅有普通網(wǎng)絡(luò)的瀏覽、收發(fā)電子郵件等功能，而且可以滿足語(yǔ)音、圖像等大量信息傳遞的需求，實(shí)現(xiàn)VOD視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)電話、在家炒股、遠(yuǎn)程教育等功能。

二、激光的特點(diǎn)：高亮度、高方向性、高單色性和高相干性

激光的高亮度：固體激光器的亮度更高可達(dá)1 011 W/cm2Sr。不僅如此，具有高亮度的激光束經(jīng)透鏡聚焦后，能在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生數(shù)千度乃至上萬(wàn)度的高溫，這就使其可能加工幾乎所有的材料。

激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地傳遞較長(zhǎng)的距離的同時(shí)，還能保證聚焦得到極高的功率密度，這兩點(diǎn)都是激光加工的重要條件。

激光的高單色性：由于激光的單色性極高，從而保證了光束能精確地聚焦到焦點(diǎn)上，得到很高的功率密度。

激光的高相干性：相干性主要描述光波各個(gè)部分的相位關(guān)系。正是激光具有如上所述的奇異特性，因此，在工業(yè)加工中得到了廣泛的應(yīng)用。

目前，激光已廣泛應(yīng)用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、異孔、膏藥打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等)、激光淬火、激光熱處理、激光打標(biāo)、玻璃內(nèi)雕、激光微調(diào)、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復(fù)電路、激光布線技術(shù)、激光清洗等。

三、網(wǎng)絡(luò)對(duì)青少年的不良影響

1．網(wǎng)絡(luò)對(duì)青少年形成正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀存有潛在威脅

網(wǎng)絡(luò)是一張無(wú)邊無(wú)際的“網(wǎng)”，內(nèi)容龐雜、良莠不齊，青少年在互聯(lián)網(wǎng)上頻繁接觸西方國(guó)家的宣傳論調(diào)、文化思想等，這就使他們頭腦中的中國(guó)傳統(tǒng)文化、觀念和我國(guó)的主流意識(shí)形態(tài)形成沖突，使青少年的人生觀、價(jià)值觀和世界觀產(chǎn)生傾斜，甚至盲從西方，長(zhǎng)此以往，對(duì)我國(guó)青少年的思想意識(shí)形態(tài)必將起到潛移默化的作用，對(duì)社會(huì)安定形成一種潛在威脅。

2．互聯(lián)網(wǎng)使許多青少年沉溺于虛擬世界，脫離現(xiàn)實(shí)，使一些青少年荒廢學(xué)業(yè) 與現(xiàn)實(shí)社會(huì)不同，青少年在網(wǎng)上面對(duì)的是一個(gè)虛擬的世界，它不僅滿足了青少年占有各種信息的需要，也給人際交往留下了廣闊的想象空間。以一個(gè)不斷改變包裝了的新形象去聊天、交友和參與網(wǎng)絡(luò)游戲等，從而更易獲得成功和受別人的關(guān)注，隨意發(fā)表言論，又不受任何法規(guī)和法律的約束，并且不必承擔(dān)現(xiàn)實(shí)生活中的壓力和責(zé)任，虛擬世界的這些特點(diǎn)，使得不少青少年寧可整夜整日沉溺于虛幻的環(huán)境中而不愿面對(duì)現(xiàn)實(shí)生活。而無(wú)限制地泡在網(wǎng)上對(duì)他們的日常學(xué)習(xí)、生活產(chǎn)生很大的影響，輕者視力下降，精神萎靡不振，學(xué)習(xí)成績(jī)下滑，重者荒廢學(xué)業(yè)。

