【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第21章第3节《卫星通信和光纤通信》导学案（含答案）

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科 第3节 卫星通信和光纤通信（导学案） 【学习目标】 1. 初步了解卫星通信和光纤通信的原理，能解释有关现象。 2. 通过阅读卫星通信和光纤通信的相关材料进行学习，发展通过阅读提取重要信息、分析、归纳的能力。 3. 经历水流导光的实验过程，发展科学探究能力。 4. 了解通信方式的变革为人类生活带来的便利，体会物理学对社会发展的促进作用。 【学习重点】了解卫星通信、光纤通信的基础知识。 【学习难点】光纤通信的原理。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 微波通信：在无线电波中，微波的波长较 ，频率较 。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。微波的性质接近光波，大致沿 传播，不能沿地球表面绕射，所以每隔50 km左右就要建一个微波 。 2. 卫星通信：利用通信卫星做 的通信的方式叫卫星通信。 颗同步卫星几乎可以实现全球通信。 3. 光纤通信：激光的特点是频率 、方向 。光纤通信是利用 在光纤中传输信号的。光纤由中央的玻璃芯和外面的反射层、保护层构成的，可以传输大量的信息。 【课堂探究】 探究一、卫星通信 阅读课本第183页，说出微波的性质；什么是微波中继站。 1. 微波通信 （1）微波的波长和频率：在无线电波中，微波的波长较短（在10m~1mm之间），频率较高（在30MHz~3×105MHz之间）。 （2）微波的性质：微波的性质接近光波，大致沿 传播，不能沿地球表面绕射。 （3）微波中继站：微波大致沿直线传播，不能绕地球表面绕射。因此必须每隔 左右就要建设一个中继站，可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。这就像接力赛跑一样，一棒传一棒，可以把信息传递到远方。 （4）微波通信的优点：①频率高，传输信息的容量大；②质量好，可以传送很远的距离；③大致沿直线传播，受大气干扰小，能量损耗小，收到的信号强且稳定。 （5）微波通信的缺点：需要大量中继站进行信号处理，且信号传递的距离越远，需要的中继站越多。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，微波通信几乎无法继续。 2. 卫星通信 【想一想】在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，又该怎么办？能不能利用地球的卫星———月球进行微波中继通信呢？ 【分析】月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了———38万千米！信号衰减、时间延迟，而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。解决方案是使用 作为微波中继站进行通信。 阅读课本第184页，说出什么是卫星通信；为什么用同步卫星做微波中继站；我国北斗卫星导航系统的应用。 （1）卫星通信：用通信卫星作为 来进行通信。 （2）同步通信：地球同步卫星距离地球约36000km，地球同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期 ，所以叫作“同步”卫星。 （3）全球通信：在地球周围均匀地配置 颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。 （4）卫星通信的组成：由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。 （5）卫星通信特点：通信范围大，只要在卫星发射的电磁波覆盖的范围内均可进行通信；不易受陆地灾害影响，建设速度快；易于实现广播和多址通信。 （6）中国北斗卫星导航系统：北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。 北斗卫星导航系统 使用北斗卫星导航系统的无人驾驶车辆 【例题1】人们从某电视直播节目中获知，在北京2 ... ...