第三节 卫星通信和光纤通信
学习目标
了解广播电台发射的节目信号的频率和波长。知道移动通信和卫星通信等都应用了电磁波。
学习过程
【活动一】手机传递信息。
通过查阅课本相关内容，思考并简述手机的工作方式。
【活动二】阅读课本第二十一章第2节的内容，了解无线电广播、电视和手机利用电磁波传递信息的过程。同时查阅资料，了解广播电台发射的无线电波的频率和波长，并在小组内交流。
【活动三】作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。随着社会的进步，移动通信、电视、广播等领域利用的电磁波频率越来越高，信息之路越来越宽了。请你选取以下一个内容或自选相关内容进行研究，并把研究成果以调查报告、手抄报或电子幻灯片（PPT）等形式展示出来。
（1）收音机里AM与FM的区别。
（2）移动通信技术中所说的“1G”“2G”“3G”“4G”“5G”分别指的是什么？查阅并比较它们的频率，说明5G的优势。
（3）微波通信，是使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波——微波进行通信。而光纤通信，是一种利用光与光纤传递资讯的方式。试说明在不同领域微波通信和光波通信哪个更具优势。
（4）Wi-Fi在生活中使用极为普遍，这项技术的工作频率主要为2.4 GHz和5 GHz。试比较在这两个频率下工作的Wi-Fi各有什么优势。
（5）列举本地电视台发射信号的频率和波长。

解：
【活动一】手机的工作方式：
手机同时具备发射和接收电磁波的功能，通话时，手机将用户的声音信号转化为变化的电信号，加载到高频电磁波上发射出去；同时手机接收空中传来的携带信息的电磁波，从中解调出对方的声音电信号，还原为声音。手机之间的信息传递需要通过基站进行转接，最终实现和其他用户的通信。
【活动二】
1. 无线电广播、电视和手机利用电磁波传递信息的过程：
发射过程：首先将需要传递的声音、图像等信息转换为电信号，再将该电信号加载到频率很高的电磁波上，通过发射天线把携带信息的电磁波向空中发射出去。
接收过程：接收端的天线接收到电磁波后，从众多电磁波中筛选出特定频率的目标信号，将加载在高频电磁波上的电信号提取出来，经过放大处理后，还原为对应的声音或者图像信息。
2. 广播电台发射的无线电波参数示例：
调幅广播（AM）的发射频率范围为535kHz~1605kHz，根据电磁波波速公式$c=λ f$（电磁波在空气中速度近似等于光速$c=3×10^8m/s$），计算可得对应波长范围约为186m~561m；
调频广播（FM）的发射频率范围为88MHz~108MHz，对应波长范围约为2.78m~3.41m。
【活动三】选取第（4）项内容研究，结论如下：
2.4GHz频率Wi-Fi的优势：
该频率数值更小，对应的电磁波波长更长，绕过障碍物的能力更强，信号穿墙能力更好，单台路由器的信号覆盖范围更大，同时该频段普及时间久，几乎所有支持Wi-Fi的设备都可以兼容该频段。
5GHz频率Wi-Fi的优势：
该频率数值更高，可容纳的带宽更大，根据电磁波的相关特性，频率越高相同时间内可以传输的信息量越多，因此5GHz Wi-Fi的传输速率更快；同时该频段日常使用的设备更少，受到的信号干扰更小，传输数据时的稳定性更高。