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2019-2020年九年級物理全冊 19.3 踏上信息高速公路教學設計 （新版）滬科版 【教學目標】 1、知識與技能 (1) 了解光纖通信的原理和優(yōu)點; (2) 能說出 衛(wèi)星通信、光纖通信、 移動通信的基本內容； (3) 了解互聯(lián)網。 2、過程與方法 通過師生共同交流來探討信息高速公路。 3、情感態(tài)度和價值觀 深入體會物理學與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學生觀察生活、思考生活的興趣。 【教學重點】 衛(wèi)星通信、光纖通信、移動通信的優(yōu)點和原理 【教學難點】 信息高速公路由光纖鋪就的，光是頻率較高的電磁波。光纖傳輸信息容量大 【教學方法】 師生共同探討法 【課前準備】 師生共同探討法 【課時安排】 1課時 【教學過程】 一、 導入新課 你知道什么是信息高速公路嗎？ 信息高速公路是指可以交流各種信息的大容量、高速度的通信網絡。 例如：電話、電視，廣播等的信號以及數據文件都可以在光纖構成的“信息高速公路”上傳播，并且互不干擾。 光纖 二、講授新課 （一）、光纖 1、定義：光導纖維簡稱光纖，光纖是傳輸光信號的器件。 你知道光纖和電話線哪個運載的信息容量大嗎？ 2、光纖通信的優(yōu)缺點： ⑴優(yōu)點 ① 信息容量大. 由于光波的頻率遠高于無線電波的頻率，所以，光波所運載的信息容量遠大于無線電波。 一根光纖能同時傳輸相當于10000根電話線的信息量。在光纖組成的信息高速公路上，可以同時傳遞500個電視頻道。 隨著科學技術的發(fā)展，光纖能傳送的信息容量還會更大。 ②傳輸速度快。因為傳輸的是光信號。光纖是至今為止傳輸速度最快的傳輸介質. ③傳輸距離遠。 光纖很細，（細如發(fā)絲）有內外兩層，光在內層傳播。 因此，光纖的抗干擾能力強，能減少信號衰減，適用于遠距離傳播大量信息。 ④不怕潮濕、不怕腐蝕，線路能量損耗較??； ⑤無漏信號和串音，安全可靠，保密性強。 （2）缺點： ①架設線路受地理條件的限制； ②光纜易被拉斷。 3、動手做一做：“迷你實驗室” （1）實驗器材： 手電筒一只、彩色透明紙若干、光纖一束。 （2）實驗步驟： ①將不同顏色的彩色透明紙蒙在手電筒的玻璃上，再將光纖的一端垂直放置其上，仔細觀察不同顏色的光在光纖中傳播的現象。 ② 將光纖彎曲成不同的角度（可以彎成環(huán)狀），觀察光在光纖中的傳播，并與①進行比較。 （3）實驗現象： ① 將紅色透明紙蒙在手電筒的玻璃上時，在光纖的另一端看到紅光；將綠色透明紙蒙在手電筒的玻璃上時，在光纖的另一端看到綠光…… ②將光纖彎曲成不同的角度，甚至成環(huán)狀，仍能在光纖的另一端看見與①中相同的現象。 （4）實驗結論： 不同顏色的光都能沿著光纖傳播，不管光纖怎樣彎曲，從一端射入的光都 會從另一端射出。 （5）光在光纖中傳播視頻 例題：光導纖維的主要用途是用來傳遞信息，進行通訊。把要傳輸的信息變成光信號在光纖中傳播，如圖所示，那么光在光纖中的傳播方式是（ ） A.沿著光纖的中軸線直線傳播 B.沿著光纖的外璧多次折射傳播 C.沿著光纖的內壁多次反射傳播 D.沿著光纖螺旋式的曲線傳播 解析：光纖是彎曲的，在光纖中光不可能沿直線傳播，A錯；折射是光在兩種透明介質中傳播，如果光在光纖中折射，則光將從光纖中射到空氣中，就不沿光纖傳播了，B錯；光射到物體表面會發(fā)生發(fā)射，光在光纖的內壁多次反射，傳播到遠處，C對；激光在光纖中不是沿著光纖以螺旋式的曲線傳播的，D錯。 答案：C (二)、現代電信網絡 電話能夠傳播信息。用電話撥通另一個人的號，或者對方用電話給你通話，你知道信息需要經過什么樣的電話系統(tǒng)嗎？ 現代電信網絡的通信方式有衛(wèi)星通信、微波通信和移動通信。 1、(1)衛(wèi)星通信：衛(wèi)星把地面站送來的信號接收下來，進行放大，然后轉發(fā)給另外的地面站。 (2)通信衛(wèi)星大多相對地球“靜止”——同步衛(wèi)星 2、微波通信：微波通信每隔 幾十千米建一座接力站，接收并放大信號，繼續(xù)傳送。 這是因為：微波是沿直線傳播的，而地球表面有一定的弧度，在實現遠距離微波通信時，要每隔50公里左右設一微波站。發(fā)射臺發(fā)出信號后，經中間的微波站接收并放大信號后，再轉發(fā)到下一微波站，就像接力賽跑一樣，所以微波通信又稱微波接力通信。 