物理卫星通信和光纤通信 课件-2025-2026学年物理人教版九年级全一册

卫星通信和光纤通信第3节

第二十一章

电磁波及其应用初/中/物/理人教版——九年级全一册—————————————————————1.掌握微波的波长和频率范围，了解其传播特性。2.理解卫星通信的核心原理，明确同步卫星的特点及“三颗同步卫星实现全球通信”的关键结论。3.知晓光纤通信的传光原理，能区分光纤与光缆的构成关系。4.牢记光纤通信的三大优点：传输频带宽、衰减小距离远、抗干扰保密性好；5.了解卫星通信和光纤通信的应用场景，知道北斗卫星导航系统、海底光缆等相关实际应用案例。学习目标难点重点新课引入微波信号怎样才能传递到远方呢？

微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。我们怎样才能把微波信号传递到远方呢？

在无线电波中，微波的波长短，频率高。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。新课引入

卫星通信的核心原理是利用在轨卫星作为中继站，实现地面、海上、空中终端之间的远距离通信，本质是一种微波频段的无线中继通信。

具体工作流程可分为三步：地面发射、卫星中继、地面接收。一段文字文字和动图谁包含的信息量更大？一、卫星通信知识构建

1.微波的波长为10m~1mm，频率为30MHz~3×105MHz。波段波长λ/m频率ν/kHz主要用途长波3000~3000010~100超远程无线电通信和导航中波200~3000100~1500调幅(AM)无线电广播、电报中短波50~2001500~6000短波10~506000~30000微波米波1~103×104~3×105调频(FM)无线电广播、电视、导航分米波0.1~13×105~3×106移动通信、电视、雷达、导航厘米波0.01~0.13×106~3×107毫米波0.001~0.013×107~3×108频率更高无线电波的不同波段及主要用途一、卫星通信

微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此必须每隔50km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。

1.微波中继站微波中继通信示意图一、卫星通信高山、大洋中无法建设中继站，怎么办呢？

在遇到雪山、大洋等根本无法建设中继站的情况时，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？

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。月球太远一、卫星通信

2.卫星通信：用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫做卫星通信。

3.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星。一、卫星通信

4.用三颗同步卫星就可以实现全球通信。

卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。通信卫星从一个地面站接收到电信号，信号经过处理后，再发送到另一个或几个地面站。一、卫星通信

5.利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。

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。使用北斗卫星导航系统的无人驾驶车辆二、光纤通信

1.

光是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光。1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生单一频率、方向高度集中的光——激光。1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的幻想得以实现。zzz实验探究演示：水流导光

如图所示，在塑料瓶的一侧开个小孔，塑料瓶内盛水，让激光从另一侧水平射向小孔。当水从小孔流出时，你会看到光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。

传光原理：光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射后从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。二、光纤通信知识构建

光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。内芯外套

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，这样就把它携带的信息传到了远方。甲光导纤维乙光在光导纤维中的传播二、光纤通信光纤通信的优点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.不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。二、光纤通信光纤通信技术的发展

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，而且还与其他国家合作修建了跨越太平洋的海底光缆。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。知识迁移1.2019年4月20日，长征三号乙运载火箭载着第44颗北斗导航卫星顺利升空。“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度、高可靠性的定位、导航等服务，该系统在传递信息过程中主要依靠（

）A．超声波B．次声波C．电磁波D．紫外线卫星和地面的联系靠电磁波，将图片和声音等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射回地面。所以它传递信息利用的是电磁波。超声波与次声波都属于声波，不能在真空中传播，所以不能用于卫星与地面的联系。故选：C。C知识迁移2.（2025·越秀区校级开学）通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维里传播。光导纤维是很细很细的玻璃丝。①如图，光从光导纤维的一端射入，激光在光导纤维中经过多次______后（选填：“反射”、“折射”、“色散”），从另一端射出。这样就把它携带的信息沿着光纤传到了远方；②光在光导纤维里传播的速度_______光在真空中传播的速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。①如图，光从光导纤维的一端射入，激光在光导纤维中经过多次反射后，从另一端射出。这样就把它携带的信息沿着光纤传到了远方；②光在光导纤维里传播的速度小于光在真空中传播的速度。故答案为：①反射；②小于。反射小于科学世界同步卫星

通信卫星大多是相对地球静止的同步卫星，地球同步卫星距离地球约36000km，从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。

地球同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫作“同步”卫星。””知识小结卫星通信光纤通信卫星通信：用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫做卫星通信。微波的波长为10m~1mm，频率为30MHz~3×105MHz。光是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。光导纤维是很