M 第四节越来越宽的信息之路 设计（一）
基本思路：教师指导学生利用网络资源自主学习讨论。
教学目标
(一)知识与技能
简述卫星通信、光纤通信、网络通信原理。
(二)过程与方法
培养寻找信息，分析、处理和利用信息的能力。
(三)情感态度价值观
通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学科学的兴趣。
教学重点
了解现代通信知识。
教学难点
了解现代通信知识。
教学方法
讲解法、讨论法。
教具准备
微机、光纤棒。
课时安排
1课时
教学过程
一、创设情境、引入新课
[师]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)。
(学生们讨论)
[生甲](讨论得出)电视传播的信息比声音广播多。
[生乙]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。
[师]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。微波通信已走人了我们的生活，为什么要用微波通信?大家阅读课本，并回答问题。
二、进行新课
第四节 越来越宽的信息之路[板书]
(一)微波通信[板书]
[生甲]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。
[生乙]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。
[生丙]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。
[师]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。
[生](经过讨论)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。
[师]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)
(二)卫星通信[板书]
[生甲]卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。
[生乙]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。
[生丙]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。
[生丁]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。
[师]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。
(三)光纤通信[板书]
[生甲]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。
[生乙]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(1aser)，才使光作为载波得以实现，用光进行通信成为现实。
[生丙]通信用的激光一般在特殊的管道――光导纤维(optical fiber)里传播。
[生丁]光从光导纤维的一端射人，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。
[生戊]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。
[生已]光缆是数条光纤敷上保护层，制成多芯光缆。
[师]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。
[演示]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。
[生甲]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。
[生乙]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。
[师]光纤通信发展非常快，一些发达国家已经建立了跨越海底的光缆通信网络，我们国家也在大力发展光纤通信，已经建立了纵横大城市之间的光缆通信系统．请同学们阅读STS“我国光缆通信的发展”。
(学生们阅读、教师巡回并与学生探讨)
[师]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。
(四)网络通信[板书]
[生甲]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。
[生乙]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。
[生丙]电子邮件的传递方式是
[师]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”。
三、小结
本节我们了解了微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的知识。
四、布置作业
动手动脑学物理：①②③
[参考答案]
1．延迟时间是0．24 s．由于电磁波的传播速度太快，市内电话相互之间的距离近，电磁波传播造成的延迟时间太短，人们根本感觉不到。
2．波长最短的红外线的频率大约相当于电视广播第二频道频率的1×107倍，
3．略
五、板书设计
第四节 越来越宽的信息之路
(一)微波通信
(二)卫星通信
(三)光纤通信
(四)网络通信
六、课后练习
l．微波的波长在……………………………………………………………( )
A．100m―10m之间 B．1km―10km
C．10m―1mm之间 D．10m―1cm之间
2．微波的性质更接近于…………………………………………………( )
A．光波 B．电磁波
C．声波 D．电流
3．可以作微波通信中继站的有…………………………………………( )
A．月球 B．人造卫星
C．电视台 D．广播电台
4．用几颗同步卫星可以实现全球通信…………………………………( )
A．1 B．2
C．3 D．4
5．激光的特征是………………………………………………………( )
A．频率单一 B．亮度高
C．方向高度集中 D．相干性好
6．目前使用的最频繁的网络通信形式是……………………………( )
A．电话 B．发帖
C．电子邮件 D．下载
7．世界上最大的计算机网络是…………………………………( )
A．因特网 B．雅虎网
C．搜狐网 D．新浪网
8．现在的通信有……………………………………………………( )
A．微波通信 B．卫星通信
C．光纤通信 D．网络通信
9．什么是“宽带”?
10．什么是同步通信卫星?
11．光导纤维怎样传递信息?