3．互聯(lián)網(wǎng)中的不良信息和網(wǎng)絡(luò)犯罪對(duì)青少年的身心健康和安全構(gòu)成了危害 當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)對(duì)青少年的危害主要集中到兩點(diǎn)，一是某些人實(shí)施諸如詐騙或性侵害之類(lèi)的犯罪，二是黃色垃圾對(duì)青少年的毒害。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家調(diào)查，互聯(lián)網(wǎng)上非學(xué)術(shù)性信息中，有47%與色情有關(guān)，網(wǎng)絡(luò)使色情內(nèi)容更容易傳播。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，60%的青少年雖然是在無(wú)意中接觸到網(wǎng)上黃色信息的，但自制力較弱，青少年往往出于好奇或沖動(dòng)而進(jìn)一步尋找類(lèi)似信息，而深陷其中。

網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，給不法商人帶來(lái)了可鉆的空子。不少的色情、暴力、賭博等不良網(wǎng)站應(yīng)運(yùn)而生。其次，網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了人與人之間的許多紛爭(zhēng)。因?yàn)閷?duì)于網(wǎng)絡(luò)，政府出臺(tái)的政策不夠完善，所以有許多關(guān)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問(wèn)題在源源不斷地產(chǎn)生。

4．網(wǎng)絡(luò)帶給人們的不僅是思想上無(wú)形的傷害，對(duì)于許多網(wǎng)民的健康也造成不可忽視的傷害。在電視上我們就曾經(jīng)多次看到這樣的報(bào)道：某某青少年由于上網(wǎng)玩游戲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成下身忽然癱瘓、不能動(dòng)彈，嚴(yán)重的還有休克昏迷的例子。由于電腦對(duì)于人體的輻射，如果人長(zhǎng)時(shí)間地坐在電腦前不活動(dòng)，就極容易造成種種難以預(yù)期的身體上的傷害。最顯著的就是對(duì)于視力的損害。

網(wǎng)絡(luò)上的信息儲(chǔ)量和翻新速度雖有極大的優(yōu)勢(shì)，但恰恰因?yàn)榇颂幍膬?yōu)勢(shì)，人們需要另外花費(fèi)一些成本來(lái)進(jìn)行挑選甄別，以便尋到自己所需要的東西，以至于額外地支付了許多時(shí)間和精力，不僅如此，人們常常流連于某些垃圾和無(wú)用的信息上卻沒(méi)有得到足夠的益處。網(wǎng)絡(luò)的最大用處在于溝通、搜索和娛樂(lè)，當(dāng)你抱怨上網(wǎng)的時(shí)間過(guò)多的時(shí)候，應(yīng)該警醒了，網(wǎng)絡(luò)通常只是充當(dāng)淺嘗的境地，不可指望于此成就你的美好夢(mèng)想，包括大量的閱讀和持之以恒的學(xué)習(xí)。光陰從來(lái)匆迫，務(wù)請(qǐng)適時(shí)關(guān)機(jī)。

四、衛(wèi)星通信的發(fā)展歷程

衛(wèi)星通信是利用位于高空36 000千米并與地球同步運(yùn)轉(zhuǎn)的通信衛(wèi)星作為中繼，使各地地面接收站間得以實(shí)現(xiàn)雙向通信。地面接收站裝有拋物天線，對(duì)準(zhǔn)高空軌道的同步衛(wèi)星，衛(wèi)星上天線和轉(zhuǎn)發(fā)器起作用，好像一條微波線路的中繼站。

衛(wèi)星通訊是20世紀(jì)60年代開(kāi)始的，迄今已接連發(fā)射了幾代國(guó)際通訊衛(wèi)星。在地球高空軌道安放3個(gè)同步衛(wèi)星，就可覆蓋全球的地面，實(shí)現(xiàn)全球國(guó)際通信和電視節(jié)目傳輸。衛(wèi)星通訊只需在兩地各設(shè)地面站就能相互通信，因此在地面崎嶇地區(qū)，線路建設(shè)比較容易。

