2019-2020年八年级物理新人教版越来越宽的信息之路(1).doc

2019-2020年八年级物理新人教版越来越宽的信息之路(1)教材优化全析全析提示1.微波通信(1)微波通信的理论依据信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多.微波的波长在10 m1 mm之间，频率在30 MHz3105 MHz之间，比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息.一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话.(2)微波中继站的作用从微波传播的特点了解中继站在微波通信中的作用.要点提炼微波波长较短，很容易被地面吸收，又能穿透电离层而不被反射，所以路线只能是直线传播.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.为了增大传播距离，发射天线和接收天线都建得很高，但也只能达到几十千米.因此，在进行远距离通信时，必须每隔50 km左右就要建一个微波中继站.由某地发射出去的微波，被中继站接收，把传来的微波信号经过处理后，再发射到下一站去.这就像接力赛跑一样，一站传一站，把信号传到远方.(3)存在问题及设想提出问题微波传送距离越远，需要的中继站也越多，又带来一定的麻烦，同时，在遇到雪山、大洋，根本无法建中继站时，又该怎么办？设想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，可以发射微波，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球时，才能完成这两点间的通信，所以不能用月球作为中继站.直线传播方式受大气的干扰小，能量损耗少，所以收到的信号较强而且比较稳定.另外，微波的频率高，相同的时间内比中波、短波传递的信息更多，所以电视、雷达采用的都是微波.要想减少中继站的数量，只能增加天线的高度，当我们把中继站搬到天上后，就变成了卫星.卫星通信的目的是扩大信息的覆盖面，减少地面微波中继站，减小信息传播过程中的故障率，极大地提高信息的传输范围，提高信号的传送质量.2.卫星通信现在，人类用发射的通信卫星作微波通信的中继站，实现了卫星通信的梦想.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动.全析提示从同步卫星的特点，了解卫星通信的作用和优点.卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成，通信卫星就像一个无人值班的空中微波中继站，它从一个地面站接收发射来的电信号，经过放大、变频后，再发送回另一个或几个地面站.具体地说：甲地的地面站向通信卫星发射某种无线电信号，由通信卫星接收后，再转发到乙地的地面站.一颗通信卫星所转发的无线电信号，能够覆盖地球表面的三分之一，换句话说，只要在地球的周围均匀地配置三颗同步通信卫星，配合相应的地球站，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信.现在通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面.卫星通信主要有以下优点：(1)通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖的范围均可进行通信；(2)不易受陆地灾害影响；(3)建设速度快；(4)易于实现广播和多址通信；(5)电路和话务量可灵活调整；(6)同一信道可用于不同方向和不同区域.要点提炼同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫做“同步”卫星.通信卫星上主要使用的电源是太阳能电池，把太阳能转化成电能，供卫星使用.1984年4月8日，我国发射成功的是一颗与地球同步定点的卫星.它飞行在赤道上空约36000千米高的圆形轨道上.思维拓展现在我们家里收到的电视节目，哪些是通过卫星传送来的？近年来卫星通信新技术的发展层出不穷.卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分.3.光纤通信(1)光纤通信的理论依据我们知道，光也是一种电磁波，而且它们的频率很高，频率间隔很宽.如果用光来通信，其容量要高出短波、微波百万倍、千万倍.但如何实现这一目的呢？普通的光源夹杂了许多不同波长(频率)的光，方向性差.如果用它作载波，就像收音机同时接收到了许多频率的节目，各种声音重叠在一起，让人无法分辨清楚.直到1960年美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光激光，才使光作为载波得以实现.全析提示通过学习，重点理解光纤通信的原理：依靠激光在光纤内多次反射传输信号.激光具有亮度高、方向性好、单色性好、相干性好的特点，所以在很多方面都用到它.(2)演示实验：把大塑料瓶用不透光的纸包上，瓶的侧壁开个小孔.塑料瓶内盛满水，水中有一个光源.当水从小孔流出时，你会看到光随着弯弯的水流照到地面上，在地面上产生一个光斑.