現(xiàn)代科技概論第一課課件

Whythefuturedoesn'tneedus.

Ourmostpowerful21st-centurytechnologies-robotics,geneticengineering,andnanotech-arethreateningtomakehumansanendangeredspecies.ByBillJoyWhythefuturedoesn'tneedus1課程介紹學(xué)科歷史

“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論”是適應(yīng)當(dāng)代世界新科技革命浪潮與我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)新時(shí)期的需要，為了加速提高全國(guó)人民、特別是領(lǐng)導(dǎo)干部、管理人員和知識(shí)分子的科技意識(shí)，全面推進(jìn)黨中央國(guó)務(wù)院的“科教興國(guó)”與“可持續(xù)發(fā)展”兩大社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略，而于80年代中期新增設(shè)的一門綜合性科技教育課程（國(guó)外稱之為“公眾理解科學(xué)教育”），也是引導(dǎo)高校文科大學(xué)生聯(lián)系當(dāng)代科技－經(jīng)濟(jì)－社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題，深入研討哲學(xué)、社會(huì)科學(xué)各學(xué)科基本理論的一種重要形式。

課程介紹學(xué)科歷史2課程介紹

“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論”課程通過系統(tǒng)介紹現(xiàn)代自然科學(xué)與工程技術(shù)的重大進(jìn)展，以及在科學(xué)技術(shù)的影響下，當(dāng)代社會(huì)各領(lǐng)域已經(jīng)或正在發(fā)生的巨大變革，使學(xué)生概括了解20世紀(jì)科學(xué)─技術(shù)─社會(huì)的同步發(fā)展過程和相互作用機(jī)制，深刻認(rèn)識(shí)21世紀(jì)即將到來的全球性綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的嚴(yán)峻態(tài)勢(shì)，和黨中央國(guó)務(wù)院決意“大規(guī)模實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略”與“全面推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的必要性與迫切性，增強(qiáng)每一個(gè)學(xué)生身為一代“跨世紀(jì)建設(shè)者”的光榮感和使命感，提高他們刻苦學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，立志發(fā)展科學(xué)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)宏偉藍(lán)圖而奮斗終身的自覺性和積極性。課程介紹3課程內(nèi)容

本課程主要講授現(xiàn)代自然科學(xué)和技術(shù)各主要學(xué)科的概念、原理和方法，以及與各學(xué)科相關(guān)的重大技術(shù)成就。進(jìn)而要求學(xué)生了解自然科學(xué)的方法、原理和風(fēng)格，領(lǐng)會(huì)科學(xué)的思想方法，體會(huì)科學(xué)精神對(duì)自然科學(xué)自身的發(fā)展乃至整個(gè)人類社會(huì)的發(fā)展所具有的重要意義。全部?jī)?nèi)容分五大板塊：20世紀(jì)理論自然科學(xué)的主要成就；20世紀(jì)應(yīng)用工程技術(shù)的主要成就；20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)與趨勢(shì)；現(xiàn)代科技對(duì)當(dāng)代社會(huì)的影響；新世紀(jì)的挑戰(zhàn)與我國(guó)的對(duì)策。課程內(nèi)容

4教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論學(xué)時(shí)/學(xué)分：54/3預(yù)修課程：（無要求）面向?qū)ο螅赫?，思政，哲學(xué)專業(yè)本科生開課院（系）、教研室：政法學(xué)院政治系教學(xué)大綱一、課程基本信息5教學(xué)大綱

二、課程性質(zhì)和任務(wù)

<<現(xiàn)代科學(xué)概論>>是一門文理交叉型課程，適合各專業(yè)學(xué)生修讀。該課程主要講授自然科學(xué)各主要學(xué)科的概念、原理和方法的基本內(nèi)容，以及與各學(xué)科相關(guān)的重大科學(xué)成就。通過該課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r有一個(gè)清楚而全面的了解；使學(xué)生在掌握一定的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用前景有一個(gè)總體把握。在了解科學(xué)技術(shù)自身的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律的同時(shí)，進(jìn)而要求學(xué)生了解自然科學(xué)的方法、原理和風(fēng)格，領(lǐng)會(huì)科學(xué)的思想方法，體會(huì)科學(xué)精神對(duì)自然科學(xué)自身的發(fā)展乃至整個(gè)人類社會(huì)的發(fā)展所具有的重要意義。同時(shí)樹立依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)業(yè)的雄心。教學(xué)大綱

二、課程性質(zhì)和任務(wù)