由于衛(wèi)星通訊各方面的技術(shù)已經(jīng)十分普遍，費(fèi)用逐漸下降，現(xiàn)在不但個(gè)別的國(guó)家有能力利用，甚至連個(gè)別的商業(yè)機(jī)構(gòu)也在躍躍欲試了。將來(lái)，通訊衛(wèi)星還可能提供另一種全新的服務(wù)，因?yàn)槟軌蛑苯觽魉偷牟粏问请娫捄碗娨暎恍偶?bào)紙及其他形式的信息都能從世界上幾乎任何地方傳送到家中，或許就在電視屏幕上顯示。

1958年12月，美國(guó)發(fā)射了“軌道中繼通訊衛(wèi)星”。衛(wèi)星向地球廣播預(yù)先錄好的艾森豪威爾的圣誕賀詞。“軌道中繼通訊衛(wèi)星”在軌道上運(yùn)行一個(gè)多月后，進(jìn)大氣層燒毀。1960年4月，美國(guó)發(fā)射的“信使1B號(hào)”是第一顆裝有強(qiáng)大放大器的通訊衛(wèi)星。“信使1B號(hào)”重達(dá)250 kg，電源由19 152個(gè)太陽(yáng)能電池組成，信號(hào)放大系統(tǒng)可以將信號(hào)放大后再發(fā)射出去。

美國(guó)在1962年7月10日發(fā)射了“通訊號(hào)衛(wèi)星”，它的能源來(lái)自3 600個(gè)太陽(yáng)能電池。“通訊衛(wèi)星”可以容納六十條電話線路或一個(gè)電視頻道。最早實(shí)現(xiàn)同步通訊的是美國(guó)的試驗(yàn)性衛(wèi)星“同步通訊衛(wèi)星一號(hào)”。它可以達(dá)到22 300千米的高度，在這個(gè)高度上，衛(wèi)星環(huán)繞地球的速度與地球自轉(zhuǎn)一致。衛(wèi)星與地面位置相對(duì)固定。

1965年4月6日，美國(guó)的“晨鳥(niǎo)”號(hào)通信衛(wèi)星發(fā)射成功，后稱(chēng)“國(guó)際通信衛(wèi)星”1號(hào)。它高0.6米，直徑0.72米，質(zhì)量39千克，可以容納240條電話線路或一條彩色電視頻道。

到目前為止，我國(guó)已發(fā)射多顆同步通信衛(wèi)星，用來(lái)轉(zhuǎn)播電視、無(wú)線電話和其他數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，衛(wèi)星通訊技術(shù)已經(jīng)十分成熟，人們的日常生活越來(lái)越依賴(lài)衛(wèi)星通訊了。

第四篇：人教版九年級(jí)全冊(cè)21.4越來(lái)越寬的信息之路(教案)

《越來(lái)越寬的信息之路》教案

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識(shí)與技能

常識(shí)性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信 了解光纖通信的優(yōu)點(diǎn)和原理

了解網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展過(guò)程和優(yōu)點(diǎn)，掌握發(fā)的電子郵件的方法。2.過(guò)程與方法

通過(guò)了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的知識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3.情感態(tài)度和價(jià)值觀

通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí)，了解科技為人類(lèi)帶來(lái)的便利，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

【教學(xué)重點(diǎn)】

現(xiàn)代通信的優(yōu)點(diǎn)及原理。

【教學(xué)難點(diǎn)】

了解現(xiàn)代通信知識(shí)。

【教學(xué)方法】

合作 探究 交流

【教學(xué)用具】

多媒體教學(xué)課件、視頻

【課時(shí)安排】

1課時(shí)

【教學(xué)過(guò)程】

一、創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入新課

通過(guò)同學(xué)們討論古代人、現(xiàn)代人傳遞信息的方式、傳遞的信息量有什么變化？講5分鐘的故事和放映五分鐘的電影，它們傳遞的信息量是不一樣的。

相同時(shí)間內(nèi)，電視比電臺(tái)廣播能傳遞更多的信息。信息理論表明：

作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷＝陙?lái)，無(wú)線電通信、電視、廣播等所用的頻率越來(lái)越高，也可以說(shuō)，信息之路越來(lái)越寬了。以此引入新課。

