《【典中点】人教版九年级物理教案 21.4 【教案二】 越来越宽的信息之路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【典中点】人教版九年级物理教案 21.4 【教案二】 越来越宽的信息之路（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4节 越来越宽的信息之路信息理论表明，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了，我们可以形象地说，信息之路越来越宽了。“微波通信”和“卫星通信”，本环节要讲清楚什么是微波，它的波长和频率分别在哪个范围，可以和前面学过的电磁波家族图作比较，看一看微波是在哪个位置。微波具有什么性质，为弥补它的缺点，应该采取什么措施？为实现全球通信，又应该采取什么措施？“光纤通信”，首先要让学生明白，开发研究“光通信”的意义就在于光与微波相比有更高的频率，可以传输更多信息，容量更大。如果让光在固定的通道里传输，还可以避免外界条件对它的干扰
2、，提高通信质量，于是光导纤维就应运而生了。对此学生可能感到疑惑：在以前的学习过程中讲到“光是沿直线传播的”，又怎么可以沿着人为设定的通道传播呢？为打消学生的疑虑，接着做“光沿水流传播”的演示实验。为拓宽学生的知识面，可以播放光导纤维的生产视频，如果条件允许，还可以带光导纤维的实物到课堂，让学生一睹为快。再引导学生阅读STS的小字部分，让学生为我国的光纤通信事业的发展而自豪的同时，从中了解光缆在通信中的重要作用，使学生自觉爱护光缆。“网络通信”，人们通过互联网可以得到各种各样的信息，电子邮件就是其中的一种。关于电子邮件的使用，一定要边讲边示范，需要讲清如何申请电子邮箱、如何发送、如何接收电子邮件
3、等。计算机之间的连接，除了使用金属导线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。网络的作用当然也不只是收发邮件，还可以浏览新闻、查寻各种资料、视频聊天、网络电视、网络游戏等等多个方面。使学生辩证地看待网络，它是一面双刃剑，合理利用网络，其乐无穷，不合理利用，危害多多。教学重点与难点：了解现代通信知识。课时安排：1课时三维目标一、知识与技能常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。二、过程与方法通过微波通讯、卫星通讯、光纤通信和网络通信的学习，了解通讯的发展过程。三、情感态度与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，同时学习用辩证的观点看问题。课前准备多媒体课件、实物
4、投影一台、光纤棒、激光手电、大可乐瓶子、水、试管、光源、塞子、细线、重物、不透明纸、胶带、可上网的电脑一台。教学设计导入新课方案1：提出问题：自古至今，人们传递信息的方式有许多种，并在不断地发展变化，影响着我们的生活。请各学习小组自备一张纸，写出你们所知道的信息传递方式，并从传播速度和信息容量两个方面分析对比一下，发生了什么样的变化？学生活动：各学习小组在纸片上写完后，用实物投影投放，并请该组学生发言。其他小组如有不同，再展示自己小组的纸片，并发言。来源:学优高考网总结：人们获取信息的途径越来越多，信息传递速度越来越快，且信息量也越来越大。信息理论表明：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内
5、传递的信息就越多。下面我们来学习几种信息传递的方式。方案2：温故知新，导入新课上节课，我们学习了广播、电视信号的发射与接收，那么请同学们思考，它们两者进行对比，哪种形式单位时间内传输的信息量更大呢？学生思考后回答。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。这节课我们来学习其他传输信息的方式。推进新课一、微波通信和卫星通信教师活动：组织学生阅读课本“微波通信”部分，组内交流后，回答以下问题：问题展示：微波的波长和频率分别在哪个范围？它的容量是多少？对比前面学过的电磁波家族图
6、，看一看微波与可见光是否很近。这就决定了它的性质更接近谁。为克服微波的这一缺陷，需要怎么做？我们知道地球表面决非只有平原，还有雪山、大洋，遇到这种地形时应该怎么克服呢？能不能利用地球的卫星月球进行中继通信呢？为什么？生活中，我们接收的哪些节目是通过卫星来传输的？要想实现全球通信，需要几颗同步通信卫星？通信卫星是借助于什么能量进行工作的？地面上的蝶形天线是干什么用的？学生活动：阅读课本，查找以上问题的答案，并力争独辟蹊径，说出自己对某一问题的看法。针对课本中的内容和图片，提出你还想知道有关它们的哪方面信息，又该如何获取呢？总结：微波是指波长在10 m1 mm之间，频率在30 MHz3105 MH
7、z之间。因为它的频率很高，所以信息容量很大，一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。从电磁波家族图上可以看出，微波距离可见光很近，因此微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地面绕射。为克服微波的这一缺陷，必须每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，像接力棒一样，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。遇有雪山、大洋无法建立中继站时，需要借助于卫星进行转接。地球的卫星月亮，是不能作微波中继站的，因为距离太远，信号衰减、时间延迟，而且只有当两个通信点同时看到月亮时，才能完成这两点的通信。随着科技的发展，人们已经能够发射人造卫星了，通信用的卫星大多是相对地球静止不动的。如果在地球的周围
