初中物理广播电视与通信备课教案案例

19.2　广播电视与通信

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.了解电磁波中无线电波的一些用途。

2.了解广播、电视和现代通信的大致过程。

3.了解卫星通信和光纤通信的原理及特点。

【过程与方法】

1.通过对广播、电视和现代通信的了解,感悟理论和技术的联系及意义。

2.学习应用比较的方法区分广播、电视和现代通信在利用电磁波方面的异同点。

【情感·态度·价值观】

进一步认识电磁波的价值,感悟理论与技术的价值,能把了解广播、电视、现代通信作为一种享受和乐趣。

◇教学重难点◇

【教学重点】

无线电广播与电视传递信号的过程。

【教学难点】

1.无线电广播传递信号的大致过程。

2.卫星通信、光纤通信。

◇教学过程◇

一、新课导入

学习物理的过程需要创新的“幻想”,从信息的发展历程来看,许多“幻想”都得以实现了。如古代神话中描述的“千里眼”“顺风耳”现在已经实现了——电视、电话的发明已经使人们能眼观全球、耳听世界了。那么电视是如何传递信息的呢?

二、教学步骤

探究点1　无线电广播和电视

[阅读课本]P58~59“让我们看看电磁波是怎样传递声音和图像的吧……范围是50~10 m。”

[思考]播音室内,话筒起什么作用?

[提示]在播音室里,播音员通过话筒把声音信号转换成电信号,即音频信号。

[思考]调制信号是怎样形成的?

[提示]由于音频信号的频率低,故不能用来直接发射电磁波,所以把音频信号通过调制器加载到高频电流上,形成调制信号。

[思考]发射天线起什么作用?

[提示]调制信号经过放大以后,通过天线发射,以电磁波的形式在空中传播。

[思考]收音机如何把接收到的电磁波还原成声音?

[提示]收音机首先利用天线接收空中的电磁波,然后再利用调谐器把需要的某一频率的电磁波选出来(选台),最后检波器把调谐器选出来的高频信号中的音频信号取出,经过放大后送到扬声器里转换成声音。

[归纳提升]电磁波传递声音信号的过程:声音信号→音频信号→调制信号→发射电磁波→调谐还原成声音。

[阅读课本]P59“电磁波传递电视信号的过程大致如图19-9所示……范围是0.633~0.378 m。”

[思考]电磁波传递电视信号的大致过程是什么?

[提示]电视信号的传送和接收过程:图像和声音信号→视频和音频信号→制作电视节目→发射电磁波→接收还原成图像和声音。

[习题]无线电广播和电视信号都要通过天线向空中发射出去,而接收信号的装置则 (　　)

A.需要天线才能接收信号

B.不要天线也能接收信号

C.有无天线都能接收信号

D.条件不足,无法判断

[分析]无线电广播和电视信号都要通过天线向空中发射出去,而接收信号的装置则是收音机或电视配有的天线,A项正确。

[答案]A

探究点2　卫星通信

[阅读课本]P59~60“今天,通信已成为人们交往中不可缺少的方式……将发挥越来越重要的作用。”

[思考]卫星通信系统由哪几部分组成?

[提示]卫星通信系统由同步卫星、地面中继站、地面通信控制中心以及地面传输系统组成。

[思考]“同步卫星”中的“同步”的含义是什么?

[提示]地球同步卫星是指环绕地球运转且周期和地球自转周期相同的卫星。

[思考]为了让通信能够覆盖全球,需要多少颗同步卫星?同步卫星应如何放置?

[提示]赤道上的通信卫星增加到三颗,且每颗卫星之间都相隔120°左右,那么在地球上的任何地方,都可以通过这三颗卫星进行通信,实现全球通信。

[思考]卫星通信有哪些优点?

[提示]卫星通信具有容量大、抗干扰性强、使用灵活、传输距离远、可靠性高等优点。

[习题]关于卫星通信,下列说法正确的是 (　　)

A.卫星通信使用的是中波或者短波

B.通信卫星只能用来传递声音信号

C.通信卫星相对于地面是运动的

D.通信卫星既能传递信号,又能放大信号

[分析]卫星通信是利用微波来传递信息的,A项错误;卫星通信既能传递声音信号,也能传递图像信号,B项错误;通信卫星相对于地球是静止的,C项错误。

[答案]D

探究点3　光纤通信

[阅读课本]P61~62“光纤通信是利用激光通过光纤传递信号……通信的主要途径之一。”

[思考]什么是光纤通信?

[提示]光纤通信是利用激光通过光纤传递信号的一种通信方式。其工作原理如课本图19-14所示。

[思考]激光在光纤中是如何传播的?

[提示]光纤是一种比头发还细的玻璃纤维,它由线芯和包层组成。当光信号从光纤的一端进入线芯后,在线芯与包层的交界面上反复发生全反射,于是光信号便在线芯中几乎无损失地向前迅速传播。

[思考]光纤通信有哪些优点?

[提示]光纤通信具有抗干扰能力强、信号衰减小、保密性好、传递的信息量大等优点。

[习题]如图所示的实验研究的是“光纤是怎样传输信号的”。实验中,光纤是　　　　(选填“导体”“绝缘体”),在光纤的一端附近放上发光的小电灯,在另一端可以观察到　　　　。用光纤传输光信号,主要应用的物理知识是　　　　。 

[分析]光纤不容易导电,属于绝缘体,光纤很细,有内外两层,内壁具有使光发生反射的特性(类似于平面镜),光经多次反射能从光纤的一端传播到另一端,所以在光纤的一端附近放上发光的小电灯,在另一端可以观察到灯光。

[答案]绝缘体　灯光　光的反射

[阅读课本]P62“信息浏览　模拟通信和数字通信”及P63“STS　全球卫星定位系统(GPS)”

三、板书设计

19.2　广播电视与通信

1.无线电广播和电视

(1)电磁波传递声音信号的大致过程

(2)电磁波传递电视信号的大致过程

2.卫星通信

3.光纤通信

◇教学反思◇

本节课要求比较低,因而在教学中采取学生自主学习的方式,先让学生通过教材上的插图直观地了解电磁波传递信号的具体过程,然后学生进行交流、讨论,教师适时点拨。