二、探究新知

（一）微波通信

微波信號(hào)的波長(zhǎng)在10 m ～1 mm之間，微波信號(hào)的頻率在30 MHz ～3 ×105 MHz之間。

一條微波線路可以同時(shí)開(kāi)通幾千、幾萬(wàn)路電話。說(shuō)明微波通信信息容量大。

傳播路徑：接近于光波，不能沿地球表面繞射。必須靠微波中繼站來(lái)傳遞信息。動(dòng)畫(huà)展示微波傳遞的過(guò)程

無(wú)法建設(shè)中繼站。

問(wèn)題：能否用月亮做中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信？

缺點(diǎn)：信號(hào)傳遞越遠(yuǎn)，信號(hào)衰退，時(shí)間延遲，需要的中繼站越多。且遇到大山、大海時(shí)，根本就

解決方案：采用衛(wèi)星通信。

（二）衛(wèi)星通信

利用衛(wèi)星作為信息中繼站

太遠(yuǎn)，時(shí)間延遲、信號(hào)衰退、且只有兩地同時(shí)看到月亮?xí)r才可以完成通信。

用碟形天線（大鍋）接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)

同步通信衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期跟地球自轉(zhuǎn)的周期相同，所以叫做“同步”衛(wèi)星。動(dòng)畫(huà)展示衛(wèi)星繞地球自轉(zhuǎn)。

地球周?chē)鶆蚍植既w地球同步通信衛(wèi)星就可以覆蓋全球。

中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可提供全天候的即時(shí)定位系統(tǒng)。

（三）光纖通信

光是比微波頻率高得多的電磁波。光通信這條“信息高速公路”更寬廣。

利用頻率單

一、方向高度集中的激光進(jìn)行通信，效果很好。

光纖通訊技術(shù)是近幾十年才發(fā)展起來(lái)的

1960年，美國(guó)科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，它能產(chǎn)生頻率單

一、方向高度集中的光----激光。

1966年，華裔物理學(xué)家高錕提出用光纖通信的構(gòu)想，這使得用光進(jìn)行通信的幻想得以實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)演示——光可以沿著水流傳播視頻播放。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：光的傳播方向發(fā)生改變，沿著水流方向傳播。

實(shí)驗(yàn)原理：全反射，即指光由光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。思考：光的全反射現(xiàn)象有何應(yīng)用？ 光導(dǎo)纖維：光在光導(dǎo)纖維中的傳播

光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：

（1）傳輸頻率極高，通信容量很大；（2）光纖衰減小，無(wú)中繼設(shè)備，傳輸距離遠(yuǎn)；（3）頻率穩(wěn)定，信號(hào)傳輸質(zhì)量高；（4）光纖抗電磁干擾，保密性好。

（四）網(wǎng)絡(luò)通信 電子郵件的傳送方式

計(jì)算機(jī)可以高速處理各種信息，把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。通過(guò)因特網(wǎng)可以收發(fā)電子郵件，看到不斷更新的新聞，查到所需的各種資料。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)傳送越來(lái)越大的信息量，信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動(dòng)畫(huà)面的需要，我們已經(jīng)可以輕松地在網(wǎng)上看電視了。

知識(shí)拓展 激光的應(yīng)用視頻

三、課堂小結(jié)

1、電磁波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷Ｍㄐ蓬l率越來(lái)越高，信息之路越來(lái)越寬。

2、微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。

四、課堂練習(xí)

1．關(guān)于現(xiàn)代通信和電磁波，下列敘述正確的是（B）A．光纖通信傳輸?shù)男畔⒘亢艽螅饕糜跓o(wú)線電廣播 B．衛(wèi)星通信利用人造衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行通信 C．電磁波的應(yīng)用對(duì)人類(lèi)有利無(wú)害 D．電磁波不能在真空中傳播

