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2019-2020年八年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 第五章：電磁波和通信 第一、三、四節(jié)教案 華東師大版 一. 教學(xué)內(nèi)容： 第五章：電磁波和通信 第一節(jié)：信息的傳遞和通信 第三節(jié)：無(wú)線電廣播和通信 第四節(jié)：現(xiàn)代通信 教學(xué)目標(biāo)： 1. 知道人類(lèi)社會(huì)的三大基元 2. 知道信息傳遞方式的演變 3. 了解電報(bào)和電話的工作過(guò)程 4. 了解信息與生活的關(guān)系 5. 了解電磁波 6. 了解波長(zhǎng)、頻率、波速及其相互關(guān)系，記住電磁波的波速 7. 了解現(xiàn)代通信方式 8. 知道衛(wèi)星通信 9. 知道光纖通信 10. 知道因特網(wǎng)和信息高速公路 二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)： 1. 信息的重要性及信息的傳遞 2. 電磁波譜及無(wú)線電的接收與發(fā)射 3. 現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)及因特網(wǎng)的作用 難點(diǎn)： 1. 什么是信息 2. 電磁波的接收與發(fā)射 3. 因特網(wǎng)，信息高速公路 重點(diǎn)知識(shí)介紹： 1. 信息及傳遞 A. 信息 （1）信息是有用的消息，能告訴我們那些原本不確定的情況 （2）信息是有用的知識(shí)，能使我們知道原本不知道的事物、狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （3）信息離不開(kāi)物質(zhì)和能量，但信息本身又不是物質(zhì)和能量 （4）信息和物質(zhì)、能量一起構(gòu)成社會(huì)的三大基元 B. 條形碼上的信息 條形碼上的一個(gè)條紋組代表一個(gè)數(shù)字，整個(gè)條形碼就代表一組數(shù)字，這組數(shù)字中包含了產(chǎn)品名稱(chēng)、規(guī)格、價(jià)格、質(zhì)量等信息。 條形碼上的信息是由條形碼讀取器獲得。 條形碼是世界標(biāo)準(zhǔn)碼，世界各國(guó)的條形碼和條形碼讀取器是通用的。 C. 信息傳遞的發(fā)展 （1）信息的形式 a. 遠(yuǎn)古時(shí)代，手勢(shì)，喊叫（不是語(yǔ)言） b. 隨著人類(lèi)社會(huì)發(fā)展，出現(xiàn)語(yǔ)言、文字等信息傳遞的方式，語(yǔ)言可以把手勢(shì)更準(zhǔn)確地傳遞信息，文字既可以現(xiàn)場(chǎng)交流，又可以記載和傳遞歷史信息，為人類(lèi)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上創(chuàng)造新的文明提供了基礎(chǔ)。 語(yǔ)言和文字的發(fā)明是信息傳遞方式的重大發(fā)展。 （2）信息的傳遞 a. 古代：徒步傳信（捎口信），烽火臺(tái)，騎馬送信，信鴿傳書(shū)等光通信方式 b. 近代：有線電報(bào)、有線電話等電通信方式 c. 現(xiàn)代：無(wú)線電通訊、因特網(wǎng)等現(xiàn)代通信方式 D. 電報(bào)和電話 電報(bào)，發(fā)報(bào)機(jī)產(chǎn)生斷續(xù)的電流，通過(guò)導(dǎo)線把斷續(xù)的電流送到接收方的電報(bào)機(jī)中，接收方根據(jù)事先約定的電碼，把斷續(xù)的電流與事先約定的符號(hào)相對(duì)應(yīng)，從而獲得信息的一種信息傳遞方式。 電話：發(fā)送方的電話機(jī)把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱變化的電流，再通過(guò)導(dǎo)線把電流送到接收方的電話機(jī)，接收方的電話機(jī)把電流還原成聲音的通信方式。 E. 國(guó)際緊急援助信號(hào)：SOS SOS：三短三長(zhǎng)三短的電碼信息，也可以是燈光、聲音等。 2. 電磁波 （1）電磁波的產(chǎn)生，電磁波的產(chǎn)生和電磁場(chǎng)有關(guān)。電磁場(chǎng)存在于變化的電流和變化的磁場(chǎng)周?chē)? （2）電磁波是一種波，既是物質(zhì)，也有能量。電磁波的傳播不需要依賴(lài)別的物質(zhì)，在真空中也能傳播，電磁波在真空中傳播的速度和光在真空中傳播速度一樣，等于3108m/s。 （3）波長(zhǎng)：電磁波振蕩一次（一個(gè)周期）傳播的距離，單位為m。 