师：今天我们一起来学习人教版物理九年级全一册第 21 章第四节《越来越宽的信息之路》第一课时。在学习新课之前，我们先来做一个小游戏：听声音，猜情境。听下面一段声音，猜测声音下发生的情境是怎么样的。现在请听——
“喂喂，我刚到张家口，爷爷明天奥运会就开始啦。鸟巢这么大吗？爷爷不跟你说了，我去玩了，替爷爷多看看。”
听完这一段声音，同学们脑海里形成的画面是怎么样的？
生：老师，我知道。
师：那就请你分享一下你的看法。
生：我猜测是在火车上打电话，信号很不好，后来有个小男孩跟他说，爷爷要去看奥运会啦。
师：同学们的想象力真丰富，让我们来看一下真实情境。
“喂喂，我刚到张家口。刚到张家口，爷爷，明天奥运会就开始啦。鸟巢这么大吗？爷爷不跟你说了，我去玩了。替爷爷多看看。”
一分半钟的语言只能简单描述人的相貌、衣着和事件的梗概，而相同时间的视频，除此之外还能展现人物衣服的质地和颜色、主人公的容貌和嗓音，以及事情发生的周围环境等许许多多细节。因此，电视广播与声音广播相比，在相同的时间内可以传输更多的信息。理论表明，作为载体的电磁波频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。通过之前的学习，我们知道无线电通信是以无线电波为载体。无线电波根据波长或频率划分可以分为长波、中短波和微波等。下面我们来对比一下各波段的无线电波，它的波长、频率、传播方式和主要用途。请同学们根据各个波段的无线电波的用途，结合信息理论思考：为什么移动通信、电视和导航采用微波作为通信的载体呢？
生：因为微波的频率高。
师：在无线电波中微波的频率较高，所以相同时间内能传递的信息量较大。在这个材料中，有两个我们很陌生的名词，分别是天波和地波。同学们知道什么是天波，什么是地波吗？请同学们阅读地波的相关资料，思考哪些波段的无线电波可以用地波的方式传播？
生：长波、中波和中短波可以以地波的形式传播。
师：长波、中短波的波长较长，可以较好地绕过障碍物，所以可以地波的形式传播。那什么是天波呢？请同学们阅读相关信息，思考哪些波段的无线电波可以以天波的方式传播？
生：中波。
师：中短波、短波可以以天波的形式传播。对于中波、中短波，波长越短，电离层对它吸收得越少而反射得越多，所以它们可以以天波的形式传播。而且实验证明，波长短于 10 米的微波能击穿电离层。换而言之，微波是不能以天波的形式传播的，微波既不能以天波的形式传播，也不能以地波的形式传播。那微波是如何传播的呢？同学们能在小资料中找到答案吗？
生：沿直线传播。
师：微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。我们的地球表面是曲线，根据微波传播的特点，信号发出后就会出现图中的现象无法被接收到。那该怎么解决这个问题呢？
生：那就隔一段距离建一个设备，改变它的传播方向。
师：这种模型有点类似于光的反射。在生活中，我们也是利用这种策略去实现微波的传播的。生活中这个设备称为微波中继站。大家都知道地球的表面是球面，地平线上的两点间可形成直线的最远距离约为 50 千米，因此微波通信必须每隔 50 千米左右就建立一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后再发射到下一站去。信号传递的距离越远，需要的中继站就越多。同学们是否有见过中继站？让我们一起去寻找身边的微波中继站。
（场景转换）
师：同学们大家好，现在我们位于南沙区黄山鲁森林公园的山脚下，今天我们的任务是去寻找身边的微波站。大家看到我身后的这个微波塔没有？这就是我们今天寻找的目标，事不宜迟，让我们现在马上出发。现在我们处在黄山鲁的半山腰，我们今天的目标微波站已经近在咫尺了，让我们继续加油。远远地眺望这些信号塔，我们可以看到它们耸立在山顶上，直入云霄。经过我们一个小时的努力，现在我们已经登顶了，我们今天寻找的这个主角就是我身后的微波站。大家现在可以看到的这个高塔就是微波塔。微波塔又称微波铁塔、微波通信铁塔，主要用于微波超短波无线网络信号的传输和发射。像鼓一样的设备，是移动通信中常用的微波站点，它是用来发射和接收电磁波的，主要是为了增大发射和接收的电磁波范围。今天我们的任务已经顺利结束了，同学们，再见。这个微波中继站建立在广州市黄山鲁森林公园的主峰上，同学们可以利用周末和节假日的时间，跟着爸爸妈妈一起去登山探寻。我们身边除了这种大型的微波中继站外，还有许许多多的信号塔，不知你们可否有留心过身边的信号塔？我们一起沿着广州绕城高速去探索一下身边的信号塔。
（场景转换）
师：生活已经离不开微波通信，信号塔不仅可以建在高山上，还可以建在平地和高楼上。今天我们就沿着广州绕城高速一起去寻找身边的信号塔。当我们走上高速，会看到高速两旁林立着许许多多的信号塔。这些信号塔的塔身上都挂着白色的盒子，这些白色的盒子是信号传输器。我们可以近距离地观察一下。有些信号塔还建在高楼上。大家可以留心地观察周围的建筑物楼顶上是否存在信号塔。相信同学们看了这个视频之后，也能在身边发现许多的信号塔。前面我们学习了微波通信，接下来用我们所学的知识解决一个实际问题。北京和洛杉矶中间隔着太平洋，通过百度地图的测距功能可知，它们之间的距离有上万千米。如果每隔 50 千米左右就要建设一个微波中继站的话，就得在海上建 200 多个中继站，这是不可能做到的。面对这种情况又该怎么办呢？
生：可以让中继站漂浮在半空中。
师：太平洋半空中就漂浮着 200 多个中继站，这是一个多么壮观的场景。同学们有没有想过我们的飞机也是在半空中飞行的，这样一来，让中继站漂浮在半空中是多么危险的一件事情，但是这个思路非常准确，我们可以沿着这个思路再改进一下策略，比如能否利用现成的月球来作为微波中继站呢？