九年級(jí) 人教版 物理 第二十一章《第4節(jié) 越來(lái)越寬的信息之路》課件 (第一課時(shí))

第4節(jié)

越來(lái)越寬的信息之路（第1課時(shí)）九年級(jí)—人教版—物理—第二十一章活動(dòng)1：聽(tīng)聲音猜情境聽(tīng)下面一段聲音，猜測(cè)語(yǔ)境下的情境是怎么樣的？信息理論表明：

作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。電磁波譜根據(jù)波長(zhǎng)或頻率劃分長(zhǎng)波、中波、中短波、短波、微波等。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)各個(gè)波段的無(wú)線電波的用途，結(jié)合信息理論思考：為什么移動(dòng)通訊、電視和導(dǎo)航采用微波作為通信的載體呢？波段波長(zhǎng)頻率傳播方式主要用途長(zhǎng)波3000~30000m10~100kHz地波超遠(yuǎn)程無(wú)線電通信和導(dǎo)航中波200~3000m100~1500kHz地波和天波調(diào)幅無(wú)線電廣播、電報(bào)中短波50~200m1500~6000kHz短波10~50m6~30MHz地波微波米波（VHF）1~10m30~300MHz近似直線傳播調(diào)頻無(wú)線電廣播、電視、導(dǎo)航分米波（UHF）1~10dm300~3000MHz直線傳播移動(dòng)通信、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航厘米波1~10cm3000~30000MHz毫米波1~10mm30000~300000MHz頻率高??？【閱讀資料】地波沿地球表面附近的空間傳播的無(wú)線電波叫地波。地面上有高低不平的山坡和房屋等障礙物，根據(jù)波的衍射特性，當(dāng)波長(zhǎng)大于或相當(dāng)于障礙物的尺寸時(shí)，波才能明顯地繞到障礙物的后面。地面上的障礙物一般不太大，長(zhǎng)波可以很好地繞過(guò)它們。中波和中短波也能較好地繞過(guò)，短波和微波由于波長(zhǎng)過(guò)短，繞過(guò)障礙物的本領(lǐng)就很差了。閱讀地波相關(guān)信息，思考：

哪些波段的無(wú)線電波可以用地波的方式傳播？【閱讀延伸】天波地球被厚厚的大氣層包圍著，在地面上空50km到幾百千米的范圍內(nèi)，大氣中一部分氣體分子由于受到太陽(yáng)光的照射而丟失電子，即發(fā)生電離，產(chǎn)生帶正電的離子和自由電子，這層大氣就叫作電離層。依靠電離層的反射來(lái)傳播的無(wú)線電波叫作天波。電離層對(duì)于不同波長(zhǎng)的電磁波表現(xiàn)出不同的特性。實(shí)驗(yàn)證明，波長(zhǎng)短于10m的微波能穿過(guò)電離層，波長(zhǎng)超過(guò)3000km的長(zhǎng)波，幾乎會(huì)被電離層全部吸收。對(duì)于，波長(zhǎng)越短，電離層對(duì)它吸收得越少而反射得越多。閱讀天波相關(guān)信息，思考：

哪些波段的無(wú)線電波可以用天波的方式傳播？中波、中短波、短波根據(jù)資料思考：

波長(zhǎng)短于10m的微波能穿過(guò)電離層，它是如何傳播的呢？波段波長(zhǎng)頻率傳播方式主要用途長(zhǎng)波3000~30000m10~100kHz地波超遠(yuǎn)程無(wú)線電通信和導(dǎo)航中波200~3000m100~1500kHz地波和天波調(diào)幅無(wú)線電廣播、電報(bào)中短波50~200m1500~6000kHz短波10~50m6~30MHz地波微波米波（VHF）1~10m30~300MHz近似直線傳播調(diào)頻無(wú)線電廣播、電視、導(dǎo)航分米波（UHF）1~10dm300~3000MHz直線傳播移動(dòng)通信、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航厘米波1~10cm3000~30000MHz毫米波1~10mm30000~300000MHz微波傳播微波的性質(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。請(qǐng)同學(xué)們思考：根據(jù)微波傳播的特點(diǎn)，信號(hào)發(fā)出后就會(huì)出現(xiàn)圖中的現(xiàn)象，無(wú)法被接收到。那么該怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？微波接力微波通信必須每隔50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站，把上一站傳來(lái)的信號(hào)處理后，再發(fā)射到下一站去。微波中繼通信信號(hào)傳遞的距離越遠(yuǎn)，需要的中繼站就越多。活動(dòng)2：尋找身邊的微波中繼站活動(dòng)3：尋找身邊的信號(hào)塔北京和洛杉磯中間隔著太平洋，通過(guò)百度地圖的“測(cè)距”功能可知，它們之間的距離有上萬(wàn)千米。如果每隔50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站的話，就得在海上建200多個(gè)中繼站，這是不可能做到的。面對(duì)這種情況，又該怎么辦呢？問(wèn)題思考1

能不能利用地球的衛(wèi)星——月球進(jìn)行微波中繼通信呢？問(wèn)題思考2答案：不能，月球是地球的衛(wèi)星，可以反射微波，但它離我們太遠(yuǎn)了——38萬(wàn)千米！信號(hào)衰減、時(shí)間延遲，且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)同時(shí)見(jiàn)到月亮?xí)r，才能完成這兩點(diǎn)間的通信。由于信號(hào)衰減、時(shí)間延遲等原因不能利用月球作為微波通信中繼站。當(dāng)遇到雪山、海洋等，根本無(wú)法建立地面中繼站時(shí)，我們利用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站來(lái)進(jìn)行通信。實(shí)現(xiàn)全球通信的可行方案通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星大多數(shù)是相對(duì)地球“靜止”的同步衛(wèi)星，從地面上看，它好像懸掛在空中靜止不動(dòng)。觀看視頻，思考：至少需要幾顆衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)除兩極部分地區(qū)外的全球通信？衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)組成。地面是如何接收通信衛(wèi)星的信號(hào)呢？衛(wèi)星信號(hào)的接收地面站1地面站2地面站3用戶終端用蝶形天線來(lái)接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)【閱讀資料】蝶形天線不僅可見(jiàn)光波，其他各種類(lèi)型的電磁波也都存在反射、折射和衍射現(xiàn)象。蝶形天線能反射波長(zhǎng)很短的電磁波，這與拋物面鏡反射可見(jiàn)光波的情況完全類(lèi)似。拋物面形成天線將它表面所接收到的信號(hào)通過(guò)反射，聚焦在一個(gè)包含有短偶極天線的稱為喇叭形天線的器件上，該喇叭形器件用三腳架安裝在拋物面蝶形天線的前方焦點(diǎn)處。

與望遠(yuǎn)鏡只能觀察很窄的空間部分類(lèi)似，蝶形天線只能接收來(lái)自于特定方向的信號(hào)，但靈敏度很高。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是我國(guó)自主建設(shè)運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施。中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本組成課堂小結(jié)一、傳播信息的頻率越來(lái)越高的原因：

信息理論表明，作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。二、微波通信?.微波大致沿直線傳播；2.微波傳播需要中繼站。三、衛(wèi)星通信：1.通信衛(wèi)星大多是同步衛(wèi)星；2.可以用蝶形天線來(lái)接收來(lái)自衛(wèi)星