頻率：一秒內(nèi)電磁波振蕩的次數(shù)，單位：Hz。 波速：電磁波傳播的速度，單位：m/s。 相互關(guān)系：v＝af （4）電磁波譜 頻率從小到大，無(wú)線電波<紅外線<可見(jiàn)光<紫外線紅外線>可見(jiàn)光>紫外線>x射線 3. 無(wú)線電波 （1）無(wú)線電波（100KHz－3106MHz） 長(zhǎng)波 中波（100KHz－1500KHz）沿地面?zhèn)鞑?，傳播距離不遠(yuǎn)，在幾百km之內(nèi)，中波段一般只能收聽(tīng)本地廣播電臺(tái)的節(jié)目。 短波（6MHz－30MHz）：依靠大氣中的電離層對(duì)電磁波的反射傳播，可傳播到幾千km之外，短波段可收聽(tīng)遠(yuǎn)地和國(guó)外廣播。 微波（300MHz－3105MHz），又叫超高頻無(wú)線電波。①頻率很高②能量大③沿直線傳播④傳播中需中繼站 （2）無(wú)線電波的發(fā)射和接收 a. 無(wú)線電波發(fā)射 調(diào)制方式：調(diào)頻（調(diào)頻立體聲廣播）和調(diào)幅（中短波） b. 無(wú)線電波的接收 4. 衛(wèi)星通信 （1）衛(wèi)星通信是依靠地球同步衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的一種通信方式。 （2）通信衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）在地球赤道上空35860km的圓形軌道上，沿著地球自轉(zhuǎn)方向繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，它的軌道平面和地球的赤道平面相重合，因此通信衛(wèi)星似乎總是靜止在地球某處的高空，利用三顆衛(wèi)星就可實(shí)現(xiàn)幾乎覆蓋全球的通信。 （3）衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)：容量大，抗干擾性強(qiáng)，使用靈活，傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性高。 5. 光纖通信 （1）光纖通信，利用電光變換技術(shù)把電信息轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，讓光波在光導(dǎo)纖維中傳輸，在接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，從而實(shí)現(xiàn)信息傳遞的通信方式。 （2）光纖通信的光源是激光，激光的優(yōu)點(diǎn)：亮度高，方向性好，顏色純。 （3）光纖通信的優(yōu)點(diǎn)（與無(wú)線電通信比）：容量大，不受外界干擾，傳播距離遠(yuǎn)，保密性好，通信質(zhì)量高。 （4）光導(dǎo)纖維優(yōu)點(diǎn)（與金屬導(dǎo)線比）：體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，原材料資源豐富。 6. 移動(dòng)通信 （1）移動(dòng)通信是通信的一方或雙方都可隨意移動(dòng)的通信方式。 （2）手機(jī)的發(fā)展史：第一代模擬手機(jī)；第二代以語(yǔ)音通信為主的數(shù)字式手機(jī)；第三代能把語(yǔ)音通信和多媒體通信相結(jié)合的新一代手機(jī) （3）手機(jī)的三大危險(xiǎn)地帶：醫(yī)院、加油站、飛機(jī) 7. 因特網(wǎng) （1）因特網(wǎng)是一個(gè)由計(jì)算機(jī)，通信線路及其他附屬設(shè)備連接起來(lái)的全球通信網(wǎng)絡(luò)。 （2）因特網(wǎng)上傳遞的是二進(jìn)制數(shù)位“0”和“1”的信息，因特網(wǎng)通信也叫數(shù)據(jù)通信。 （3）因特網(wǎng)有利有弊，我們要利用網(wǎng)口的有益、有用信息，抵制不健康甚至有害的信息，也要正確處理上網(wǎng)與學(xué)習(xí)、休息的關(guān)系，做到文明上網(wǎng)。 8. 信息高速公路 集衛(wèi)星通信、光纖通信、數(shù)據(jù)通信、圖視通信和移動(dòng)通信等技術(shù)于一身，利用光纜和各級(jí)計(jì)算機(jī)把所有的通信系統(tǒng)聯(lián)結(jié)在一起的高速傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施，也叫信號(hào)高速公路。 【典型例題】 例1. 下面關(guān)于無(wú)線電波接收過(guò)程中的一些記法中不正確的是（ ） A. 調(diào)諧器能選出我們需要的某一種頻率的電磁波，并把它變?yōu)殡娏? B. 