初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 卫星通信和光纤通信公开课课件ppt

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 卫星通信和光纤通信公开课课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了卫星通信，微波通信，中继站，②微波中继站，③微波通信的优缺点，同步卫星，光纤通信，光纤通信的优点，激光的应用，第4题等内容，欢迎下载使用。
3.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。
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。
我们怎样才能将微波信号传递到远方呢？
　　2020年，北斗三号系统的建设基本完成，北斗系统正式实现了全球覆盖，为全球用户提供了高精度、可靠性的导航服务，从古代的“北斗七星”到现代自主研发的“北斗系统”，中国的星辰大海梦想从幻想已经变为了现实。
微波波长较短，频率较高。一定时间内可以传递更多信息。
①微波的波长范围和频率范围
a. 微波的波长在厘米量级甚至更短。可穿透大气层，适用于电视信号与雷达信号传送，以及卫星通信，具有极高的民用、科研及军事价值。
b. 微波的频率在30MHz~3×105MHz之间。
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？
　　由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。　　通常每隔50 km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的微波信号处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。
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，而且只有在当两个通信点同时见到月球时，才能完成这两点间的通信。
　　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？
　　地球同步卫星是指在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星。从地面上看，它们好像悬挂在空中静止不动。
轨道周期与地球的自转周期相同，为1个恒星日，即23小时56分4秒 ；距离地面大约35,786 km，距离地心大约 42,164km 。
　　天线A向卫星发射电磁波；卫星作为中继站，将接收到的电磁波进行处理，发送给天线 B，并转发给另一颗卫星；另一颗卫星再发送给天线C。通过这个通信网络，地球上几乎任意一个地方都可以将信息即时发往世界各地，在一瞬间传遍全球。
用三颗同步卫星就可以实现全球通信
1. 微波通信需要中继站，原因是( )
A. 微波信号衰减特别快B. 微波信号传播速度慢C. 微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射D. 微波信号容易被干扰，信号容易丢失
2. 下列关于地球同步通信卫星的判断中正确的是( )
A. 同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的B. 同步卫星在空中静止不动C. 同步卫星每天绕地球运转一周D. 同步卫星作为微波通信的中继站，地球上空至少要4颗才能将信号覆盖全球
利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。且拥有远距离传递信息、通信容量大、干扰小、质量好、功效高等优点。
　　光也是一种电磁波。与短波、微波相比，光的频率更高。从理论上讲，如果用光来通信，相同时间可以传递更多的信息。这个设想直到激光器诞生后才得以实现。
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。
1.光导纤维：　　为了避免干扰和减少能量的损失，通信用的激光要在用专门材料制造的一种纤维中传播，这种纤维称为光导纤维，简称光纤。　　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。
【实验】水流导光（模拟激光在光导纤维中的传播）
　　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。
2.光在光导纤维中传播
　　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。
　　光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。
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。
　　激光束的方向性特别好，这个特点使它可以用来进行精确的测距。激光测距雷达就是根据这个原理制成的。　　激光还有一个特点是亮度高，也就是说它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，就可以使物体的被照部分迅速上升到极高的温度并熔化。　　此外，利用几十阿秒（10-18s）的激光脉冲可以“捕捉”原子内电子的运动，使人类对微观世界的观察接近极致。
3. 光纤通信就是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光导纤维是一种由玻璃制成的纤维，其应用前景非常广阔。下列关于光纤通信的说法正确的是( )
4.在一个无色大塑料瓶的侧壁靠底部的位置钻一个小孔，用胶带粘住小孔，在瓶中装满水，在瓶的另一侧放一只激光电筒，调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔（如图所示）。揭下胶带，让水流到下面的盆里，你会看到光束随弯曲的水流照到盆底，在盆底形成一个光斑。
（1）在这个实验中，激光电筒的光束沿水流的____（填“内”或“外”）壁经过多次______（填“反射”或“折射”），最后射到盆底。
（2）实验中从瓶中流出的水柱相当于光纤通信中的光导纤维，由此说明用来进行光纤通信的光纤____（填“能”或“不能”）弯曲。
（3）在光纤通信中，每一根光纤____（填“能”或“不能”）同时传导多束激光信号而不致相互干扰。
5. 现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站的，如图所示。打这种长途电话时，会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间。假设某人造卫星与地球的距
6.光导纤维由内芯和外套组成（如图甲）。若光在光导纤维内芯
【点拨】光在光导纤维内芯中传播速度为