6教學(xué)大綱

三、基本教學(xué)內(nèi)容

<<現(xiàn)代科技概論>>教學(xué)進(jìn)度安排一,物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論二,生命科學(xué)基本理論三,宇宙的起源與演化四,系統(tǒng)科學(xué)五,微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)大綱

三、基本教學(xué)內(nèi)容7教學(xué)大綱

六,現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展七,現(xiàn)代信息技術(shù)八,新材料技術(shù)九,激光科學(xué)技術(shù)十,空間科學(xué)技術(shù)教學(xué)大綱

六,現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展8教學(xué)大綱

十一,新能源技術(shù)十二,海洋科學(xué)技術(shù)十三,環(huán)境科學(xué)技術(shù)十四,現(xiàn)代科技革命對(duì)策研究十五,現(xiàn)代科技的過去,現(xiàn)在與未來教學(xué)大綱

十一,新能源技術(shù)9教學(xué)大綱

四、教學(xué)進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容講授實(shí)踐課習(xí)題課討論課其它一,物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論3課堂二,生命科學(xué)基本理論3三,宇宙的起源與演化3四,系統(tǒng)科學(xué)3課堂五,微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)3六,現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展3課堂七,現(xiàn)代信息技術(shù)3八,新材料技術(shù)3九,激光科學(xué)技術(shù)2十,空間科學(xué)技術(shù)2十一,新能源技術(shù)3十二,海洋科學(xué)技術(shù)2十三,環(huán)境科學(xué)技術(shù)3課堂十四,現(xiàn)代科技革命對(duì)策研究2十五,現(xiàn)代科技的過去,現(xiàn)在與未來2機(jī)動(dòng)總計(jì)40教學(xué)大綱

四、教學(xué)進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容講授實(shí)踐課習(xí)題課討論課其它10Grading:Readingworksheetsandquizzes(about3total)5%MidtermExam15%Termproject15%FinalExam60%(Termproject)ClassroomParticipation5%Grading:11教材宗占國(guó)主編：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論李以章等主編：現(xiàn)代科技革命與對(duì)策教材12現(xiàn)代科技概論第一課課件13第一課物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論知識(shí)點(diǎn)：原子論分子論有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論基本粒子物質(zhì)的形態(tài)第一課物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論知識(shí)點(diǎn)：14現(xiàn)代科技概論第一課

物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論物質(zhì)最小的單元？物質(zhì)由什么組成？物質(zhì)怎么組成？現(xiàn)代科技概論第一課

物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論物質(zhì)最小的單元？物質(zhì)由什15第一節(jié)自然哲學(xué)物質(zhì)觀

一，中國(guó)：五行，太極，元?dú)?。。。德謨克利?Democritus,公元前460~370)古希臘原子論：萬物均由大量的不可分割的粒子－原子構(gòu)成的，不同的原子具有不同的大小和形狀二，蹇拿陀Kanada－古印度微粒說：anu是不滅的、球形的、比日光中最小的塵埃還小第一節(jié)自然哲學(xué)物質(zhì)觀

一，中國(guó)：五行，太極，元?dú)?。?！?6第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀一，道爾頓(JohnDalton,1766~1844)以化學(xué)分析為基礎(chǔ)提出原子論(1803)第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀一，道爾頓(JohnDalton,1717道爾頓原子論道爾頓原子論18第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀二，分子論阿佛伽德羅(AmedeoAvogadro,1776~1856)以蓋－呂薩克的氣體化合體積定律為基礎(chǔ)提出分子學(xué)說(1811)。分子一詞首先出現(xiàn)在馬凱的法文版《化學(xué)辭典》中；布朗運(yùn)動(dòng)(1827)；康尼查羅發(fā)表論證分子學(xué)說的著作(1860)貝采里烏斯(Berzelius)發(fā)現(xiàn)同分異構(gòu)現(xiàn)象(1830)維勒(Wohler)和李比希(Liebig)提出基團(tuán)概念(1832)第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀二，分子論19第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論1，杜馬(Dumas)提出有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)類型說和取代學(xué)說(1834)2，巴斯德(Pasteur)分離左右對(duì)稱的酒石酸鈉銨-旋光異構(gòu)(1848)3，弗蘭克蘭(Frankland)提出原子價(jià)概念(1852)第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論20第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀

三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論4，凱庫(kù)勒(kekule)提出碳原子四價(jià)學(xué)說(1857)，苯的環(huán)狀學(xué)說(1865)，并與柯爾柏(Kolbe)提出原子價(jià)及碳原子可成鏈狀的學(xué)說(1858)；范霍夫(van’sHoff)與勒?貝爾(LeBel)的碳四面體結(jié)構(gòu)和立體化學(xué)概念(1874)；拜爾的碳環(huán)化合物張力學(xué)說(1885)第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀

三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論4，凱庫(kù)勒(kekul21第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀

三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論5，布特列洛夫(Butlerov)提出有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)說(1864)6，門捷列夫(Mendeleev)和邁耶爾(Meyer)提出元素周期率(1869)7，維爾納(Werner)提出絡(luò)合物的配位理論(1893)第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀

三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論5，布特列洛夫(But22第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀

三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論費(fèi)歇爾(H.Fischer)提出蛋白多肽結(jié)構(gòu)并合成分子量1000的多肽(1906)柯塞爾(W.Kossel)的電價(jià)鍵理論和路易斯(G.N.Lewis)的共價(jià)鍵理論(1916)施陶丁格(H.Staudinger)創(chuàng)立高分子鏈學(xué)說，導(dǎo)致塑料、纖維、橡膠誕生(1920第二節(jié)，化學(xué)物質(zhì)觀

三，有機(jī)物結(jié)構(gòu)理論費(fèi)歇爾(H.Fisch23第四節(jié)，基本粒子理論

一，基本粒子發(fā)現(xiàn)1，J.J.湯姆生(Thomson)確定陰極射線為電子構(gòu)成并測(cè)定質(zhì)荷比(1897)提出“葡萄干布丁”的原子結(jié)構(gòu)模型；斯托內(nèi)Stoney于1874年提出電子概念2，貝克勒(A.Becquerel)發(fā)現(xiàn)鈾(1896)、居里夫婦(Pierre/MarieCurie)發(fā)現(xiàn)釙和鐳(1898)的放射性，于1903和1911年獲獎(jiǎng)第四節(jié)，基本粒子理論

一，基本粒子發(fā)現(xiàn)1，J.J.湯姆生(T24第四節(jié)，基本粒子理論

一，基本粒子發(fā)現(xiàn)3，盧瑟福(E.Rutherford)提出放射性元素衰變理論(1903,1908年諾貝爾獎(jiǎng))及原子有核模型(1911)第四節(jié)，基本粒子理論

一，基本粒子發(fā)現(xiàn)25第四節(jié)，基本粒子理論

一，基本粒子發(fā)現(xiàn)

4，1895年德國(guó)物理學(xué)家R?ntgen在研究陰極射線引起的熒光現(xiàn)象時(shí)，意外的發(fā)現(xiàn)了X射線。由此于1901年獲得第一個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第四節(jié)，基本粒子理論

一，基本粒子發(fā)現(xiàn)4，1895年德國(guó)26第四節(jié)，基本粒子理論

二，基本粒子整體理論19世紀(jì)末，“完美”經(jīng)典：力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理兩朵烏云：光的波動(dòng)理論與能量均分定則Klevin預(yù)言：孕育飛躍20世紀(jì)初，舊量子論誕生普朗克突破經(jīng)典：能量量子化愛因斯坦重組“歷史”：光電效應(yīng)玻爾披荊斬棘：原子模型20世紀(jì)20年代：量子力學(xué)誕生德布羅意《關(guān)于量子理論的研究》：波粒二象性海森堡：矩陣力學(xué)，原子核結(jié)構(gòu)薛定諤，波動(dòng)力學(xué)物質(zhì)基本單元JJThomson:電子E。Rutherford：質(zhì)子J。Chadwick：中子C。D。Anderson：正電子湯川秀樹：∏介子第一代基本粒子P.132超子的發(fā)現(xiàn)∧超子,第四節(jié)，基本粒子理論

二，基本粒子整體理論物質(zhì)基本單元27第四節(jié)，基本粒子理論

二，基本粒子整體理論發(fā)展：夸克模型物質(zhì)基本粒子的性質(zhì)1）四種基本相互作用

2）大小

3）質(zhì)量

4）壽命5）對(duì)稱6）自旋7）電荷8）波粒二相性9）宇稱守恒與不守恒第四節(jié)，基本粒子理論

二，基本粒子整體理論發(fā)展：夸克模型28第五節(jié)，物質(zhì)的形態(tài)物質(zhì)的兩種基本存在形態(tài)實(shí)物

質(zhì)量集中在某一空間，一般有比較確定的界面。場(chǎng)

