第二十一章 信息的传递(教案)

第二十一章信息的传递
1．了解电话是怎样把信息传递到远方的；了解模拟通信和数字通信的根本区别．
2．了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响．
3．知道电磁波在真空中的传播速度，会用波速公式进行简单的计算．
4．了解无线电广播和电视的工作过程，知道手机和卫星通信都是电磁波技术的应用．5．常识性了解现代通信技术．
这一章通过介绍通信技术的基本常识，开拓学生的视野，激发学生学习物理的兴趣，本章属于介绍性的科普常识，知识比较浅显，要求不高，学生通过学习，可以了解一些通信技术的初步知识，这对他们将来学习更深的物理知识和其他自然科学知识是必要的，同时也是现代生活中必备的科学常识．
经过将近两年的物理学习，学生已经积累了一些必要的物理知识，尽管不够深入，但是在理解一些简单的物理应用上应该没有问题，本章主要的教学在于向学生介绍一些应用或是前沿的物理知识，扩大学生的知识面，这一章的物理现象又与现实生活密切相关，学生不会陌生，必然会有一定的兴趣，这些都是本章内容的优势所在．
教学时应当多列举具体实例，在可能的情况下尽量让学生有体验的机会．例如，进行一些学生可以参与的实验，或是使用多媒体来展示通信技术的基本概念，让学生在互动的教学中学到丰富的知识。

在学习过程中，教师应当以讲解为主，探讨为辅，重在提出问题并且适当引导学生积极地思考与分析．
第1节现代顺风耳——电话
知识与技能
1．了解电话是怎样把信息传递到远方的．
2．了解电话交换机的用处．
3．了解模拟通信和数字通信的根本区别．
过程与方法
1．通过多媒体、老师的演示、实物剖析，了解电话是如何传递信息的．
2．通过学生讨论，说明电话交换机的作用．
3．通过学生活动，展示什么是数字通信．
情感、态度与价值观
1．通过讲述贝尔发明电话的过程，培养学生不怕困难、积极探索的精神，了解技术改革对人类社会发展的作用．
2．通过学生讨论和学生活动，培养学生的学习主动性及合作的意识．
重点
1．电话是怎样把信息传递到远方的．
2．电话交换机的用处.
一、电话⎩
⎪⎨⎪
⎧结构作用
二、电话交换机的作用 三、模拟通信和数字通信
动圈式话筒和电话话筒、扬声器与电话听筒的异同
话筒种类很多，都是把声音的振动转化成强弱变化的电流，因此是动能转化为电能；作用都是把声信号转变为电信号．听筒也有很多种，都是把强弱变化的电流转化成声音的振动，因此是电能转化为动能；作用都是把电信号转变为声信号．扬声器和听筒都是将电信号转化成声信号的装臵，扬声器是通过改变电流的方向来改变线圈的磁极，听筒是通过改变电流的大小来改变电磁铁的磁性强弱的；扬声器是利用电磁感应原理工作的，后者是利用欧姆定律工作的．
模拟信号与数字信号的比较
第2节电磁波的海洋
知识与技能
1．了解电磁波的产生与传播；
2．知道光是电磁波，知道电磁波在真空中的传播速度；
3．知道波长、频率和波速的关系；
4．了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响．
过程与方法
通过演示了解电磁波的产生，电磁波在真空中的传播．
情感、态度与价值观
初步认识科学及其相关技术对于社会发展、人类生
活、军事的影响；产生科学服务于人类的意识．
重点
了解电磁波的产生与传播；知道波长、频率和波速的关系．
难点
知道波长、频率和波速的关系．
收音机一台、5号干电池一节、导线一条、真空罩一个、抽气筒一个、手机两台和电教平台．
电磁波
⎩⎪⎨⎪⎧产生：迅速变化的电流
传播：不需介质
速度：真空中c ＝30×105
km/s ＝3×108
m/s 波速、波长、频率的关系：c ＝λf 电磁波的家族
电磁波的应用：广播、电视、微波炉、雷达、卫星通信等
电磁波
一、手机最怕什么？
知道手机最怕什么吗？大自然的迫害和你自己的疏忽不小心都是造成它缩短寿命的原因！第一怕：潮湿的环境损害，避免在潮湿的环境中使用手机，以免大量水汽侵入电路板形成水渍，造成短路，或使金属接口氧化．第二怕：碰撞造成的损害．液晶屏幕所能承受的压力相当有限，使用时要注意！第三怕：温度环境的损害．应避免受热曝晒，第四怕：关于电池使用不当的损害．充电时不要开机．第五怕：灰尘、油脂的危害．
二、电磁波与水波、声波的区别
三、乘客不能在飞机上使用移动电话
飞机在空中是沿着规定的航线飞行的，整个飞行过程都要靠地面航空人员的控制和指挥，飞行员利用飞机上的通信导航设备进行地空联系驾驶飞机，而飞机上的导航设备是利用无线电波来测向导航的，飞机上的导航定向设备接收地面导航站发射的电磁波后，便能测定飞机的准确位臵．而移动电话是靠电磁波来传递信息的，如果乘客在机舱内使用移动电话，移动电话辐射的电磁波就会对飞机上导航、操纵系统产生严重干扰，飞机导航设备就会产生偏差，使飞机自动操纵设备产生错误，从而导致空难事故的发生．
第3节广播、电视和移动通信
知识与技能
1．了解无线电广播的大致工作过程．
2．大致了解电视的工作过程．
