人教版物理九年级下册第4节 越来越宽的信息之路教案

21.4 越来越宽的信息之路 教学目标 一、知识与技能 常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。 二、过程与方法 通过自主合作学习本节知识，培养学生敢于发表自己见解的意识,提高学生应用物理知识解 决实际问题的能力。 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,提高学生学习科学的兴趣,使学生养成 关心科学前沿的意识。 教学重点 了解现代通信知识。 教学难点 了解现代通信知识。 课前准备 多媒体课件。 教学过程 新课引入 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）。 学生们交流、讨论后说：电视传播的信息比声音广播多。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。 教师归纳总结：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。那我们今天就来学习相关的知识。 合作探究 探究点一 微波通信 活动 1：为什么要用微波通信？大家阅读课本，讨论交、流后并回答问题。 学生讨论、交流后回答：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。 活动 2： 微波具有哪些性质？大家阅读课本，讨论交、流后并回答问题。 学生讨论、交流后回答：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。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。 活动 3：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。 学生讨论、交流后回答：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。 探究点二 卫星通信 活动 1：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）让同学们讨论、交流说出自己的见解。 教师归纳总结：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。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。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。 探究点三 光纤通信 活动 1：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。 同学们交流讨论后回答：（1）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。（2）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。 （3）通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（optical fiber）里传播。（4）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。 （5）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。（6）光缆是数条光 纤敷上保护层，制成多芯光缆。 活动 2：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，看到了什么？这个实验说明了什么。 实验：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。 同学们交流讨论后回答：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。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。 探究点四 网络通信 :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。交流讨论你知道了哪些新的知识。 同学们交流讨论后说: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。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。 电子邮件的传递方式是 活动 2：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”。 板书设计 第 4 节 越来越宽的信息之路 （1）微波通信 （2）卫星通信 （3）光纤通信 （4）网络通信 教学反思 这节课的容量比较大，名词术语多，也是比较抽象的，涉及到很多与我们身边的示例。所以 多结合自己身边的现象来分析，这节课就不难理解。 1．利用手机讲解微波。将身边用于微波通信用的高塔结合七里啊，学生就容易理解中继站 的含义。 2．将各地常见到的地面卫星接收天线能收到电视节目与卫星通信联系起来，学生页不难理 解卫星通信 3．光导纤维和家中的网络联系起来，让学生深切感受到这些东西，学生学起来就更有兴趣。 4．讲述我国的通信技术的发展，增强学生的兴趣和爱好。