“場(chǎng)”是實(shí)物之間進(jìn)行相互作用的物質(zhì)形態(tài)。它是看不見摸不著的物質(zhì)，可以充滿全部空間，具有“可入性”。第五節(jié)，物質(zhì)的形態(tài)物質(zhì)的兩種基本存在形態(tài)29十種物質(zhì)聚集狀態(tài)固態(tài)

solid液態(tài)

liquid氣態(tài)

gas非晶態(tài)液晶態(tài)

liquid-crystal等離子態(tài)

plasma超固態(tài)

supersolid中子態(tài)

neutronium超導(dǎo)態(tài)

super-conduct超流態(tài)

super-fluid十種物質(zhì)聚集狀態(tài)固態(tài)solid301、固態(tài)物理上的固態(tài)應(yīng)當(dāng)指“結(jié)晶態(tài)”，也就是各種各樣晶體所具有的狀態(tài)。

物質(zhì)在固態(tài)時(shí)的突出特征是有一定的體積和幾何形狀，在不同方向上物理性質(zhì)不同（各向異性），且具有一定的熔點(diǎn)。在固體中，分子或原子有規(guī)則地周期性排列著。晶體的這種結(jié)構(gòu)稱為“空間點(diǎn)陣”結(jié)構(gòu)。NaCl晶體1、固態(tài)物理上的固態(tài)應(yīng)當(dāng)指“結(jié)晶態(tài)”，也就是各種各樣晶體所具312、液態(tài)液體沒有一定形狀，并具有流動(dòng)性，具有一定的體積，不易壓縮。液體還有“各向同性”特點(diǎn)（不同方向上物理性質(zhì)相同）類晶區(qū)

液體內(nèi)部許多小的區(qū)域仍存在類似晶體的結(jié)構(gòu)。液體表面現(xiàn)象

由于液體分子間距小，分子間相互作用力較大，當(dāng)液體與氣體、固體接觸時(shí)，交界處由于分子力作用而產(chǎn)生一系列特殊現(xiàn)象水滴·海水2、液態(tài)液體沒有一定形狀，并具有流動(dòng)性，具有一定的體積，不易323、氣態(tài)有流動(dòng)性，沒有固定的形狀和體積，能自動(dòng)地充滿任何容器；容易壓縮；物理性質(zhì)各向同性。氣態(tài)物質(zhì)分子或原子運(yùn)動(dòng)更劇烈，“類晶區(qū)”不存在了。由于分子或原子間的距離增大，它們之間的引力可以忽略，因此氣態(tài)時(shí)主要表現(xiàn)為分子或原子各自的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。熱氣球·液化氣體3、氣態(tài)有流動(dòng)性，沒有固定的形狀和體積，能自動(dòng)地充滿任何容器334、非晶態(tài)沒有一個(gè)固定的熔點(diǎn)。物理性質(zhì)“各向同性”。內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有“空間點(diǎn)陣”，與液態(tài)的結(jié)構(gòu)類似?！邦惥^(qū)”彼此不能移動(dòng)，沒有流動(dòng)性。玻璃·石蠟·橡膠

樹脂·塑料4、非晶態(tài)沒有一個(gè)固定的熔點(diǎn)。玻璃·石蠟·橡膠

樹脂·塑料345、液晶態(tài)結(jié)晶態(tài)和液態(tài)之間的一種形態(tài)液晶材料屬于有機(jī)化合物。這種材料在一定溫度范圍內(nèi)可以處于“液晶態(tài)”，既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體在光學(xué)性質(zhì)上的“各向異性”。它對(duì)外界因素（如熱、電、光、壓力等）的微小變化很敏感。液晶顯示原理5、液晶態(tài)結(jié)晶態(tài)和液態(tài)之間的一種形態(tài)液晶顯示原理356、等離子態(tài)是氣體在約幾百萬度的極高溫或在其它粒子強(qiáng)烈碰撞下所呈現(xiàn)出的物態(tài)，這時(shí)，電子從原子中游離出來而成為自由電子。等離子體就是一種被高度電離的氣體，但是它又處于與“氣態(tài)”不同的“物態(tài)”極光、閃電與太陽6、等離子態(tài)是氣體在約幾百萬度的極高溫或在其它粒子強(qiáng)烈碰撞下367、超固態(tài)在140萬大氣壓下，物質(zhì)的原子就可能被“壓碎”。電子全部被“擠出”原子，形成電子氣體，裸露的原子核緊密地排列，物質(zhì)密度極大，這就是超固態(tài)。一塊乒乓球大小的超固態(tài)物質(zhì)，其質(zhì)量至少在1000噸以上。白矮星7、