分析：通过这个演示实验，我们知道了光不但能够沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播. (3)光导纤维光导纤维是激光通信用的特殊管道，是很细很细的玻璃丝，光可以沿着玻璃丝传播.不管玻璃丝怎样弯曲，从它一端射入的光都会顺着它传播，再从另一端射出. 通常数条光纤一起敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息.由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息.(4)光纤通信我们知道，用金属导线可以传送电信号，实现电通信.目前普遍应用的电报、电话都属于电通信.光导纤维能够传光，利用它的这种性质，也可以把光信号传到远方，构成光的“有线通信”系统，这就是光纤通信.要点提炼各种电信号对光波进行调制后，通过光纤进行传输的通信方式，称光纤通信.为了减少传输损耗，我们现在用高纯度的石英玻璃制成光导纤维，来传递光信号.光纤也可以像电缆一样做成多芯的光缆. 光纤通信不同于有线电通信，后者是利用金属媒体传输信号，光纤通信则是利用透明的光纤(拉得很细的玻璃丝)传输光波.光纤通信的过程:在发信端，首先把声音信号变成电信号，用它对光源发出的光(激光)进行调制，把电信号变成光信号；再通过光导纤维把经过调制的光信号传出去.在收信端，先用光检波器(半导体光电管)把收到的光信号进行解调(即把光信号还原为电信号)，再把电信号变成声音信号.光纤通信不仅能传送电话，还能传送电视节目，也就是有线电视.光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，跟电通信比较起来，它有许多优点：通信容量大，一根光纤能传送几千对话音，不受电磁干扰,而且能大量节约传输线路的金属材料.世界上许多国家都在积极研究和发展这思维拓展光在光导纤维里发生的反射是全反射.光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输.光纤通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好. 光纤通信最主要的优点是：种新技术，目前已达到实用阶段.我国从70年代初期就积极进行研究，现在已能成批生产光纤光缆，建立了几十条光纤通信线路.光纤通信的发展,必将给信息的传递和交流带来巨大的变革. (1)容量大；(2)衰减小；(3)体积小，重量轻， 同时有利于施工和运输；(4)防干扰性能好，保密性好；(5)节约有色金属；(6)成本低.4.STS我国光缆通信的发展光纤通信发展非常快，一些发达国家已经建立了跨越海底的光缆通信网络.我们国家也在大力发展光纤通信，已经建立了纵横大城市间的光缆通信系统. 通过STS学习，我们应该为我国的光纤通信事业的发展而自豪，也要从中了解光缆在通信中的重要作用，自觉爱护光缆.为保护国家的“地下神经”，国家制定了相应的法律，比如宣传标语中所说的“光缆无铜，盗割判刑”5.网络通信 网络通信：电子计算机的发明和应用给人们的工作、学习、生活带来了巨大的变化.计算机与通信的结合将成为21世纪信息社会的基础. 电子邮件的传送：甲、乙两人的计算机分别跟A、B服务器相连，这就是平常说的“上网”.当甲给乙发送一封电子邮件时，他的服务器A把邮件送到乙的服务器B储存起来.一旦乙“上网”，他就能从自己的服务器B得到这个邮件.图941全析提示通过学习，知道电子邮件的方便所在，了解网络通信在我们今后工作、学习、生活中的重要性.要点提炼目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件.每个电子信箱都有自己的“地址”，这样才能把邮件送到正确的地方.例如，某电子信箱的地址是Xiaolinserver.cn，这表示信箱属于一个自称“Xiaolin”的人，他的服务器名叫“server.cn”,其中的“cn”是China的简写，表示这个服务器是在中国注册的.邮箱地址中的用户名可以是数字、字母、小数点、下划线，但必须以字母开头.电子邮件像电话一样快，但是又像信件一样方便，收件人可以在任何时候打开信箱，查看邮件.除了文字之外，我们也可以把照片、语音及任何信息变成数字文件用电子邮件传送.电子邮件兼顾了电话与信件共同的优点，方便、快速、内容丰富.因特网：全球信息网的建立，使人们通过一台联网的电脑，只要轻轻点击鼠标，就可以做到“秀才不出门，便知天下事”.人们可以通过网络通信系统查阅资料、看新闻、购物，进行视频点播.可以通过网络收发电子邮件，还可以上网和朋友聊天.另外可以通过网络进行远程教育、远程医疗等等.从信息资源的观点来看，因特网是一个集各个部门、各个领域的各种信息资源为一体的，供网上用户共享的多媒体.6.科学世界激光的应用除了通信外，激光还有许多其他应用.激光的方向性好，应用平行度特别好，进行精确的测距和读光盘；应用激光的亮度高，可以利用激光束来切割物质、焊接金属以及在硬质材料上打孔，医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜；强激光还可以应用在军事上，在瞬间破坏敌人的飞行器.注意：激光亮度很强，所以千万不能把激光对着人的眼睛照射.