第四节 越来越宽的信息之路
●教学目标
一、知识目标
常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。
二、能力目标
通过了解卫星通信、光纤通信、网络通信的知识，提高学生应用物理知识解决实际问题的能力。
三、德育目标
通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣。
●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。微波通信已走入了我们的生活，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（laser），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入，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。
［生己］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
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