参考答案：
1．C 2．A 3．B 4．C 5．ABCD 6．C 7．A 8．ABCD
9．通常人们把骨干网传输速率在2.5G以上，接入网能够达到1兆的网络定义为宽带网。
10．同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫“同步”通信卫星。
11．光从光导纤维的一端射人，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远方。
基本思路：教师指导学生利用网络资源自主学习讨论。
教学目标
(一)知识与技能
简述卫星通信、光纤通信、网络通信原理。
(二)过程与方法
培养寻找信息，分析、处理和利用信息的能力。
(三)情感态度价值观
通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学科学的兴趣。
教学重点
了解现代通信知识。
教学难点
了解现代通信知识。
教学方法
讲解法、讨论法。
教具准备
微机、光纤棒。
课时安排
1课时
教学过程
一、创设情境、引入新课
[师]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)。
(学生们讨论)
[生甲](讨论得出)电视传播的信息比声音广播多。
[生乙]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。
[师]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。微波通信已走人了我们的生活，为什么要用微波通信?大家阅读课本，并回答问题。
二、进行新课
第四节 越来越宽的信息之路[板书]
(一)微波通信[板书]
[生甲]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。
[生乙]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。
[生丙]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。
[师]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。
[生](经过讨论)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。
[师]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)
(二)卫星通信[板书]
[生甲]卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。
[生乙]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。
[生丙]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。
[生丁]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。
[师]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。
(三)光纤通信[板书]
[生甲]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。
[生乙]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(1aser)，才使光作为载波得以实现，用光进行通信成为现实。
[生丙]通信用的激光一般在特殊的管道――光导纤维(optical fiber)里传播。
[生丁]光从光导纤维的一端射人，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。
[生戊]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。
[生已]光缆是数条光纤敷上保护层，制成多芯光缆。
[师]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。
[演示]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。
[生甲]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。
[生乙]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。
[师]光纤通信发展非常快，一些发达国家已经建立了跨越海底的光缆通信网络，我们国家也在大力发展光纤通信，已经建立了纵横大城市之间的光缆通信系统．请同学们阅读STS“我国光缆通信的发展”。
(学生们阅读、教师巡回并与学生探讨)
[师]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。
(四)网络通信[板书]
[生甲]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。
[生乙]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。
[生丙]电子邮件的传递方式是
[师]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”。
三、小结
本节我们了解了微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的知识。
四、布置作业
动手动脑学物理：①②③
[参考答案]
1．延迟时间是0．24 s．由于电磁波的传播速度太快，市内电话相互之间的距离近，电磁波传播造成的延迟时间太短，人们根本感觉不到。
2．波长最短的红外线的频率大约相当于电视广播第二频道频率的1×107倍，
3．略
五、板书设计
第四节 越来越宽的信息之路
(一)微波通信
(二)卫星通信
(三)光纤通信
(四)网络通信
六、课后练习
l．微波的波长在……………………………………………………………( )
A．100m―10m之间 B．1km―10km
C．10m―1mm之间 D．10m―1cm之间
2．微波的性质更接近于…………………………………………………( )
A．光波 B．电磁波
C．声波 D．电流
3．可以作微波通信中继站的有…………………………………………( )
A．月球 B．人造卫星
C．电视台 D．广播电台
4．用几颗同步卫星可以实现全球通信…………………………………( )
A．1 B．2
C．3 D．4
5．激光的特征是………………………………………………………( )
A．频率单一 B．亮度高
C．方向高度集中 D．相干性好
6．目前使用的最频繁的网络通信形式是……………………………( )
A．电话 B．发帖
C．电子邮件 D．下载
7．世界上最大的计算机网络是…………………………………( )
A．因特网 B．雅虎网
C．搜狐网 D．新浪网
8．现在的通信有……………………………………………………( )
A．微波通信 B．卫星通信
C．光纤通信 D．网络通信
9．什么是“宽带”?
10．什么是同步通信卫星?
11．光导纤维怎样传递信息?
参考答案：
1．C 2．A 3．B 4．C 5．ABCD 6．C 7．A 8．ABCD
9．通常人们把骨干网传输速率在2.5G以上，接入网能够达到1兆的网络定义为宽带网。
10．同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫“同步”通信卫星。
11．光从光导纤维的一端射人，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远方。
