自然科學(xué)概論教學(xué)ppt

自然科學(xué)概論哥白尼牛頓序論一、科學(xué)1、概念

科學(xué)在這里指的自然科學(xué)，它是關(guān)于人對自然的認(rèn)識，它最終要表現(xiàn)為關(guān)于自然的系統(tǒng)化、理論的知識?？茖W(xué)的最初成果是用概念來描述自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，繼而進行說明、解釋，以至預(yù)見新的自然現(xiàn)象，最后形成某種概念的體系，成為一門學(xué)科。2、發(fā)展（1）科學(xué)的覺醒時期。

（2）科學(xué)的空前發(fā)展時期。

（3）科學(xué)的改造時期。

（4）科學(xué)的發(fā)展加大了人們對科學(xué)本身的反思。

二、技術(shù)1、概念所謂技術(shù)就是人們在對自然的控制、改造、和利用的過程中所積累的知識、經(jīng)驗、技巧、規(guī)則的總和。技術(shù)的最初成果是通過構(gòu)思而得到的發(fā)明，任何發(fā)明都表明它是人對自然控制和改造的結(jié)果，最終實現(xiàn)人對自然利用的目的。2、發(fā)展（1）技術(shù)愿意為“木匠”。507年魯班被稱為技藝高超匠人的化身。

（2）18世紀(jì)英國瓦特發(fā)明了蒸氣機，使技術(shù)由量的積累實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。這也是近代史上第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。（3）19世紀(jì)70年代，電動機、發(fā)電機的先后問世，繼而在20世紀(jì)又實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸，是近代史上第二次科技革命。（4）20世紀(jì)中葉，原子彈、電子計算機、空間技術(shù)的發(fā)展，開始了第三次科技革命，也是現(xiàn)代技術(shù)革命。第1章近代自然科學(xué)的初步發(fā)展1.1科學(xué)革命的突破一、天文學(xué)上的革命二、醫(yī)學(xué)生理學(xué)的革命1.2經(jīng)典力學(xué)的奠基一、開普勒在天空中“立法”，得出了行星運行的三大規(guī)律。（1）行星運行的軌道是橢圓的，太陽正處在橢圓的一個焦點上。（2）行星和太陽的連線掃過的面積與時間正比（3）行星公轉(zhuǎn)周期與軌道半長軸的立方成正比。

二、伽利略的“斜面實驗”

（1）小球在光滑斜面上運動時，加速度相等，距離與時間的平方正比。（2）在光滑的水平面上運動時作勻速直線運動。（3）對平拋運動作了初步的分析。1.3近代科學(xué)的第一次大綜合。一、運動三定律。（1）任何物體在不受外力的情況下總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)。（2）f=ma（3）F＝－f’二、萬有引力定律F=G(m1*m2)/R2G=6.67*10(-11)

1.4其他科學(xué)的發(fā)展（1）法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了燃燒原理。（2）庫侖定律。（3）伏打電池。第二章第一次產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移一、英國產(chǎn)業(yè)革命和技術(shù)革命產(chǎn)生的背景

（1）英國資產(chǎn)階級通過革命取得了政權(quán)，為資本主義的發(fā)展鋪平了道路。（2）生產(chǎn)的發(fā)展，對技術(shù)提出了迫切的需求。

（3）3個世紀(jì)的圈地運動，造就了大批的無產(chǎn)者。（4）農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的改革與改良為工業(yè)革命準(zhǔn)備了糧食和原材料。（5）英國通過殖民統(tǒng)治，積累了大量的資本

二、紡織技術(shù)―――產(chǎn)業(yè)革命的源頭1、背景2、紡織工業(yè)改造的過程中對動力提出了特別的需求。（1）1733年英國鐘表匠凱伊發(fā)明了飛梭，使織布的效率提高一倍，出現(xiàn)了紗荒。（2）哈格里沃斯發(fā)明了豎錠紡車―――珍妮紡車。（3）珍妮機帶動的紗錠越來越多，人力作為動力越來越困難，1769年理發(fā)師阿克賴特發(fā)明了水力紡紗機。（4）1785年水力織布機問世。（5）由于水力受自然條件的制約，加之限制廠房的選址。需要尋找更方便的動力。三、鋼鐵、煤碳業(yè)的發(fā)展為動力機的出現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。四、蒸氣機的發(fā)明和改進。（1）英國塞維利研制了第一臺“礦工之友”的蒸氣抽水機。（2）鐵匠紐可門研制了“大氣蒸氣機”。（3）1784年修理工瓦特對蒸氣機進行了改進并發(fā)明了旋轉(zhuǎn)蒸氣機，這樣便出現(xiàn)了真正的原動機。2.2法國的產(chǎn)業(yè)革命和科學(xué)的興衰第三章

