第3节跨学科电磁波与信息技术

第20章电磁波与信息时代沪科版

九年级物理（下）第3节跨学科：电磁波与信息技术情景导入信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络，电话、电视、广播、数据文件都可以在高速公路上传播，快捷且互不干扰。那么信息高速公路是由什么组成的呢？合作探究知识点一光纤通信光是比微波频率高得多的电磁波。光通信的“高速公路”更宽广。利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。光纤是光导纤维的简称，是由玻璃或塑料等材料制成的纤维。光纤是利用光波（即可见光）传播信号的，是信息社会传送各种信息的主要工具。一根光纤能同时传输相当于10000根电线所传输的信息量。迷你实验室观察光在光纤中的传播把光纤弯曲成不同的角度，甚至成环状，重复上面的实验步骤。观察光在弯曲光纤中传播的现象，跟同学们一起讨论为什么会出现这些现象。先将彩色透明纸蒙在手电筒的玻璃上，再将一束光纤的一端垂直放置其上。观察不同颜色的光在光纤中传播的现象。光导纤维光在光导纤维中的传播点击播放光纤通信的优点：（1）传输频带极宽，通信容量很大；（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；（3）频率稳定，信号传输质量高；（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。由光纤组建的网络又称为光纤通信网络。①架设线路受地理条件的限制；光纤通信的缺点：②光缆易被拉断。合作探究知识点二现代电信网络现代通信方式有哪些？它们是怎样传递信息的？提出问题卫星通信微波通信移动通信1.卫星通信组成：通信卫星和通信地面站。通信方式：使用微波，卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。特点：通信距离长、容量大、质量高、干扰小，不受地理环境的限制。应用：全球性的电话、电视广播、定位、导航等。2.微波通信通信方式：发射台发出信号，经中继站接收并放大后，再转发到下一微波中继站，直到传递到用户，就像接力赛一样。优点：频率高，传播信息的容量大；质量好，可传送很远的距离；大致沿直线传播，受大气干扰小，收到的信号强且稳定。缺点：需要大量的中继站进行信号处理，受地形限制较大。发射接收微波中继通信示意图3.移动通信移动电话用微波信号与电话网络联系。移动通信的基地台是参考蜂窝的构造布局的。蜂窝移动通信的基站手机既是无线电发射台又是无线电接收台移动电话：（发射接收二合一）手机借助基站进行交流基站的天线移动电话的体积很小，发射功率不大，要靠基站转接。基站跟电话交换机相连。第五代移动通信技术第五代移动通信技术简称5G。与4G相比，5G最大的优势在于其更高的速度和更低的延迟，是实现人机物互联的网络基础设施，是移动互联网及其服务蓬勃发展的基础，也是目前改变世界的几种主要技术之一。合作探究知识点三互联网互联网将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传送计算机信号。人们通过计算机进入互联网这个信息高速公路，就可获得世界各地的各种信息，即便足不出户也能了解天下大事。网络让我们即使远隔千山万水，也仿佛近在咫尺。互联网为我们提供了崭新的学习方式——网络学校。通过互联网在线学习网上医院使医生与患者能通过互联网及时传递信息，患者无需和医生面对面，就能获得专业咨询和诊断。互联网医院材料拓展

互联网的社会影响

互联网是全球性的。这就意味着这个网络不管是谁发明了它，是属于全人类的。互联网的结构是按照“包交换”的方式连接的分布式网络。因此，在技术的层面上，互联网绝对不存在中央控制的问题。也就是说，不可能存在某一个国家或者某一个利益集团通过某种技术手段来控制互联网的问题。相反，也无法把互联网封闭在一个国家之内——除非建立的不是互联网。然而，与此同时，这样一个全球性的网络，必须要有某种方式来确定连入其中的每一台主机，在互联网上绝对不能出现类似两个人同名的现象。这样，就要有一个固定的机构来为每一台主机确定名字，由此确定这台主机在互联网上的“地址”。然而，这仅仅是“命名权”，这种确定地址的权力并不意味着控制的权力。负责命名的机构除了命名之外，并不能做更多的事情。同样，这个全球性的网络也需要有一个机构来制定所有主机都必须遵守的交往规则(协议)，否则就不可能建立起全球所有不同的电脑、不同的操作系统都能够通用的互联网。下一代TCP/IP协议将对网络上的信息等级进行分类，以加快传输速度(比如优先传送浏览信息，而不是电子邮件信息)，就是这种机构提供的服务的例证。同样，这种制定共同遵守的“协议”的权力，也不意味着控制的权力。毫无疑问，互联网的所有这些技术特征都说明对于互联网的管理完全与“服务”有关，而与“控制”无关。事实上，互联网还远远不是我们经常说到的“信息高速公路”。这不仅因互联网的传输速度不够，更重要的是互联网还没有定型，还一直在发展、变化。因此，任何对互联网的技术定义也只能是当下的、现时的。与此同时，在越来越多的人加入到互联网中和在越来越多地使用互联网的过程中，也会不断地从社会、文化的角度对互联网的意义、价值和本质提出新的理解。课堂小结电磁波与信息技术光纤通信可以收发电子邮件其他通信(聊天、游戏、远程医疗等)所用的激光在光导纤维里传播卫星通信:微波通信容量大需要中继站移动通信:互联网卫星是中继站移动通信:移动电话用微波信号与电话网络联系随堂检测1.手机是人们常用的通信工具之一，手机之间通话和收发信息利用了（）微波传送

超声波传送C.