3、移動通信：移動電話用微波信號與電話網絡聯(lián)系。移動通信的基地臺是按蜂窩的構造布局的。 蜂窩 這樣，大大增加了無線電覆蓋的有效面積，減少了轉接信息的基地臺數量。因而移動電話也被稱為“蜂窩電話”。 (三)、互聯(lián)網 1、因特網的英文名稱是Int ernet，又稱互聯(lián)網。它將分布于世界各地的計算機網絡連接起來，用來傳輸計算機信號。 2、討論：你一定上過網！那么，網絡給我們帶來了哪些便利？ 網絡通訊視頻 3、信息時代的利與弊 ①信息時代的便利 第一、 因特網擁有豐富的信息資源，它使信息在全球范圍內得到了高速共享。利用因特網，足不出戶就可以獲得世界各地的各種信息，通過相應的網站，人們還可以 進行學習、娛樂、購物等。 第二、 因特網提供了多種多樣的人與人之間的交流工具，如電子郵件，交流論壇等，且使用、操作十分方便。 ②信息時代的弊端 第一、電磁輻射。如手機、電腦對人體的輻射危害等。 第二、在傳播有用信息的同時，假信息、不良信息、有害信息等也得以泛濫。如網絡騙子、手機短信騙子等。 信息窗 再也不會走失了 衛(wèi)星定位系統(tǒng)是一個能夠快速提供精確的位置和時間等信息的系統(tǒng)。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成?？臻g段：在距地球20 000 km以的軌道上，均勻分布著若干顆帶有原子鐘的衛(wèi)星；地面段：保證空間原子鐘的計時準確，并完成導航數據的計算；用戶段：衛(wèi)星定位接收機等。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球通用、全天候服務。你帶著衛(wèi)星定位接收機去探險，就再也不會走失了。 三、課堂練習 1、許多新建的居民小區(qū)都安裝了光纖網絡，光纖的主要用途是（ ） A．輸電 B．通信 C ．導熱 D．照明 答案：D 2、GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱，它傳遞信息依靠的是（ ） A．電磁波 B．超聲波 C．紫外線 D．次聲波 答案：A 3.下列功能互聯(lián)網不能實現的是（ ） A．查閱資料，看新聞 B．購物，視頻，聊天 C．現金交易 D．遠程教育，遠程醫(yī)療例 答案：C 4、在現代信息傳遞中，電磁波扮演了重要角色。下列信息傳遞方式利用了電磁波的是（ ） ①有線電話，②移動電話，③無線電廣播電視，④衛(wèi)星通信，⑤網絡通信，⑥光纖通信 A.②③④⑥ B.①②③⑤ C.①⑧④⑥ D.②④⑤⑥ 答案：A 5. 手機是人們常用的通信工具之一，傳送手機間通話和收發(fā)信息的是（ ） A．聲波 B．超聲波 C．次聲波 D．微波 答案：D 6. 下列關于信息的傳遞說法正確的是（ ） A.車載GPS導航系統(tǒng)是利用超聲波進行定位和導航的; B.電磁波不能在真空中傳播; C.用三顆同步衛(wèi)星就可實現全球通信; D.光纖通信只能傳播圖像信息，不能傳播聲音信息 答案：C 四、課堂小結 1、光導纖維簡稱光纖，是傳輸光信號的介質。 2、光纖很細， 有內外兩層，由于內外層的折射本領不一樣，光在光纖中傳播，不會跑到外層。 3、現代電信網絡的通信方式有衛(wèi)星通信、微波通信和移動通信。 （1）衛(wèi)星通信：衛(wèi)星把地面站送來的信號接收下來，進行放大，然后轉發(fā)給另外的地面站。 （2）微波通信：微波通信每隔 幾十千米建一座接力站，接收并放大信號，繼續(xù)傳送。 （3）移動通信：移動電話用微波信號與電話網絡聯(lián)系。 4、互聯(lián)網 它將分布于世界各地的計算機網絡連接起來，用來傳輸計算機信號。 【板書設計】 踏上信息高速公路 一、 光纖 1、定義：光導纖維簡稱光纖，光纖是傳輸光信號的器件。 ①信息容量大; ②傳輸速度快; ③傳輸距離遠;④不怕潮濕、不怕腐蝕，線路能量損耗較??； ⑤無漏信號和串音，安全可靠，保密性強。 二、現代電信網絡 現代電信網絡的通信方式有衛(wèi)星通信、微波通信和移動通信。 三、互聯(lián)網 【教學反思】 這一節(jié)雖然在中考中所占比例不大但與日常生活聯(lián)系非常緊密，可以要想學透這一節(jié)必須在日常生活中多留心觀察，為充分體現“注重科學探究，提倡教學方式多樣化”的課程理念，并結合實際，教學過程采用了教師引導學生總結、體現學生為主體的學習方式。