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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(xué)習(xí)目標(biāo)】 1 .常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信. 2 .通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利 ，提高學(xué)科學(xué)的興趣. 【基礎(chǔ)知識精講】 隨著社會的進(jìn)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(jìn)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(guān)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(diǎn)： 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?yàn)榈厍蚴乔蛐?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(shí)際情況必須每隔大約 50 km左右就要建設(shè)一個微波中繼站.而且傳播的越遠(yuǎn)中 繼站需要的越多. 圖9-7 微波通信受到挑戰(zhàn)是因?yàn)楸仨毥ㄔO(shè)中繼

3、站 ，并且在遇到雪山，大洋根本無法建設(shè)，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(yuǎn)，沒有足夠能量的微波無法到達(dá) 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(shí)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(wù)，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(shí)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(biāo)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(yùn)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(xué)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(dǎo)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(dǎo)纖維內(nèi)心是空的，外面敷上保護(hù)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(luò)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(jī)可以處理大量的信息，而且速度快. 把計算機(jī)同信息網(wǎng)絡(luò)連在一起 ，就叫做網(wǎng)絡(luò)通信.網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)越性是很明顯的 ，由于 計算機(jī)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(luò)通信形式是電子郵件. 如圖9- 10所示，每人的計算機(jī)分別跟一個叫做服務(wù)器的大計算機(jī)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(guān)系.甲、乙計算機(jī)相當(dāng)于收（寄）信人 ，而服務(wù)器 相當(dāng)于郵局，當(dāng)甲發(fā)給乙一封電子郵件時，他的服務(wù)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(wù)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(zhǔn)確的位置. 服務(wù)器A 身段.光翦，津波- 服 努 器 E V 卜箕批 4 / 4 計算機(jī)甲 圖 9 — 10 網(wǎng)絡(luò)通訊的“郵寄員”是集合現(xiàn)在通信載體的優(yōu)點(diǎn) ，他是導(dǎo)線、光纜、微波…的組合 體.有時還運(yùn)用通信衛(wèi)星等各種通信手段.隨著通信技術(shù)的發(fā)展 ，網(wǎng)絡(luò)技

7、術(shù)智能化程度越來 越高，人們的溝通可以通過網(wǎng)絡(luò)達(dá)到近乎“面對面”的程度 ，這得益于網(wǎng)絡(luò)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(wù)器是在注冊的. 世界上凡是計算機(jī)集中的地方 ，例如企業(yè)、機(jī)關(guān)、某些居民小區(qū)等 ，大都已經(jīng)把自己的 計算機(jī)聯(lián)在一起了.這些網(wǎng)絡(luò)又互相聯(lián)結(jié) ，成為世界上最大的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) ，叫做因特網(wǎng).因 特網(wǎng)已經(jīng)成為21世紀(jì)信息社會的基礎(chǔ).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(diǎn)擊鼠標(biāo)，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(luò)通信系統(tǒng)查 閱資料、看新聞、購物、進(jìn)行視頻點(diǎn)播 ，可以上網(wǎng)和朋友聊天.另外可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程 教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等.網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到人們生活的各個角落. 【拓展訓(xùn)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(diǎn).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(jìn)行衛(wèi)星通訊和地面與衛(wèi)星、飛船 之間的聯(lián)系. 雷達(dá)是微波探測設(shè)備,一般雷達(dá)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(dá)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(biāo)反射回來的反射波 , 從而確定目標(biāo) 的方向、距離 , 甚至大小和形狀． 雷達(dá)不僅可以偵察敵情 , 搜索飛機(jī)和艦船、坦克等 , 還能控制導(dǎo)彈與炮火 , 跟蹤衛(wèi)星、洲 際導(dǎo)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(dá)可 以預(yù)報天氣情況．現(xiàn)代艦船和飛機(jī)上 , 都裝有無線電導(dǎo)航設(shè)備 , 架設(shè)在海港、機(jī)場上的特種 雷達(dá)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(dá)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(yīng)很顯著．它的優(yōu) 點(diǎn)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(xì)菌殺死．