卫星通信和光纤通信课件-人教版九年级物理全一册

卫星通信和光纤通信第3节第二十一章电磁波及其应用1了解卫星通信、光纤通信。2通过学习现代通信知识，了解科技为人类生活带来的便利，提高学科学的兴趣。学习目标在相同的时间内，播放视频和播放音频传递的信息量一样吗？情景引入信息理论表明：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。相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。一、卫星通信1.卫星通信的概念

利用通信卫星做微波通信的________来进行通信的方式叫卫星通信。中继站合作探究2.同步通信

(1)通信卫星大多是相对地球静止的_________。(2)要实现全球通信，在地球的周围至少均匀配置___颗地球静止卫星。(3)利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。如我国的____________________，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。同步卫星3北斗卫星导航系统3.全球通信在地球周围均匀地配置三颗通信卫星，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。事实上，一颗通信卫星就是一个微波中继站。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。

学以致用1.(2025·厦门思明区月考)2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射，它通过

实现地球与月球背面的信息传递，如图所示，“鹊桥二号”在

(选填“A”或“B”)点时，可以实现月球背面与地面的通信中转。

电磁波B2.人类可以用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信，至少用

颗地球静止卫星就可以实现全球通信。

3思考：月球能否作为微波通信的中继站？为什么？答案月球离地球太远，信号衰减、时间延迟等因素都会造成不利的影响，且通信的两地要同时见到月球时才能通信，因此月球不适合作为微波通信的中继站。二、光纤通信实验：水流导光按步骤进行操作，观察现象。活动过程：(1)塑料瓶一侧开小孔，瓶内盛水，水面高于小孔。(2)激光从另一侧水平射向小孔。现象：水从小孔流出时，光随弯弯的水流照到地面时，在地面产生一个光斑。合作探究1.激光(1)激光的概念：频率______、方向__________的光叫激光。(2)激光通信容量更大电磁波的传播速度______光速，实际上光也是一种_______。与微波相比，光的频率______。单一高度集中等于电磁波更高2.光导纤维(1)光导纤维简称______，是一种非常细的______丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰。光纤玻璃实用的光纤是比人的头发丝稍粗的玻璃丝，通信用光纤的外径一般为125~140μm。一般所说的光纤是由纤芯和包层组成，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用。工程中一般将多条光纤固定在一起构成光缆。(2)携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，在内壁上多次______，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。反射光导纤维携带信息的激光射入携带的信息随激光射出(3)光纤通信是利用______在光导纤维中传输信息的一种通信方式。由于光的频率很____，在一定时间内可以传输大量信息。激光高我国光缆通信的发展十分迅速，目前光缆可以通达所有地区(市、州)，而且还与其他国家合作修建了跨越太平洋的海底光缆。光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量。3.光纤通讯技术的发展1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。1960年，美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，制成了世界上第一台红宝石激光器。学以致用历经四十年的发展，中国光纤光缆行业已经占据世界半壁江山，为现代通讯做出了突出贡献，体现了大国精神、大国担当。现代信息高速公路，是卫星通信和光纤维通信等高速、大容量信息传输通道的俗称，光纤维通信传输信息的载体是(

)A.微波

B.光波C.无线电波

D.超声波B思考：与传统通信方式相对，光纤通信有哪些优点？答案传输频带极宽，通信容量很大；光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。1.北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行的卫星导航系统，始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗”的发展理念，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。卫星导航在传递信息过程中主要依靠的是(

)A.超声波

B.次声波C.电磁波

D.光导纤维C当堂检测2.利用光导纤维在一定时间内可以传输较大量的信息，这是因为光波的(

)A.波长长

B.波速快C.频率高

D.看得见C3.早在100多年前，贝尔实验室就有了用“光话”替代电话的设想，后来科学家利用强光源产生的

，以及光导纤维技术，终于让光纤通信成为了现代通信的重要方式。如图是光导纤维工作示意图，光导纤维能传导光的基本原理是

。

激光光的反射4.电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他地区，这样就实现了卫星电视转播。在调试过程中，电视台本身也需要接收卫星传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较。这时发现从卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面相应的变化晚一些。(1)解释产生这种时间延误的原因。解：电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。(2)已知通信卫星的高度大约是36000km，无线电信号传播的速度与光在真空中的速度相同，试估算画面延迟的时间。

5.我们的生活已经离不开信息的传递。我们不知不觉地把各种通信方式融入自己的生活和工作之中。请想一想，自己哪些地方用到了卫星通信和光纤通信。各举一个例子。答案卫星通信：卫星电视、卫星导航等。光纤通信：宽带