Giáo án NLS chuyên đề Vật lí 11 Bài 6: Suy giảm tín hiệu
Giáo án chuyên đề NLS Vật lí 11 (bộ SGK thống nhất từ 2026 - 2027) Bài 6: Suy giảm tín hiệu. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh tăng cường khả năng ứng dụng công nghệ, tin học vào việc tìm hiểu các chuyên đề học tập. KHBD này là file word, tải về dễ dàng.
=> Giáo án tích hợp NLS chuyên đề Vật lí 11
Các tài liệu bổ trợ
Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
CHUYÊN ĐỀ 2: TRUYỀN THÔNG TIN BẰNG SÓNG VÔ TUYẾN
BÀI 6: SUY GIẢM TÍN HIỆU (3 TIẾT)
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Phân biệt được các loại cáp, các loại môi trường truyền dẫn khác nhau.
- Phân tích được các nguyên nhân chủ yếu gây ra sự suy giảm tín hiệu trong môi trường có dây và không dây.
- Tính toán được độ suy giảm tín hiệu trên đường truyền sử dụng đơn vị dB và dB/km.
- Phân tích được ảnh hưởng của suy giảm tín hiệu đến chất lượng thông tin và đề xuất các giải pháp bù suy hao (khuếch đại, tái tạo xung).
2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu.
- Giao tiếp và hợp tác: Thảo luận qua hình vẽ, tài liệu đa phương tiện nêu được một số kiến thức về suy giảm tín hiệu
- Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến suy giảm tín hiệu
Năng lực vật lí:
- Phân biệt được các loại cáp, các loại môi trường truyền dẫn khác nhau.
- Tính toán được độ suy giảm tín hiệu trên đường truyền sử dụng đơn vị dB và dB/km.
- Phân tích được ảnh hưởng của sự suy giảm tín hiệu đến chất lượng tín hiệu được truyền.
Năng lực số:
- [2.1.NC1a]: Tương tác thông qua công nghệ số - HS tương tác chủ động trong môi trường số (xem video mô phỏng suy giảm/khuếch đại tín hiệu, làm bài trắc nghiệm củng cố trên kenhhoctap) để thực hiện các nhiệm vụ học tập.
- [1.1.NC1b]: Duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu số - HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm để tra cứu thông số kỹ thuật (hệ số suy giảm dB/km, băng thông) của các loại cáp truyền dẫn và sóng vô tuyến từ các nguồn dữ liệu chính thống.
- [2.4.NC1a]: Hợp tác thông qua công nghệ số - HS đề xuất và sử dụng công cụ số (Padlet/Google Docs) để thảo luận nhóm, phân công nhiệm vụ và tổng hợp Phiếu học tập so sánh các loại môi trường truyền dẫn.
- [3.1.NC1a]: Phát triển nội dung số - HS khởi tạo và thiết kế sản phẩm học tập số (Infographic/Sơ đồ tư duy trên phần mềm Canva hoặc PowerPoint) tổng hợp nguyên nhân suy giảm tín hiệu và giải pháp bù suy hao.
Năng lực AI:
- [11.D2.MR1]: Vận hành và tối ưu hoá hệ thống AI - HS trình bày các cách thức giải quyết vấn đề phát sinh trong hệ thống AI và mạng truyền dẫn nhằm tối ưu hóa hiệu quả hoạt động (kết hợp AI dự đoán vị trí suy hao, điều khiển tự động độ lợi khuếch đại AGC và lọc nhiễu thích nghi).
3. Phẩm chất
- Chăm học, chịu khó tìm tòi tài liệu và thực hiện các nhiệm vụ học tập.
- Có trách nhiệm trong hoạt động nhóm, chủ động nhận và thực hiện tất cả các nhiệm vụ.
- Trung thực, cẩn thận khi thực hiện nhiệm vụ theo đúng yêu cầu của GV.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên
- Sách Chuyên đề, Sách chuyên đề GV, Giáo án.
- Một số hình ảnh, video giới thiệu về các loại môi trường truyền dẫn khác nhau
- Một số hình ảnh về sự suy giảm tín hiệu và quá trình khuếch đại tín hiệu
- Máy chiếu, máy tính (nếu có)
- Video AI được tạo bằng các công cụ AI để khởi động bài học.
- Hệ thống quản lý học tập trực tuyến (Padlet, Google Classroom) và kho bài tập trắc nghiệm trên kenhhoctap.
2. Đối với học sinh
- Sách Chuyên đề Vật lí 11
- Đọc trước bài học trong SGK.
- Tìm kiếm, đọc trước tài liệu có liên quan đến suy giảm tín hiệu.
- Thiết bị cá nhân (Máy tính bảng, điện thoại thông minh hoặc laptop) có kết nối mạng Internet.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: HS có được khái niệm về môi trường truyền dẫn, cách thức phân loại môi trường truyền dẫn, khi tín hiệu truyền qua các môi trường truyền dẫn khác nhau thì sẽ gặp phải những vấn đề gì.
b. Nội dung: GV đặt vấn đề để HS thảo luận xác định nhiệm vụ bài học
c. Sản phẩm học tập: HS trả lời được những câu hỏi mà GV đưa ra để thảo luận về sự suy giảm tín hiệu
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy.
- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.
- GV đặt vấn đề: Khi một tín hiệu lan truyền dọc theo một dây dẫn (hay một môi trường truyền dẫn) công suất của nó sẽ bị sụt giảm (suy giảm tín hiệu). Thông thường mức độ suy giảm cho phép được quy định trên chiều dài cáp truyền dẫn hoặc kênh truyền dẫn để đảm bảo rằng ở nơi thu có thể phát hiện và giải mã đúng được tín hiệu.
- GV nêu câu hỏi: Vậy bằng cách nào chúng ta có thể hạn chế hoặc tăng cường và tái tạo lại được tín hiệu?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát video, hình ảnh và đưa ra câu trả lời.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV tiếp nhận câu trả lời rồi dẫn dắt HS vào bài: Để trả lời câu hỏi này chúng ra vào bài học ngày hôm nay: Bài 6: Suy giảm tín hiệu
[2.1.NC1a: HS sử dụng công nghệ số (quan sát video AI và tương tác với câu hỏi trên màn hình) để tương tác với nội dung bài học.]
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu môi trường truyền dẫn và phân loại
a. Mục tiêu: Bằng việc quan sát các hình ảnh và video, HS sẽ biết được khái niệm về môi trường truyền dẫn, có những loại môi trường truyền dẫn nào.
b. Nội dung: GV tổ chức để HS thảo luận, tìm hiểu về các loại môi trường truyền dẫn khác nhau và phân loại các môi trường truyền dẫn
c. Sản phẩm học tập: Rút ra được khái niệm về môi trường truyền dẫn và các loại môi trường truyền dẫn
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 2. Tìm hiểu suy giảm tín hiệu và đơn vị đo
a. Mục tiêu: Bằng việc quan sát các hình ảnh và video, HS sẽ hiểu được khái niệm về sự suy giảm tín hiệu và bằng cách nào chúng ta có thể bù lại sự suy giảm tín hiệu.
b. Nội dung: GV tổ chức để HS thảo luận, trả lời câu hỏi tìm hiểu về sự suy giảm tín hiệu và cách để bù lại sự suy giảm tín hiệu.
c. Sản phẩm học tập: Rút ra được sự khái niệm sự suy giảm tín hiệu và cách để bù lại sự suy giảm tín hiệu.
d. Tổ chức hoạt động:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS/AI |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS đọc mục II.1 trong SGK và cho biết: Khái niệm về sự suy giảm tín hiệu và cách để bù lại sự mất mát này. - GV yêu cầu HS nghiên cứu mục II.2 trong SGK, thảo luận nhóm đôi trả lời câu hỏi phần hoạt động: + Nêu nguyên nhân dẫn tới sự suy giảm tín hiệu khi truyền tín hiệu qua cáp đồng trục và cáp sợi quang. + Chỉ ra một số nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm tín hiệu khi truyền tín hiệu trong môi trường không dây. - GV yêu cầu HS tổng hợp các câu hỏi trên thành sơ đồ tư duy / Infographic trên Canva. - GV gọi một số HS trả lời câu hỏi, sau đó GV tổng hợp các ý kiến và đưa ra đáp án cuối cùng. - GV yêu cầu HS đọc thêm phần “Em có biết” trong SGK – tr40 - GV giới thiệu với HS về đơn vị đo sự suy giảm theo công suất: B, dB, dBm và dB/km - GV yêu cầu HS tính toán qua một số ví dụ về các đơn vị đo này và trả lời các câu hỏi trong SGK: Cho công suất tín hiệu tại đầu vào sợi cáp là 2mW, cáp có hệ số suy giảm là 0,3 dB/km, tính công suất tín hiệu ở đầu ra của cáp tại khoảng cách 5 km. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS thảo luận nhóm, tìm hiểu sự suy giảm tín hiệu và đơn vị đo Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện HS của các nhóm trình bày kết quả thảo luận - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức và chuyển sang nội dung mới. | II. SỰ SUY GIẢM TÍN HIỆU VÀ ĐƠN VỊ ĐO 1. Sự suy giảm tín hiệu - Sự suy giảm tín hiệu là sự mất mát năng lượng khi tín hiệu được truyền qua môi trường truyền dẫn - Để giảm sự mất mán này người ta thường sử dụng các bộ khuếch đại để khuếch đại tín hiệu
