跨學(xué)科：電磁波與信息技術(shù)第三節(jié)第二十章電磁波與信息時代初中物理滬科版（2024）九年級全一冊1了解電磁波的應(yīng)用對人類生活和社會發(fā)展的影響。2初步了解現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)，知道光纖是光載信息傳遞的有效形式。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位和導(dǎo)航時，導(dǎo)航儀與北斗衛(wèi)星之間通過________傳遞信息，它在真空中傳播的速度為_________m/s。電磁波2.如圖所示，一束太陽光入射到置于水平地面的物理書上，經(jīng)物理書反射后進(jìn)入人眼，AO是入射光線，請用光的反射規(guī)律畫出反射光線，并標(biāo)出反射角大小(保留作圖痕跡)。3.0×108

答案溫故知新網(wǎng)絡(luò)連接世界情景引入1.定義：光導(dǎo)纖維簡稱光纖，光纖是傳輸光信號的器件。你知道光纖和電話線哪個運(yùn)載的信息容量大嗎？合作探究一、光纖通信①信息容量大。由于光波的頻率遠(yuǎn)高于無線電波的頻率，所以，光波所運(yùn)載的信息容量遠(yuǎn)大于無線電波。一根光纖能同時傳輸相當(dāng)于10000根電話線的信息量。在光纖組成的信息高速公路上，可以同時傳遞500個電視頻道。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光纖能傳送的信息容量還會更大。(1)優(yōu)點(diǎn)2.光纖通信的優(yōu)缺點(diǎn)：②傳輸速度快。因為傳輸?shù)氖枪庑盘?。光纖是至今為止傳輸速度最快的傳輸介質(zhì)。③傳輸距離遠(yuǎn)。光纖很細(xì)(細(xì)如發(fā)絲)，有內(nèi)外兩層，光在內(nèi)層傳播。④不怕潮濕、不怕腐蝕，線路能量損耗較小。⑤無漏信號和串音，安全可靠，保密性強(qiáng)。(2)缺點(diǎn)：①架設(shè)線路受地理條件的限制。②光纜易被拉斷。光在光纖中的傳播1.光纖的抗干擾能力_____，能有效減少信號的衰減，適用于________、________傳輸信息。2.光纖通信主要利用波長很____(選填“短”或“長”)的激光傳輸信息。如圖所示，激光從光纖一端射入，在內(nèi)壁上多次______，從另一端射出，把信息傳到遠(yuǎn)方。強(qiáng)遠(yuǎn)距離大容量短反射歸納小結(jié)3.由于光纖傳輸信號容量及________能力的優(yōu)異特性，現(xiàn)已成為互聯(lián)網(wǎng)地面信號傳輸?shù)闹饕浇?，由其?gòu)建的網(wǎng)絡(luò)被稱為_______________?？垢蓴_光纖通信網(wǎng)絡(luò)電話能夠傳播信息。用電話撥通另一個人的號，或者對方用電話給你通話，你知道信息需要經(jīng)過什么樣的電話系統(tǒng)嗎？現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)主要靠微波通信、_____通信和_____通信三種方式組成。二、現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星移動合作探究1.衛(wèi)星通信：衛(wèi)星把地面站送來的信號接收下來，進(jìn)行放大，然后轉(zhuǎn)發(fā)給另外的________。地面站電話網(wǎng)絡(luò)示意圖2.微波通信：微波通信每隔幾十千米建一座接力站，接收并放大信號，繼續(xù)傳送。發(fā)射接收微波中繼通信示意圖3.移動通信：移動電話用微波信號與電話網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。移動通信的基地臺是按蜂窩的構(gòu)造布局的。移動通信的基站蜂窩基站數(shù)字蜂窩系統(tǒng)移動站基站基站基站基站基站基站

這樣，大大增加了無線電覆蓋的有效面積，減少了轉(zhuǎn)接信息的基地臺數(shù)量。因而移動電話也被稱為“蜂窩電話”。移動交換中心討論：你一定上過網(wǎng)！那么，網(wǎng)絡(luò)給我們帶來了哪些便利和危害？4.人們通過計算機(jī)進(jìn)入_________這個信息高速公路，在全球范圍內(nèi)使信息得到高速共享?；ヂ?lián)網(wǎng)①因特網(wǎng)擁有豐富的信息資源，它使信息在全球范圍內(nèi)得到了高速共享。利用因特網(wǎng)，足不出戶就可以獲得世界各地的各種信息，通過相應(yīng)的網(wǎng)站，人們還可以進(jìn)行學(xué)習(xí)、娛樂、購物等。(1)信息時代的便利通過互聯(lián)網(wǎng)在線學(xué)習(xí)信息時代的利與弊②因特網(wǎng)提供了多種多樣的人與人之間的交流工具，如電子郵件，交流論壇等，且使用、操作十分方便。(2)信息時代的弊端①電磁輻射。如手機(jī)、電腦對人體的輻射危害等。②在傳播有用信息的同時，假信息、不良信息、有害信息等也得以泛濫。如網(wǎng)絡(luò)騙子、手機(jī)短信騙子等。1.下列各種活動中，能通過互聯(lián)網(wǎng)做到的是(