3．了解移动电话是怎样工作的．
过程与方法
在学生回顾电磁波的基础知识和应用后，让学生了解生活中常见的无线广播、电视和移动通信的工作过程，激发他们的学习兴趣．
情感、态度与价值观
通过了解广播、电视和移动电话的工作过程，初步认
识科技对现代生活的影响，激发学生探究科学知识的兴趣．
1．无线电信号的发射和接收过程；
2．初步培养学生收集资料、处理信息的能力；
3．初步认识科技对现代生活的影响.
学生课前收集、整理的资料，实物投影仪，收音机、电视机和移动电话各一台，教师用多媒体课件．
一、电磁波是传递信号的载体
二、无线电广播信号的发射和接收过程(见下图)
三、电视信号的发射和接收过程(见下图)
四、移动电话
1．工作原理：移动电话相当于无线电台，它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中，同时它又捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息．
2．设立基地台的原因：手持移动电话的体积很小，发射功率不大；它的天线也很简单，
灵敏度不高．因此，它跟其他用户的通话要靠较大的固定基地台转接．
电流信号的发射与接收的过程
1．电视台用电磁波传递声音信号和图像信号．
2．声音信号的产生、传播和接收过程跟无线电广播的工作过程相似．3．图像信号的产生、传播和接收过程是：
(1)摄像机把景物反射的光信号转换成电信号；
(2)发射机把电信号加载到高频电磁波上；
(3)天线把带有图像信号的电磁波发射到空中．
广播、电视、移动电话信号传递的异同
第4节越来越宽的信息之路
知识与技能
1．常识性了解：卫星通信、光纤通信、网络通信．
2．通过教学使学生了解：为什么要用微波通信？如何实现微波通信？了解微波性质接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射的特性，了解微波传播过程中的一些缺陷以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补．
3．了解光纤通信的原理和优点．
4．了解网络通信的发展过程和优点，掌握发电子邮件的方法．
过程与方法
通过师生共同交流来探讨现代信息的变化，用大量的多媒体图片、影视画面使学生掌握和了解卫星通信、光纤通信、网络通信的特点和粗略的原理．
情感、态度与价值观
通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣，使学生养成关注科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科学服务于人类的使命感和责任感．
卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理．
激光笔、手电筒、光纤玩具灯、带小孔的塑料瓶、不透光的纸、水、多媒体课件．
一、微波通信
信息理论表明：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内输送信息的量就越大．优缺点：
二、卫星通信
实质：用通信卫星做微波通信的中继站
三、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．
四、网络通信
光纤通信的相关知识
光纤由纤芯、包层和涂层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；中间层称为包层，由于纤芯和包层的折射率不同，从而实现了光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输；涂层的作用就是增加光纤的韧性从而保护光纤．
光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式.1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文，他提出利用带有外层外材料的石英玻璃光学纤维，能作为通信媒质．从此，开创了光纤通信领域的研究工作．如今光纤通信已是最重要的通信方式之一．
光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高音色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光一光纤通信．光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出来；
在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代；短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤，采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．。