2. Nguyên nhân chủ yếu làm suy giảm tín hiệu * HĐ1 (SGK – tr40) - Nguyên nhân gây suy giảm tín hiệu khi truyền qua cáp đồng trục: do chiều dài dây dẫn, do các mỗi nỗi, các bộ chia, do nhiệt độ môi trường thay đổi làm thay đổi tính chất dẫn điện, cách điện, do điện trở, điện môi và phát xạ,... - Nguyên nhân gây suy giảm tín hiệu khi truyền qua cáp sợi quang: do vật liệu chế tạo sợi quang hấp thụ ánh sáng, các tạp chất trong quá trình chế tạo sợi quang sẽ hấp thụ ánh sáng, do tán xạ ánh sáng, tán sắc ánh sáng, do khoảng cách truyền dẫn, do sợi quang bị uốn cong.... làm mất mát năng lượng dẫn đến sự suy giảm tín hiệu. * HĐ2 (SGK – tr34) Nguyên nhân gây nên suy giảm tín hiệu khi truyền qua môi trường không dây: do khoảng cánh truyền dẫn, do hiệu ứng đa đường truyền; do vật cản như các toà nhà, cây xanh; do sự chuyển động của các bộ thu phát; do sự khúc xạ, nhiễu xạ và tán xạ; do điều kiện thời tiết,... làm tín hiệu bị suy giảm. 3. Đơn vị đo - Bel là đơn vị đầu tiên được phát triển để xác định tỉ số công suất giữa hai điểm. Khi đo độ lợi (hệ số khuếch đại) hoặc suy giảm của một kênh được cho bởi công thức:
- Ngày nay người ta sử dụng đơn vị dB làm đơn vị chuẩn để biểu thị độ lợi và suy giảm theo công suất
- Người ta còn sử dụng hệ số suy giảm trên một đơn vị độ dài và đo bằng dB/km - Công thức đo công suất tín hiệu theo milioát (mW):
* Câu hỏi (SGK – tr41) 1. - Đổi công suất tín hiệu đầu vào ra dBm: Pin = 2 mW = 10lg2 ≈ 3 dBm. - Suy giảm trên chiều dài cáp sợi quang dài 5 km = 0,3 x 5 = 1,5 dB. - Công suất tín hiệu ở đầu ra của cáp sợi quang: Pout = 3 - 1,5 = 1,5 dBm. 2. Suy giảm tín hiệu trên cáp đồng do các nguyên nhân: Chiều dài dây dẫn, cáp càng dài suy hao càng lớn, do các mối nối, mối hàn, do nhiệt độ môi trường thay đổi làm thay đổi đặc tính dẫn diện, cách điện, suy giảm tín hiệu do điện trở, diện mỗi và phát xạ. Suy giảm tín hiệu trên cáp sợi quang do các nguyên nhân: sự hấp thụ ánh sáng của vật liệu chế tạo sợi quang, do hiện tượng tán xạ ánh sáng, do sợi bị uốn cong trong quá trình chế tạo, lắp đặt. | 3.1.NC1a: Chỉnh sửa nội dung ở định dạng Inforgraphic. |
Hoạt động 3. Tổng kết bài học
a. Mục tiêu: Ôn tập và củng cố kiến thức vừa xây dựng được cho HS về các loại môi trường truyền dẫn và sự suy giảm tín hiệu trong quá trình truyền dẫn
b. Nội dung: GV giao cho HS 1 số nhiệm vụ để củng cố kiến thức về các loại môi trường truyền dẫn và sự suy giảm tín hiệu trong quá trình truyền dẫn
c. Sản phẩm học tập: Kết quả thảo luận, thực hiện nhiệm vụ của HS
d. Tổ chức hoạt động:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: HS củng cố lại kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập tự luận
b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời
c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm trên trang web kenhhoctap.edu.vn để củng cố toàn bài.
- GV cung cấp mã QR hoặc đường Links cho HS chơi và làm bài tập:
Câu 1: Môi trường truyền dẫn có dây dây là:
A. Sóng radio
B. Sóng micro
C. Cáp quang
D. Hồng ngoại
Câu 2: Môi trường truyền dẫn được phân ra thành mấy loại?
A. 2 loại
B. 3 loại
C. 4 loại
D. 5 loại
Câu 3: …………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
- GV sử dụng ứng dụng kenhhoctap.edu.vn để tham khảo và cho sinh làm trắc nghiệm online.
- GV chiếu bài tập tự luận củng cố thêm kiến thức cho HS về suy giảm tín hiệu: Một tín hiệu có công suất đầu vào là P1 =5,0 mW và công suất đầu ra là P2=0,0002 mW. Xác định độ suy giảm tín hiệu tính bằng dB.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức đã học, tìm đáp án đúng.
Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập trắc nghiệm:
| 1 - C | 2 – A | 3 - C | 4 - A | 5 - B |
* Bài tập tự luận
Độ suy giảm tín hiệu:
Bước 4: GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV đánh giá, nhận xét, chốt đáp án.
[2.1.NC1a: HS sử dụng được công nghệ số để tương tác và phản hồi kiến thức nhanh chóng]
4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Vận dụng kiến thức đã học để giải một số bài tập vận dụng liên quan
b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS vận dụng kiến thức đã học, kiến thức để trả lời câu hỏi.
c. Sản phẩm học tập: HS trình bày các dự án nhóm đã chuẩn bị
d. Tổ chức thực hiện: Câu trả lời của HS về vấn đề GV đưa ra
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..