檢波器是用二級(jí)管做的，它能把聲音信號(hào)從高頻電流中讀取出來(lái) C. 從檢波器出來(lái)的電流通過(guò)耳機(jī)，還原成聲音 D. 調(diào)諧器能選出我們需要的電磁波，達(dá)到“選臺(tái)”的目的 分析：無(wú)線電波的接收過(guò)程為： 答案：D 例2. 電視臺(tái)把無(wú)線電信號(hào)送到高空中的通信衛(wèi)星上，衛(wèi)星再把信號(hào)傳到地面上的接收裝置，這就實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播?，F(xiàn)在一電視臺(tái)控制中心上發(fā)現(xiàn)通過(guò)衛(wèi)星傳來(lái)的電視信號(hào)總要比從演播廳用電纜傳來(lái)的同一內(nèi)容的電視信號(hào)晚些時(shí)候 （1）解釋產(chǎn)生這種信號(hào)延遲的原因 （2）估算畫(huà)面延遲的時(shí)間 分析：從衛(wèi)星上傳來(lái)的電視信號(hào)，由于傳播距離遠(yuǎn)，所以所需時(shí)間長(zhǎng)，與通過(guò)光纜傳播的電視信號(hào)間有時(shí)間差，這就產(chǎn)生了二種傳遞方式之間的信號(hào)延遲現(xiàn)象。 要計(jì)算延遲時(shí)間，用t＝S/v，其中S就是通信衛(wèi)星距地面高度35860km的二倍，v就是無(wú)線電波的速度和光速一樣為3108m/s 答案：（1）見(jiàn)分析 （2） 【模擬試題】（答題時(shí)間：25分鐘） 一. 選擇題 1. 無(wú)線電通信傳遞信號(hào)是借助（ ） A. 銅導(dǎo)線 B. 大地 C. 空氣 D. 電磁波 2. 以下四種工具中，傳遞信息最快的是（ ） A. 信鴿傳書(shū) B. 飛機(jī)送信 C. 騎馬送信 D. 電磁波 3. 下列哪種設(shè)備的工作不是靠電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)的（ ） A. 衛(wèi)星電視 B. 無(wú)線電廣播 C. 有線電話 D. 雷達(dá)導(dǎo)航 4. 光纖對(duì)現(xiàn)代通信起著巨大的作用，最早發(fā)明光纖的是（ ） A. 馬可尼 B. 麥克斯韋 C. 高錕 D. 法拉第 5. 下列符號(hào)是國(guó)際求救信號(hào)的是（ ） A. SAS B. AIDS C. SOS D. ICA 6. 電磁波的傳播速度與光速相比（ ） A. 小于光速 B. 等于光速 C. 大于光速 D. 以上三種情況都有可能 7. 下面列出的是收音機(jī)的幾個(gè)部件，其中哪一個(gè)所起的作用與電磁波發(fā)射裝置中的“調(diào)制器”的作用相反（ ） A. 接收天線 B. 調(diào)諧器 C. 檢波器 D. 耳機(jī) 8. 下列說(shuō)法中，正確的是（ ） A. 頻率越高，傳播速度越大 B. 波長(zhǎng)越大，傳播速度越大 C. 信號(hào)越強(qiáng)，傳播速度越大 D. 頻率、波長(zhǎng)、信號(hào)的強(qiáng)弱都不影響電磁波的傳播速度 二. 填空題 1. __________、__________和__________是構(gòu)成我們社會(huì)的三大基元。 2. 電磁波在真空中的傳播速度為_(kāi)_________km/s，它與__________的速度相同，任何頻率的不同的電磁波在真空中的傳播速度是__________的。（填“不同”或“相同”） 3. 衛(wèi)星通信具有容量大、抗干擾性強(qiáng)、__________、__________、__________等特點(diǎn)。目前，衛(wèi)星通信系統(tǒng)承擔(dān)了全世界三分之二以上的國(guó)際通話、電報(bào)業(yè)務(wù)和所有的洲際電視廣播。 4. 錄音機(jī)的磁帶上涂有一層磁粉，錄音時(shí)，聲音先轉(zhuǎn)變成強(qiáng)弱變化的電流，這樣的電流通過(guò)錄音磁頭，產(chǎn)生強(qiáng)弱變化的_________。磁帶通過(guò)磁頭時(shí)，磁帶上的小顆粒磁粉被強(qiáng)弱不同地__________，于是記錄了有關(guān)磁性變化的信息。放音時(shí)，磁帶貼著放音磁頭運(yùn)動(dòng)，磁性強(qiáng)弱變化的磁帶使放音磁頭中產(chǎn)生變化的__________，這種__________經(jīng)放大后使揚(yáng)聲器發(fā)聲，讀出了錄音磁帶上記錄的信息。 【試題答案】 一. 選擇題 1. D 2. D 3. C 4. C 5. C 6. B 7. C 8. D 二. 填空題 1. 信息 物質(zhì) 能量 2. 3105 光 相同 3. 使用靈活 傳輸距離遠(yuǎn) 可靠性高 4. 磁場(chǎng) 磁化 感應(yīng)電流 電流