第3节 卫星通信和光纤通信 物理观念:了解微波通信、卫星通信、光纤通信;知道信息理论,频率越高,相同时间传输的信息越多。 科学思维:经历通信方式演变的过程,体会信息传递的多样性。 科学探究:经历“水流导光”实验,了解光纤通信的原理。 科学态度与责任:通过学习通信知识,了解科技为人类带来的便利,培养关注科学发展前沿的意识,提高学科学的兴趣,树立科技服务人类的思想。 教学重点:了解现代通信知识。 教学难点:微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。 教师准备:塑料瓶、激光灯、玻璃水槽、水、一段光导纤维、教学课件等。 教学环节 设计意图 一、创设情境 导入新课 课件展示电磁波谱,从图中我们可以发现微波的波长和频率有什么特点 学生:波长短,频率高。 教师:作为载体的电磁波,频率越高,相同时间内传输的信息就越多。所以常用微波进行通信。但微波的性质接近光波,大致沿直线传播 我们怎样才能把微波信号传递到远方呢 引入课题。 回顾电磁波家族,认识微波的特点,认识不同的信息传输途径,效率不同 二、新课讲解 探究新知 探究点一 卫星通信 [过渡] 微波通信有什么特点呢 播放视频《微波通信》。 学生交流: 学生1:绕射能力差,传输过程中衰减很大,传输距离较短。 学生2:几乎沿直线传播,受地球弧度影响,被地球表面阻挡。需每隔50 km左右就建一个微波中继站,需要的中继站很多。 通过视频认识微波通信的优点和缺点,避免单调的讲解 [想想议议]月球能否做为中继站 学生讨论交流后回答:能,但是用月球作为中继站不好。因为月球可以反射微波,但它离我们太远了,信号衰减,时间延迟。而且只有当两个通信点同时见到月球时,才能完成这两点间的通信。所以用月球作为中继站,信号不好,还可能有时接收不到信号。 教师:月球不能作为微波通信的中继站,那么怎么办呢 学生:使用人造卫星做为中继站。 教师:2008年汶川地震后,灾区的通信设施受到极其严重的破坏,只能依赖国外卫星进行紧急通讯,这不仅价格高昂,还存在安全隐患。因此我国决定建设自己的卫星通信网络,2021年,中国在西昌卫星发射中心成功将天通一号03星发射升空。 播放视频《天通一号03星成功发射》。视频结束后,提示学生从标题上你发现了什么 学生:天通一号要实现全球通信,需要三颗地球静止卫星。 [点拨] 地球同步卫星:地球同步卫星即地球同步轨道卫星,又称地球静止卫星,是运行在地球同步轨道上的人造卫星,距离地球的高度约为36 000 km,卫星的运行方向与地球自转方向相同、速度相同。 教师:除了天通一号用于通信外,2020年我国建成北斗三号系统,向全球提供服务,课件展示我国的北斗卫星导航系统。 探究点二 光纤通信 1.[自主学习] 阅读课本184~185页“光纤通信”,回答以下问题: ①光纤通信的优点是什么 频率比微波高,一定时间内传输更大量的信息。 ②激光和普通光源的区别有哪些 普通光源包含许多不同波长(频率)的光,难以携带信息,激光频率单一,方向高度集中。 2.[演示实验1] 水流导光 引导学生观察实验现象:光不但能沿直线传播,也可以沿着弯曲的水流传播。 光可以沿弯曲的水流传播,那么光可以在光导纤维中传播吗 通过月球能不能做微波中继站的讨论,引入地球同步卫星 通过天通一号顺利发射升空和北斗系统的建成,对学生渗透爱国教育,培植爱国情怀 以学生为学习的中心,培养根据阅读目标有效提取信息的能力 [演示实验2]用激光从弯曲的光导纤维的一端射入,可以观察到激光从另一端射出。 教师提出问题:光导纤维传光的原理是什么呢 播放视频《光导纤维》。 学生总结:光从光导纤维一端射入,在内壁上多次反射后从另一端射出,将信息传到远方。 课件展示图片。 从视频中我们还可以知道光导纤维的优点是什么 学生总结:通信容量很大;衰减小,无中继设备,传输距离远;不受电磁干扰,通 ... ...
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