2017年秋九年级物理全册 21.4 越来越宽的信息之路导学案 (新版)新人教版

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1、1 越来越宽的信息之路课题 越来越宽的信息之路 课型 新授课 知识与 技能 1.常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信. 2.通过教学使学生了解:为什么要用微波通信?如何实现微波通 信?了解微波性质接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地球表 面绕射的特性,了解微波传播过程中的一些缺陷以及这些缺陷如 何通过卫星通信来弥补. 3.了解光纤通信的原理和优点. 4.了解网络通信的发展过程和优点,掌握收发电子邮件的方法. 过程与 方法 通过了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的知识,提 高学生运用物理知识解决实际问题的能力. 教学 目标 情感、态 度与价值 观 通过学习现代通信知识,了解科

2、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. 教具 准备 多媒体课件、视频资源、光纤等. 教学 难点 微波通信、卫星通信、光纤通信、 网络通信的优点和原理. 教学 课时 1.5课时 1.微波通信:微波的波长在10m到1mm之间,频率在30MHz到310 5 MHz之间, 一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话 2.卫星通信:卫星通信是指利用卫星做中继站的微波通信方式 3.光纤通信:光纤通信是指利用频率更高的激光进行信息传递 课前 预习 4.网络通信:目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件 巩固 复习 教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的对应练习(教师

3、可有针 对性地挑选部分难题讲解) ,加强学生对知识的巩固. 新课 导入 上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程,那么电视和无线电广播 相比,在相同的时间内哪个传输的信息多?大家请看屏幕(多媒体机播放视频) . 生1:电视传输的信息比无线电广播多. 生2:电视除能通过声音得到信息,还可以通过图象得到大量信息. 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.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.这就是我们今天所要讨论的课题. 课外拓展: 微波的基本性质通常呈现为 穿透、反射、吸收三个特征.对 于玻璃、塑料和瓷器

4、,微波 几乎是穿越而不被吸收,对 于水和食物等就会吸收微波 而使自身发热,而对金属类 东西,则会反射微波.2 一 微波通信 1.频率宽泛,容量大 问题:为什么要用微波通信呢? 大家阅读课本,回答问题. 生:微波(microwave)的波长在10m1mm之间,频率在30MHz3105MHz 之间,比中波和短波的频率更高,它可以同时开通几千、几万路电话,所以传 输的信息更多. 2.直线传播损失大,需要中继站 微波沿直线传播不能绕射,因此衰减很快,要使它传向远方,必须建设中 继站,像接力赛那样,一站一站地向外传播. 举例:移动、联通通信网络各自都有自己的中继塔,就是想让信号传递到 人们活动的各个角落

5、. 问题:高山、大洋中无法建设中继站,怎么办呢?能不能利用地球的卫星 月亮进行微波中继通信呢? 需要在高处悬挂一个中继站.月亮能做中继站,但是用月亮作为中继站不好. 虽然月亮可以反射微波,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.现在,人类发明了人造卫星,实现了卫星 通信的梦想. 二 卫星通信 1.问题:做中继站的卫星可以随便移动吗? 卫星如果相对地球静止,这样的卫星叫做地球同步卫星. (做中继站的卫星是地球同步卫星,相对地球静止,不随便移动的.) 大家看屏幕,多媒体播放视频“人

6、造卫星 ”. 2.卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成. 看书了解地面接收站的天线形状和朝向. 3.全球通信只需要三颗卫星(如图) 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. 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. 进行 新课 三 光纤通信 师: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.这就是光纤通信,请看屏幕(用多媒 体

7、播放光纤通信资料) ,通过讨论说出你对光纤通信的了解. 备 课 笔 记 小组问题探讨: 分析一下微波通信、卫星通 信、光纤通信之间的联系与 区别. 课外拓展: 卫星通信系统 卫星通信系统由卫星端、地 面端、用户端三部分组成. 卫星端在空中起中继站的作 用,即把地面站发上来的电 磁波放大后再返送回另一个 地面站,卫星星体又包括两 大子系统:星载设备和卫星 母体.地面站则是卫星系统 与地面公众网的接口,地面 用户也可以通过地面站出入 卫星系统形成链路,地面站 还包括地面卫星控制中心, 及其跟踪、遥测和指令站. 用户端即是各种用户终端.3 学生讨论,回答. 师:光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输

8、.光纤通信的通信容量大, 通信质量高,保密性好.光能沿弯曲的玻璃丝传播,观察演示(如图). 把大塑料瓶用不透光的纸包上,瓶的侧壁开个小孔,在塑料瓶内盛满水, 水中有一个光源,观察水流中的光. 生1: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2: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. 四 网络通信 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

9、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”. 请大家看屏幕(多媒体播放网络通信) ,了解网络通信. 1.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. 2.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. 3.电子邮件的传递方式是 教学 板书 课堂 小结 本节我们学习了微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信的知识. 知识拓展: 光纤通信所用的是激光.普 通的光源夹杂许多不同波长 (频率)的光

10、,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. 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.4 教材 习题 解答 动手动脑学物理(P163) 1.解答:已知电磁波要传播的距离是236000km,电磁波的传播速度 3108m/s,延迟的时间t=sv=236000km3105km/s=0.24s.市内电话不需要卫 星做中继站,相隔的距离比较近,需要的时间很短,故没有这种延迟. 2.解答:电视利用了微波通信,北斗导航利

11、用了卫星通信,宽带上网利用 了光纤通信,发送电子邮件利用了网络通信. 3.解答: 难题 解答 【例】我们所说信息之路越来越宽的含义是() A.传递信息时,我们走的高速公路很宽 B.仅指传递信息的方式越来越多 C.仅指传递信息所用的电磁波频率越来越高 D.传递信息所用电磁波的频率越来越高,传递信息的方式也越来越多 解析:我们所说的信息之路越来越宽,应从两个方面来理解: 其一,从信息的传递方式来说,传递信息的方式越来越多;其二,从传递 的信息量上来说,我们所用的电磁波所能携带的信息量越来越大. 答案:D 易错提示: 在理解“信息之路越来越宽” 时容易只考虑一个方面,而 忽略另外一个方面. 科学链接: TCP是英文Transmission Control Protocol的缩写, 中文翻译为“传输控制通信 协议”. IP则是Internet Protocol的缩写,中文翻 译成“国际互联网通信协议” .5 布置作业:教师引导学生课后完成本课时对应练习,并提醒学生预习下一课时的内容。 这节课的容量大,名词术语多,比较抽象,但所涉及的现象多与身边的事 例有关,所以多结合身边的现象来分析就不难理解了. 教学过程中老师的疑问: 教学 反思 教师点评和总结:

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