)A.傳送網(wǎng)購的運(yùn)動鞋B.遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)物理課程C.輸送發(fā)電廠的電能D.傳輸紙質(zhì)信件B解析人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療會診、打IP電話、查閱資料、發(fā)送電子郵件等；傳送網(wǎng)購的運(yùn)動鞋、傳輸紙質(zhì)信件要利用交通工具完成，輸送發(fā)電廠的電能需要利用電網(wǎng)完成。學(xué)以致用2.下列說法中不正確的是(

)A.微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，因此需要建立微波中繼站B.我們可以把月亮作為一個微波中繼站C.衛(wèi)星通信只需要3顆同步衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信D.光纖通信是靠激光在光纜中傳播進(jìn)行信息傳遞的B解析微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，因此需要建立微波中繼站，但是不能把月亮當(dāng)做中繼站，因為月亮繞地球轉(zhuǎn)動；應(yīng)該用和地球同步的衛(wèi)星作為微波中繼站，在地球周圍均勻的分配三顆人造衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)全球通信；光纖通信是靠激光在光纜中傳播進(jìn)行信息傳遞的。光纖光導(dǎo)纖維簡稱光纖，是傳輸光信號的器件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星通信微波通信移動通信電磁波與信息技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)課堂小結(jié)1.下列四種通信中不屬于微波通信的是(

)C解析微波通信、衛(wèi)星通信和廣播電視都是利用微波來傳輸信息的，故A、B、D不符合題意；光纖通信是利用激光的多次反射來傳遞信息的，故C符合題意。當(dāng)堂檢測2.初二(3)班的同學(xué)們上完信息課，從微機(jī)室中出來，大家議論紛紛，有以下幾種說法，你認(rèn)為不正確的是(

)A.利用上網(wǎng)可以查閱所需的各種資料，比資料室中要全多了B.利用上網(wǎng)可以看到不斷更新的新聞，比報紙要快多了C.利用上網(wǎng)可以發(fā)送電子郵件，把人們的空間距離縮短了D.只有收件人的計算機(jī)打開著，我們才能向他發(fā)送電子郵件D3.(2025·上饒二模)光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈是通過光纖利用

(選填“光的反射”或“光的折射”)傳輸制導(dǎo)信息，主要用于打擊坦克和低空飛行的直升機(jī)；從地面發(fā)射升空時，導(dǎo)彈的重力勢能

(選填“減小”“不變”或“增大”)。

解析光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈是通過光纖利用光的反射傳輸制導(dǎo)信息，主要用于打擊坦克和低空飛行的直升機(jī)；從地面發(fā)射升空時，導(dǎo)彈的高度增大，質(zhì)量不變，重力勢能增大。光的反射增大4.閱讀短文，回答問題。光纖的奧秘光纖電纜是本世紀(jì)最重要的發(fā)明之一。發(fā)明光纖電纜的是被譽(yù)為“光纖之父”的華人科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者——高錕。光纖電纜利用玻璃清澈、透明的性質(zhì)，使用光來傳送信號。光可以從彎曲的玻璃光纖的一端傳到另一端，而不會“溜”出玻璃光纖，這是為什么呢？原來，光從玻璃射入空氣時，折射角大于入射角(如圖甲)。當(dāng)入射角增大時，折射角也增大(如圖乙)，到某一角度，折射角達(dá)到90°，入射角再增大時，折射光完全消失，只剩下反射光(如圖丙)，這樣光就在玻璃中傳播，而不會“溜”出玻璃光纖(圖丁)，這種現(xiàn)象叫做全反射，它只有在上述情況下才可能發(fā)生，上述情況下的入射角稱為臨界角。圖戊是光從玻璃射入空氣時，折射角隨入射角的變化而變化的圖像。所以，一般彎曲的光學(xué)纖維(簡稱光纖)，只要它的玻璃芯的透明度高、均勻，并且芯與外皮層之間的分界面光滑，就是一根好的光導(dǎo)管。一根頭發(fā)般細(xì)小的光纖，其傳輸?shù)男畔⒘肯喈?dāng)于一條飯桌般粗大的銅“線”，為目前的信息高速公路奠定了基礎(chǔ)，數(shù)以萬計的光學(xué)纖維構(gòu)成的光學(xué)纖維束(如圖己)不僅能傳導(dǎo)光能，也能將圖像從一端傳到另一端。傳光能的纖維束稱傳光束，同時能傳圖像的纖維束稱傳像束。(1)光從空氣射向玻璃時，

(選填“會”或“不會”)發(fā)生光的全反射現(xiàn)象。

不會解析光從空氣射向玻璃時，折射角小于入射角，折射角總小于90°，不會發(fā)生光的全反射現(xiàn)象。(2)光發(fā)生全反射時，入射角

(選填“大于”或“小于”)臨界角；若光從玻璃進(jìn)入空氣時發(fā)生全發(fā)射，則入射角必須滿足的條件是：