2．（2016?東營(yíng)）通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，4G手機(jī)以其上網(wǎng)速快、傳遞信息量大備受人們喜愛(ài)，4G手機(jī)傳遞信息利用的是（D）

A．紫外線 B．紅外線 C．超聲波

D．電磁波

3、（2016?株洲）隨著社會(huì)的進(jìn)步，光纖網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始進(jìn)入普通老百姓家庭。光纖的主要用途是（C）A．輸電 B．導(dǎo)熱 C．通信

D．照明

4、我們經(jīng)常在媒體上聽(tīng)到“信息高速公路”一語(yǔ)，它指的是（B）A、高速行駛的公路 B、利用光纖的通信 C、利用微波的通信 D、利用衛(wèi)星的通信

五、作業(yè)布置

1、完成課后動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理

2、完成本節(jié)課對(duì)應(yīng)練習(xí)題

板書(shū)設(shè)計(jì)

21.4 越來(lái)越寬的信息之路

一、微波通信

作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷?/p>

二、衛(wèi)星通信

實(shí)質(zhì)：用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站

三、光纖通信

容量極大、不怕雷擊、不受電磁干擾，通信質(zhì)量高，保密性好

四、網(wǎng)絡(luò)通信

【教學(xué)反思】

這節(jié)課的容量大，名詞術(shù)語(yǔ)多，比較抽象，所涉及的現(xiàn)象多與自己身邊的事例有關(guān)，所以多結(jié)合自己身邊的現(xiàn)象來(lái)分析，該課也是不難理解的。比如利用手機(jī)講微波、將各地常見(jiàn)到的地面衛(wèi)星接收天線能收到電視節(jié)目與衛(wèi)星通信聯(lián)系起來(lái)、光導(dǎo)纖維也可以與日常生活相結(jié)合，讓這些抽象、陌生的東西具體化，學(xué)生學(xué)起來(lái)就有興趣了。

第五篇：2014九年級(jí)物理全冊(cè) 第21章 第4節(jié) 越來(lái)越寬的信息之路教案 (新版)新人教版

21.4 越來(lái)越寬的信息之路

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．常識(shí)性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信．

2．通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí)，了解科技為人類(lèi)帶來(lái)的便利，提高學(xué)科學(xué)的興趣． 【基礎(chǔ)知識(shí)精講】

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人類(lèi)傳遞的信息量越來(lái)越大，由無(wú)線廣播發(fā)展到電視，增加了圖像的信息，但如同人類(lèi)的進(jìn)步無(wú)法停止，信息的傳遞繼續(xù)發(fā)展．

信息傳輸?shù)亩嗌倥c什么有關(guān)呢？信息理論表明，作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉啵?/p>

根據(jù)電磁波家族成員特點(diǎn)：c＝λf可知，波長(zhǎng)越短的電磁波，頻率越高．相對(duì)無(wú)線電波，（長(zhǎng)波、中波、短波）微波的波長(zhǎng)更短、頻率更高，因此可以傳輸更多的信息．我們可以形象地比喻為——信息之路越來(lái)越寬了．

1．微波通信

同無(wú)線電波相比，微波的波長(zhǎng)更短，在1 mm至10 m之間，頻率更高，在30 MHz至3×10 MHz之間，一條微波線路可以傳輸更多的信息，因此可在上面通行幾千、幾萬(wàn)路電話．

但微波傳輸過(guò)程需要在其中建中繼站，因?yàn)榈厍蚴乔蛐危⒉ㄐ再|(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射．所以在每傳播一定距離后需將微波向地面引，如圖9－7所示．根據(jù)實(shí)際情況必須每隔大約50 km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站．而且傳播的越遠(yuǎn)中繼站需要的越多．

5圖9－7 微波通信受到挑戰(zhàn)是因?yàn)楸仨毥ㄔO(shè)中繼站，并且在遇到雪山，大洋根本無(wú)法建設(shè)，這樣就受到限制．如何解決這一問(wèn)題呢？

