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1、最新新人教版九年第 4節(jié)《越來越寬的信息之路》教案 【學習目標】 1 .常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡通信. 2 .通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利 ，提高學科學的興趣. 【基礎知識精講】 隨著社會的進步，人類傳遞的信息量越來越大，由無線廣播發(fā)展到電視，增加了圖像的信 息，但如同人類的進步無法停止 ，信息的傳遞繼續(xù)發(fā)展. 信息傳輸?shù)亩嗌倥c什么有關呢？信息理論表明 ，作為載體白電磁波，頻率越高，相同時間 內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉? 根據(jù)電磁波家族成員特點： c =入f可知，波長越短的電磁波，頻率越高.相對無線電波 （長波、中波、短波）微波的波長更短、頻率更高 ，因此可

2、以傳輸更多的信息.我們可以形 象地比喻為一一信息之路越來越寬了. 1 .微波通信 5 同無線電波相比，微波的波長更短,在1 mm至10 mN間，頻率更局，在30 MHz至3X10 MH吐間，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、幾萬路電話. 但微波傳輸過程需要在其中建中繼站 ，因為地球是球形.微波性質(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)實際情況必須每隔大約 50 km左右就要建設一個微波中繼站.而且傳播的越遠中 繼站需要的越多. 圖9-7 微波通信受到挑戰(zhàn)是因為必須建設中繼

3、站 ，并且在遇到雪山，大洋根本無法建設，這樣就 受到限制.如何解決這一問題呢？ 開始有人想利用月球做中繼站 ，但由于月球離我們太遠，沒有足夠能量的微波無法到達 月球，更無從談到攜帶信息反射回地面.后來人們想在天空中人造一個衛(wèi)星做中繼站 ，現(xiàn)在 已經(jīng)實現(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，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 ，實現(xiàn)無障礙中繼，覆蓋 整個地球（360 ）只需三顆通訊衛(wèi)星如圖 9—8.衛(wèi)星通訊標志著信息已可全球化. 圖9-8 3 .光纖通信

4、依然卞!!據(jù)c= If .比微波頻率更高的電磁波是光波.能否運用光波傳送信息呢？如果 用光波傳送信息，這條“信息高速路”要比短波、微波寬出百萬倍、千萬倍.但發(fā)展光波通 訊遇到這樣一個問題，普通的光源夾雜了許多不同波長的光 ，難以攜帶信息或無法從光波中 分離出信息.要想解決問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, 美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器 ，激光是一種單一，方向高度集中的光，它 攜帶信息時，可以從中將信息分離出來. 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，各個國家都有光纜的通信 工程，光纜是光信息的路徑，是一種用玻璃做成

5、的光導纖維 ，光在里面經(jīng)過數(shù)次反射，最終從 光纜另一頭射出.如圖 9-9所示.光導纖維內(nèi)心是空的，外面敷上保護層.由于光的頻率 很高，所以可以同時傳遞聲音、圖像等信息. 4 .網(wǎng)絡通信 信息的發(fā)送和接U^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題 ，計算 機可以處理大量的信息，而且速度快. 把計算機同信息網(wǎng)絡連在一起 ，就叫做網(wǎng)絡通信.網(wǎng)絡通信的優(yōu)越性是很明顯的 ，由于 計算機介入信息的管理，人們又步入了一個嶄新的信息時代. 目前使用最頻繁的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件. 如圖9- 10所示，每人的計算機分別跟一個叫做服務器的大計算機相連 ，這就是平常說 的上網(wǎng).如同

6、郵局與寄信人和收信人的關系.甲、乙計算機相當于收（寄）信人 ，而服務器 相當于郵局，當甲發(fā)給乙一封電子郵件時，他的服務器 A把郵件送到B儲存起來.一旦乙上 網(wǎng)，他就能從自己的服務器 B得到這個郵件.每臺電腦都有自己的“信箱” ，即自己的“地 址”，這樣“郵遞員”才能將信件送到準確的位置. 服務器A 身段.光翦，津波- 服 努 器 E V 卜箕批 4 / 4 計算機甲 圖 9 — 10 網(wǎng)絡通訊的“郵寄員”是集合現(xiàn)在通信載體的優(yōu)點 ，他是導線、光纜、微波…的組合 體.有時還運用通信衛(wèi)星等各種通信手段.隨著通信技術的發(fā)展 ，網(wǎng)絡技

7、術智能化程度越來 越高，人們的溝通可以通過網(wǎng)絡達到近乎“面對面”的程度 ，這得益于網(wǎng)絡通信可以在很短 時間內(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畫面的直接需要 ，我 們可以在網(wǎng)上輕松地看電視了. “xiaolin ” “cn”是china的簡寫，表示這個服務器是在注冊的. 世界上凡是計算機集中的地方 ，例如企業(yè)、機關、某些居民小區(qū)等 ，大都已經(jīng)把自己的 計算機聯(lián)在一起了.這些網(wǎng)絡又互相聯(lián)結 ，成為世界上最大的計算機網(wǎng)絡 ，叫做因特網(wǎng).因 特網(wǎng)已經(jīng)成為21世紀信息社會的基礎.全球信息網(wǎng)的建立 ，使人們通過一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦 ，只 要輕輕點擊鼠標，就可以做到“秀才不

8、出門，便知天下事”.人們可以通過網(wǎng)絡通信系統(tǒng)查 閱資料、看新聞、購物、進行視頻點播 ，可以上網(wǎng)和朋友聊天.另外可以通過網(wǎng)絡進行遠程 教育、遠程醫(yī)療等等.網(wǎng)絡已經(jīng)滲透到人們生活的各個角落. 【拓展訓練】 微波 微波也叫超高頻無線電波 ，是無線電波中波長最短的一個波段 ，其波長范圍的上限約為 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 ，還有波長短、頻率高等特點.這 些都是一般無線電波無法比擬的 ，這些特性使它能滿足科研、國防、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

9、層 ，而其 他無線電波都要被電離層反射回地面 ，所以只能用微波來進行衛(wèi)星通訊和地面與衛(wèi)星、飛船 之間的聯(lián)系. 雷達是微波探測設備,一般雷達的工作頻率是 3X109 Hz至10X 109 Hz,由于波長短,有 利于精確地測量距離和時間；微波與光類似 , 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聚集微波的能量 , 雷達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 , 還能收到目標反射回來的反射波 , 從而確定目標 的方向、距離 , 甚至大小和形狀． 雷達不僅可以偵察敵情 , 搜索飛機和艦船、坦克等 , 還能控制導彈與炮火 , 跟蹤衛(wèi)星、洲 際導彈和宇宙火箭．雨、云、雪、霧對微波都有不同程度的吸收與反射 , 因此用氣象雷達可 以預報天氣情況．現(xiàn)代艦船和飛機上 , 都裝有無線電導航設備 , 架設在海港、機場上的特種 雷達可以指揮它們防止碰撞 , 并能在惡劣的天氣里安全行駛 , 更高級的雷達還能根據(jù)太陽的 輻射識別方向并測定自己在海上的位置． 另外 , 微波還可用來加熱．由于微波波段靠近紅外波段 , 因此其熱效應很顯著．它的優(yōu) 點是熱效率高、時間短．由于微生物在微波場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、藥品中的害蟲和細菌殺死．