第4节 越来越宽的信息之路

新课引入

上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程。那么电视广播和声音广播相比，在相同的时间内哪个传输的信息多？看屏幕（微机播放）。

学生们交流、讨论后说：电视传播的信息比声音广播多。电视除能通过声音得到信息，还可以看到它的周围环境、色彩、天气等等信息。

教师归纳总结：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。因此，几十年来，无线电通信，电视广播等所用的频率越来越高，我们可以形象地说，信息之路越来越宽了。那我们今天就来学习相关的知识。

合作探究

探究点一 微波通信

活动1：为什么要用微波通信？大家阅读课本，讨论交、流后并回答问题。

学生讨论、交流后回答：微波（microwave）的波长在10 m~1mm之间，频率在30 MHz~3×105MHz之间，比中波和短波的频率更高，可以传输更多的信息。

活动2： 微波具有哪些性质？大家阅读课本，讨论交、流后并回答问题。

学生讨论、交流后回答：微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地面绕射，因此需每隔50 km左右就建一个微波中继站。微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后，再发射到下一站，这就像接力赛跑一样，一站传一站，通过很多中继站，可以把信息传递到远方。

活动3：能否用月亮——地球的卫星作为中继站，实现微波通信？大家讨论。 

学生讨论、交流后回答：能，但是用月亮作为中继站不好。因为月亮可以反射微波，但它离我们太远了，信号衰减，时间延迟。况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。所以用月亮作为中继站，信号不好，还可能有时接收不到信号。

探究点二 卫星通信

活动1：那么人造卫星做中继站可以吗？说出你了解的卫星通信的知识。

（看屏幕，微机播放内容：人造卫星）让同学们讨论、交流说出自己的见解。

教师归纳总结：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。在地球的周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。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信号，经过放大变频后，再发送回另一个或几个地面站。现在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，这就是通信卫星带来的好处。

探究点三 光纤通信

活动1：人类自从用了电磁波这一宇宙中最快的速度进行通信以后，不断地向前发展。现代信息社会中，我们需要交流越来越多的信息，这就需要把这一信息之路修得越来越宽。我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速。实际上光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高，如果用光来通信，这条“高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍。但如何实现这一目的呢？看屏幕（微机播放光纤通信资料），通过讨论说出你对光纤通信的了解。

同学们交流讨论后回答：（1）普通的光源夹杂许多不同波长（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节目，声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。（2）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（laser），才使光作为载波得以实现，用光进行通信成为现实。

（3）通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（optical fiber）里传播。（4）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。

（5）光导纤维是很细很细的玻璃丝，是用高纯度的石英玻璃拉制成的。（6）光缆是数条光纤敷上保护层，制成多芯光缆。  

活动2：光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信，通信容量大，通信质量高，保密性好。光能沿弯曲的玻璃丝传播，观察演示，看到了什么？这个实验说明了什么。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，观察水流时的光。        

同学们交流讨论后回答：看到水从小孔流出时，光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。这个实验说明光可以沿弯弯的水流传播也可以沿玻璃丝传播，不管玻璃丝怎样弯曲都可以传播。

探究点四  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。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”。看屏幕（微机播放网络通信）了解网络通信。交流讨论你知道了哪些新的知识。

同学们交流讨论后说:世界上最大的计算机网络叫做因特网（Internet），这样就能做到资源共享。在因特网上可以收发电子邮件（E-mail），还可以查阅资料，看新闻、购物、和朋友聊天、进行远程教育、远程医疗等等。

电子邮件的传递方式是

活动2：网络通信在传播信息中越来越快捷方便。请同学们阅读科学世界“激光的应用”。