開(kāi)始有人想利用月球做中繼站，但由于月球離我們太遠(yuǎn)，沒(méi)有足夠能量的微波無(wú)法到達(dá)月球，更無(wú)從談到攜帶信息反射回地面．后來(lái)人們想在天空中人造一個(gè)衛(wèi)星做中繼站，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，這得益于人造衛(wèi)星的發(fā)展．

2．衛(wèi)星通信

航天事業(yè)的發(fā)展使人類(lèi)已飛出地球，在太空中建立太空站，可以發(fā)射人造衛(wèi)星為我們服務(wù)，用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站，很好地解決了地面中繼站的弊端，實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙中繼，覆蓋整個(gè)地球（360°）只需三顆通訊衛(wèi)星如圖9－8．衛(wèi)星通訊標(biāo)志著信息已可全球化．

圖9－8 3．光纖通信

依然根據(jù)c＝λf．比微波頻率更高的電磁波是光波．能否運(yùn)用光波傳送信息呢？如果用光波傳送信息，這條“信息高速路”要比短波、微波寬出百萬(wàn)倍、千萬(wàn)倍．但發(fā)展光波通訊遇到這樣一個(gè)問(wèn)題，普通的光源夾雜了許多不同波長(zhǎng)的光，難以攜帶信息或無(wú)法從光波中分離出信息．要想解決問(wèn)題得制造一種單一且方向高度集中的光，作為載體才行．1960年，美國(guó)科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，激光是一種單一，方向高度集中的光，它攜帶信息時(shí)，可以從中將信息分離出來(lái)．

圖9－9 激光用于通信，由于攜帶信息量可以更多，因此得到快速發(fā)展，各個(gè)國(guó)家都有光纜的通信工程，光纜是光信息的路徑，是一種用玻璃做成的光導(dǎo)纖維，光在里面經(jīng)過(guò)數(shù)次反射，最終從光纜另一頭射出．如圖9－9所示．光導(dǎo)纖維內(nèi)心是空的，外面敷上保護(hù)層．由于光的頻率很高，所以可以同時(shí)傳遞聲音、圖像等信息．

4．網(wǎng)絡(luò)通信

信息的發(fā)送和接收都已經(jīng)知道，但信息量的增大使人們面臨著管理或挑選的問(wèn)題，計(jì)算機(jī)可以處理大量的信息，而且速度快．

把計(jì)算機(jī)同信息網(wǎng)絡(luò)連在一起，就叫做網(wǎng)絡(luò)通信．網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)越性是很明顯的，由于計(jì)算機(jī)介入信息的管理，人們又步入了一個(gè)嶄新的信息時(shí)代．

目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件．

如圖9－10所示，每人的計(jì)算機(jī)分別跟一個(gè)叫做服務(wù)器的大計(jì)算機(jī)相連，這就是平常說(shuō)的上網(wǎng)．如同郵局與寄信人和收信人的關(guān)系．甲、乙計(jì)算機(jī)相當(dāng)于收（寄）信人，而服務(wù)器相當(dāng)于郵局，當(dāng)甲發(fā)給乙一封電子郵件時(shí)，他的服務(wù)器A把郵件送到B儲(chǔ)存起來(lái)．一旦乙上網(wǎng)，他就能從自己的服務(wù)器B得到這個(gè)郵件．每臺(tái)電腦都有自己的“信箱”，即自己的“地址”，這樣“郵遞員”才能將信件送到準(zhǔn)確的位置．

圖9－10 網(wǎng)絡(luò)通訊的“郵寄員”是集合現(xiàn)在通信載體的優(yōu)點(diǎn)，他是導(dǎo)線、光纜、微波?的組合體．有時(shí)還運(yùn)用通信衛(wèi)星等各種通信手段．隨著通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化程度越來(lái)越高，人們的溝通可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到近乎“面對(duì)面”的程度，這得益于網(wǎng)絡(luò)通信可以在很短時(shí)間內(nèi)傳遞大量的信息，而且信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動(dòng)畫(huà)面的直接需要，我們可以在網(wǎng)上輕松地看電視了．