8、均匀地配置3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。2008年5月12日的汶川大地震，给四川人民带巨大的损失，有关的时况转播就是通过通信卫星来传输到全国乃至全世界，让关心灾区人民的人们及时了解当时的情况。另外，通过卫星传输的还有新闻连线、比赛时况等。通信卫星板状的两翼是太阳电池板，它把太阳能转化成电能，供卫星使用。地面上的蝶形天线是用来接收来自卫星的信号。即学即练(课件展示问题)(1)“嫦娥一号”月球探测卫星，成功地向地球回传了搭载的奥运志愿者歌曲微笑北京，微笑北京是通过_传播到地球的。(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()
9、A月球 B人造卫星 C电视台 D广播电台(4)2008年北京奥运会比赛实况全球转播，至少需要多少颗地球同步卫星()A2颗 B3颗 C5颗 D8颗答案：(1)电磁波(2)A(3)B(4)B二、光纤通信1创设情境，引出光纤通信展示材料：教师拿出光纤棒，打开开关，把散开的光纤部分对着同学们。设问：同学们玩过这种光纤棒吗？那么光为什么可以沿弯曲的线传播呢？此问题引起学生的认识冲突，因为前面的学习中学生知道光是沿直线传播的。就此引发学生对本知识板块的好奇心。2阅读教材，探求新知教师活动：指导学生阅读课本，回答以下问题。来源:学优高考网gkstk学生回答问题后，及时作出点评。组织学生做好演示实验。对实验现
10、象进行解释，并补充有关全反射的知识。(教学说明：全反射的知识，学生以前没有接触到，需要教师做补充性讲解。讲解时要考虑到学生已有的知识基础，即他们已经知道光的反射规律，反射角等于入射角，当入射角增大时，反射角也增大。当光从水或玻璃中斜射向空气时，既发生反射也发生折射，当入射角增大到某一角度时，就只发生反射而不再发生折射，这时就叫做发生了全反射。如下图所示。)投放有关光导纤维丝的制作材料、制作过程，以拓宽学生的视野。组织学生阅读STS部分，让学生为我国的光纤通信事业的发展而自豪的同时，从中了解光缆在通信中的重要作用，使学生自觉爱护光缆。问题展示：既然微波承载的信息量那么大，为什么还要开发新的传输方
11、式？普通光的频率比微波还高，能够携带更多的信息，自然也就进入了科学家的视野，请分析能不能用普通光来传输信息呢。实际应用于通信的激光是在特殊的管道光导纤维里传播的，那么光为什么可以在任意弯曲的管道里传输呢？实验时，需要观察的实验现象是什么？来源:gkstk.Com光导纤维的结构是怎样的？光是如何通过光导纤维把信息传递到远方的？请总结光纤通信的优点。学生活动：阅读课本“光纤通信”部分，思考并回答以上问题。在教师的指导下完成“光沿水流传播”的演示实验装置的装配，并成功完成实验。阅读STS部分，了解我国光纤事业的发展史，了解光缆在通信中的重要作用，以后的生活和社会活动中，自觉爱护光缆。总结：微波通信确
12、实可以传输大量的信息，不过在传输过程中容易受到电磁干扰，还易遭雷击，导致信号传递不够稳定，且距离越远，时间延迟，会导致声音和图像不同步。为提高通信质量，有必要研究开发一种新的信号传输方式。普通的光源夹杂了许多不同波长的光，如果用它作载波，就像收音机同时接收到了许多频率的节目，各种声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。因此，要让光来传输信息，这种光必须是频率单一、方向高度集中才可以。于是“激光”在人们的企盼中诞生了。实验中发现光沿着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑，表明光可以沿着弯曲的水流传播。那么光也可以沿着弯曲的玻璃丝传播。这是光纤通信的实验基础。光从光导纤维的一端射入，在内壁上经过多次反
13、射，从另一端射出，从而可以把信息传到远方。光导纤维由内芯和外套两部分组成，内芯是由很细很细的石英玻璃丝做成的。光纤通信的优点：一是不受外界条件干扰，使激光通信能传播很远，并且能提高通信质量；二是容量大。即学即练(课件展示问题)(1)光纤是一种非常细的玻璃丝，它由_和_两部分组成，光从光纤的一端射入，在内壁上_，从另一端射出，这样就将它携带的信息传到了远方。(2)下列应用激光的几种情况中，错误的是()A利用激光进行通信 B利用激光进行照明C利用激光加工坚硬的材料 D利用激光进行长距离精确测量(3)关于光纤通信，小明同学曾思考这样的问题：在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中
14、是沿直线传播的，激光通信信号怎能从一端传到另一端呢？后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中，终于明白了：激光信号在光纤中()A就像水流沿弯曲水管流动那样 B就像电流沿弯曲导线传播那样C不断地经光纤壁反射而向前传播 D不断地在光纤中折射而向前传播答案：(1)内芯外套多次反射(2)B(3)C三、网络通信来源:gkstk.Com设问：同学们，谁有电子信箱？谁有QQ号码？谁有自己的blog？请说出它们各自有什么用处，你的电子信箱是如何获得的？学生针对自己知道的有关网络的事情，畅所欲言。教师活动：指导学生阅读课本有关“网络通信”的内容，并回答以下问题。针对学生的回答，作出适当点评。通过教室内能够上网的
15、计算机，演示如何申请电子信箱，如何发送邮件，又是如何接收邮件的？(教学说明：此环节也可以请十分熟悉电脑的学生代为演示，一方面增强演示者的自信心，另一方面演示者可能成为其他同学的偶像，促其更加热爱电脑。)组织学生进行总结。问题展示：目前，人们最常用的网络通信形式是什么？电子信箱地址由哪几部分构成？每一部分分别是什么意思？获取电子信箱的方式有哪些？电子邮件的优点是什么？世界上最大的计算机网络叫什么？计算机之间的联结，用到哪些通信手段？学生活动：阅读课本，并回答以上问题。组内学生互换意见，交流有关问题的答案。总结：目前人们最常用的网络通信形式是电子邮件(email)。电子信箱由两部分组成，一个是邮箱的归属人名称，另一个是服务器名称，中间用符号“”连接，这是电子信箱的标致性符号。比如，某电子信箱的地址是：，这表示信箱属于一个
