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第 4 节 越来越宽的信息之路
【教学目标】
1.了解卫星通信、光纤通信、网络通信。
2.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,掌握发电子邮件的方法。
【教学重难点】
1.重点:卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。
2.难点:卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。
【课前准备】
教师:多媒体课件、大塑料瓶、带灯泡的灯口(含插头)、不透光的硬纸。
学生:上网查询现代信息传播的途径。
【教学过程】
【情境引入】
教师用多媒体播放视频:用收音机和电视播报天气预报(各 1 分钟)。
提出问题:声音广播和电视相比,在相同的时间内哪个传输的信息多?
教师根据学生回答,总结:电视广播与声音广播相比,在相同的时间内电视广播可以传输更多的信息。
教师: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。从而引入本节
课题。
【互动新授】
(一)微波通信
1.微波通信:
教师引导:什么是微波?为什么要用微波通信?学生自主学习并回答下列问题。
(1)微波的波长、频率在什么范围?
(2)微波通信有什么优点?有什么缺点?为什么?
甲生:波长在 10 m～1 mm 之间,频率在 30 MHz～3×105 MHz 之间。
乙生:优点:一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
丙生:缺点:每隔 50 km 要设一个微波中继站。
2.微波中继站:
教师提出问题:为什么需要建立微波中继站,它起到什么作用?信号传输得越远,中继站就越多,而遇到
雪山、海洋又无法建设,怎么办?能在月球上建中继站吗?2
学生自主学习交流讨论得出:(1)因为微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射。中继站可以把上一
站传来的微波信号经过处理后,再发射到下一站去,这就像接力赛跑一样,一站传一站,经过很多中继站可
以把信息传递到远方。
(2)增加信号的强度,减少中继站的数量。
(3)在太空建立中继站。
(4)月亮可以作中继站,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,有时还可能接收不到信号。
(二)卫星通信
1.卫星通信:
教师引导:人造卫星作中继站可以吗?说出你了解的卫星通信的知识。
根据学生回答师生共同总结:
(1)卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
2.GPS 全球定位系统:
教师用多媒体播放有关卫星电话系统、电视卫星接受器、全球定位系统(GPS)等资料片。
教师介绍:GPS 接受器在飞机、船只、甚至轿车中得到越来越广的应用。在这些轿车中,你可以把你的
目的地输入到计算机中,然后利用 GPS 指挥汽车行驶。轿车中的电脑甚至可以发出声音告诉驾驶员什么时
候向右转,什么时候向左转。
简介:中国建立的北斗卫星定位系统,可提供全天候的即时定位服务。
(三)光纤通信
1.光纤通信:
教师介绍:光也是一种电磁波,而且它们的频率很高,频率间隔很宽。如果用光来通信,其容量要高出
短波、微波百万倍、千万倍。但如何实现这一目的呢?普通的光源夹杂了许多不同波长(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的节目一样,各种声音重叠在一起,让人无法分3
辨清楚。直到 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
中的光束激光,才使光作为载波得以实现。
2.光缆:
演示实验:教师演示光沿水传播。
师生讨论得出:光不但能够沿直线传播,也可以沿着弯曲的水流传播。也能沿着玻璃丝传播。不管玻
璃丝怎样弯曲,从它一端射入的光都会顺着它传播,再从另一端射出。
教师介绍:为了减少传输损耗,我们现在用高纯度的石英玻璃制成光导纤维来传递光信号。光纤也可
以像电缆一样做成多芯的光缆。光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输。光纤通信的通信容量极大,
不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好。光纤通信成为通信的主力军。
(四)网络通信
问:利用网络你能做什么?
学生举例说明:计算机可以在线玩游戏,可以看时事新闻,可以发电子邮件,可以搜寻各种信息等,还可
以购物、和朋友聊天、进行远程教育、远程医疗等等。
大家会发电子邮件吗?课下给老师发一个邮件。学生自主学习了解网络通信。
师生共同总结:计算机可以高速处理大量信息,把计算机联在一起,可以进行网络通信。计算机网络是
用电缆或电话线、光缆、微波连接起来的一组计算机。计算机允许不同地方的人共同享受信息和软件。
师生形成共识: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。
(五)阅读科学世界:“激光的应用”。
【课堂小结】
教师:通过今天的学习你学到了什么?有什么成功的经验和收获?
学生:1.了解微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信。
2.通过学习现代通信知识,了解了科技为人类带来的便利。
【板书设计】
第 4 节 越来越宽的信息之路
一、微波通信4
二、卫星通信
三、光纤通信
四、网络通信
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