利用網(wǎng)絡(luò)通信收發(fā)電子郵件是最基本的功能．每個(gè)用戶都有自己的信箱，信箱都編有地址名．例如：xiaolin@server．com．cn表示信箱屬于一個(gè)自稱(chēng)“xiaolin”的人，他的服務(wù)器名叫sever．com．cn．其中“cn”是china的簡(jiǎn)寫(xiě)，表示這個(gè)服務(wù)器是在中國(guó)注冊(cè)的．

世界上凡是計(jì)算機(jī)集中的地方，例如企業(yè)、機(jī)關(guān)、某些居民小區(qū)等，大都已經(jīng)把自己的計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起了．這些網(wǎng)絡(luò)又互相聯(lián)結(jié)，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做因特網(wǎng)．因特網(wǎng)已經(jīng)成為21世紀(jì)信息社會(huì)的基礎(chǔ)．全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過(guò)一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就可以做到“秀才不出門(mén)，便知天下事”．人們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)查閱資料、看新聞、購(gòu)物、進(jìn)行視頻點(diǎn)播，可以上網(wǎng)和朋友聊天．另外可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等．網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)角落．

【拓展訓(xùn)練】 微波

微波也叫超高頻無(wú)線電波，是無(wú)線電波中波長(zhǎng)最短的一個(gè)波段，其波長(zhǎng)范圍的上限約為幾米，下限通常定為1 mm．

微波有許多特性，它除了具有電磁波的基本屬性之外，還有波長(zhǎng)短、頻率高等特點(diǎn)．這

些都是一般無(wú)線電波無(wú)法比擬的，這些特性使它能滿足科研、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中多方面的特殊需要，并逐步為世人矚目．

首先我們已經(jīng)知道微波在廣播電視和通訊方面必不可少．其次微波能穿透電離層，而其他無(wú)線電波都要被電離層反射回地面，所以只能用微波來(lái)進(jìn)行衛(wèi)星通訊和地面與衛(wèi)星、飛船之間的聯(lián)系．

雷達(dá)是微波探測(cè)設(shè)備，一般雷達(dá)的工作頻率是3×10 Hz至10×10 Hz，由于波長(zhǎng)短，有利于精確地測(cè)量距離和時(shí)間；微波與光類(lèi)似，它是在空間沿直線傳播，遇到障礙物就像光的反射，并且可以用反射鏡反射或透鏡來(lái)聚集微波的能量，雷達(dá)所用天線像探照燈一樣，把發(fā)射功率基本上全部集中于窄束之內(nèi)輻射出去，還能收到目標(biāo)反射回來(lái)的反射波，從而確定目標(biāo)的方向、距離，甚至大小和形狀．

雷達(dá)不僅可以偵察敵情，搜索飛機(jī)和艦船、坦克等，還能控制導(dǎo)彈與炮火，跟蹤衛(wèi)星、洲際導(dǎo)彈和宇宙火箭．雨、云、雪、霧對(duì)微波都有不同程度的吸收與反射，因此用氣象雷達(dá)可以預(yù)報(bào)天氣情況．現(xiàn)代艦船和飛機(jī)上，都裝有無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備，架設(shè)在海港、機(jī)場(chǎng)上的特種雷達(dá)可以指揮它們防止碰撞，并能在惡劣的天氣里安全行駛，更高級(jí)的雷達(dá)還能根據(jù)太陽(yáng)的輻射識(shí)別方向并測(cè)定自己在海上的位置．

另外，微波還可用來(lái)加熱．由于微波波段靠近紅外波段，因此其熱效應(yīng)很顯著．它的優(yōu)點(diǎn)是熱效率高、時(shí)間短．由于微生物在微波場(chǎng)中能得到選擇性加熱，因而微波能在環(huán)境溫度低的情況下把食物、藥品中的害蟲(chóng)和細(xì)菌殺死．