卫星通信和光纤通信课件 2025-2026学年物理九年级全一册人教版

第二十一章

电磁波及其应用第3节卫星通信和光纤通信素养目标物理观念：了解卫星通信、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，提高应用物理知识分析、解决问题的能力。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。在无线电波中，微波的波长通常在1m～1mm之间，波长较短、频率较高。微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。情境导入我们怎样才能将微波信号传递到远方呢？微波中继通信示意图要想让微波沿地球表面传播就要设中继站。发射接收新知探究任务一

卫星通信通常每隔50km建设一个微波中继站山顶上的微波中继站微波中继站在建设的过程中可能会遇见哪些难题呢？能否用月亮做中继站，实现通信呢？新知探究任务一

卫星通信月球是地球的卫星，两者相距38万千米！微波在真空中的传播速度约为3.0×108m/s，信号在地球与月球之间往返，大约需要多久？新知探究任务一

卫星通信地球与月球的单程距离38万千米＝3.8×108m往返总路程s＝2×3.8×108m＝7.6×108m由公式υ＝得t＝＝＝2.53s信号在地球与月球之间往返，大约需要2.53s。stsυ7.6×108m3.0×108m/s新知探究任务一

卫星通信往返时间约​​2.53sBAC信号衰减、时间延迟两个通信点同时见到月球才能完成通信人们用通信卫星做微波通信的中继站。通信卫星同步卫星新知探究任务一

卫星通信同步卫星：绕地球转动的周期跟地球自转周期相同，相对地球静止。B

处的人无法收到

A

处的人的信息，有什么解决方法吗？需要几颗卫星可以实现全球通信？一颗同步卫星覆盖的区域AB至少需要三颗同步卫星实现全球通信至少需要三颗同步卫星实现全球通信新知探究任务一

卫星通信碟形天线通信卫星从一个地面站接收信号，经过处理，再发送给另一个或几个地面站。卫星通信示意图新知探究任务一

卫星通信北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，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空间基础设施。新知探究任务一

卫星通信视频北斗卫星导航系统新知探究任务一

卫星通信γ射线可见光Ｘ射线紫外线红外线无线电波频率/Hz106108101010121014101610181020与无线电波相比，光的频率更高。如果用光来通信，可行吗？新知探究任务二

光纤通信普通的光源包含了许多不同波长(频率)的光，难以用它携带信息。人们可以使用频率单一的、方向高度集中的激光进行通信了。世界上第一台红宝石激光器新知探究任务二

光纤通信光沿直线传播，容易被遮挡。光导纤维：非常细的玻璃丝，用于通信的激光传播的管道。新知探究任务二

光纤通信演示实验：光在水流的内表面发生了多次反射。新知探究任务二

光纤通信实验水流导光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，这样就能把它携带的信息传到远方。新知探究任务二

光纤通信激光频率高：传输信息量大光纤管道：减少损耗新知探究任务二

光纤通信随着互联网的进一步发展，移动通信网络的建设，物联网等新应用的不断涌现，光纤通信将迎来更广阔的发展空间。新知探究任务二

光纤通信视频激光的应用光纤通信和卫星通信卫星通信光纤通信三颗地球静止卫星可实现全球通信激光：频率单一、方向高度集中组成：同步通信卫星、地面站利用激光在光导纤维中传输信息课堂小结利用卫星作为微波中继站来进行通信1.下列说法不正确的是（

）

A.微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要微波中继站

B.我们可以把月亮作为一个微波中继站

C.卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信

D.光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的B课堂练习2.小明同学曾思考过这样的问题：在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中是沿直线传播的，激光通信信号怎样从一端传到另一端呢？后来在“研究光纤怎样传输光信号”的活动中终于明白了，激光信号在光纤中（）A.就像水流沿弯曲水管流动那样

B.就像电流沿弯曲导线传播那样C.不断地经光纤壁反射而向前传播

D.不断地在光纤中折射而向前传播C课堂练习3.同步通信卫星是在离地面高度为3.6×107m，绕地心转动的同步轨道上运行的卫星，运行周期跟地球自转周期相同。(1)同步通信卫星绕地球运行时_____（选填“受”或“不受”）地球的引力，其运行周期是______h。同步通信卫星相对于地面的建