近代自然科學(xué)的全面發(fā)展

3.1天地演化的研究

1.1755年德國哲學(xué)家康德提出了關(guān)于太陽系起源的星云假說2.1796年法國天文學(xué)家拉普拉斯也獨立的提出了星云假說，發(fā)表了＜＜宇宙系統(tǒng)論＞＞，使的星云假說更加完善、數(shù)學(xué)論證也更加嚴(yán)密，開始普遍受到人們的關(guān)注。3.威廉.史密斯提出了”化石組合“鑒定地層層位和層序的方法，為歷史地質(zhì)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。4.法國的居維葉在他的＜＜論地球表面的變動＞＞中提出了“災(zāi)變論“他強調(diào)地質(zhì)過程的突變和飛躍。5.英國的地質(zhì)學(xué)家賴爾在他的＜＜地質(zhì)學(xué)原理＞＞中提出了地球緩慢變化的“漸變論”.3.2物理學(xué)的進展

1.能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)和熱力學(xué)及其意義2.電磁現(xiàn)象的研究

（一）研究電池產(chǎn)生電流的原因。

（1）伏打主張的：“接觸說”。（2）法拉第主張的：“化學(xué)說”。（二）研究電流在導(dǎo)體中傳導(dǎo)的規(guī)律。

歐姆定律：R=U/I（三）研究電流的各種作用。

A：電解作用的研究B：關(guān)于電和熱的研究

C：電磁關(guān)系的研究（1）奧斯特關(guān)于電流對其周圍磁體作用的問題。（2）法國物理學(xué)家安培：兩根導(dǎo)線之間的作用；電磁效應(yīng)的定量定律；電動力學(xué)的概念；判斷電流對磁體作用的“安培法則”；提出了電流是電荷沿導(dǎo)體運動的思想。（3）法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提出了電力線的概念。（4）麥克斯維寫成了電磁理論的名著＜＜認(rèn)電和磁＞＞，給出了一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾妱恿W(xué)的體系。3.3化學(xué)上的成就。

（一）原子分子論的建立。

（1）英國科學(xué)家道爾頓在19世紀(jì)初提出的原子論：

A：化學(xué)元素是由大量微小、不可再分、在化學(xué)變化中保持不變的原子所組成。B：同種元素的原子重量相同，性質(zhì)相同，原子以其重量為基本特征。C：不同元素的原子以不同比例組合成化合物。（2）分子論的建立。

（二）有機物的合成和有機結(jié)構(gòu)理論。

1、在1828年德國化學(xué)家維勒就成功地實現(xiàn)了人工合成尿素的任務(wù)，從而打破了有機物和無機物之間不能躍過的障礙。2、19世紀(jì)30年代提出有機物是由“基”組成的，并發(fā)現(xiàn)基可以被其他簡單物所取代。還提出了c的四價。3、60年代俄國化學(xué)家布特列烙夫系統(tǒng)地提出了化學(xué)結(jié)構(gòu)理論，指出通過物質(zhì)性質(zhì)可以了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，知道了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)也可以預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)。3.4生物學(xué)的飛躍

（一）細(xì)胞學(xué)說

（二）生物進化論的誕生。

第四章第二次產(chǎn)業(yè)革命

1.德國在產(chǎn)業(yè)革命前夕的科技情況

1851-1900英、法、德、美在基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)取得的重大成果

英國

法國

美國

德國

106項

75項

33項

202項

一、德國的崛起2.李比希學(xué)派

二、美國的崛起

1.重視農(nóng)業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)的緊密聯(lián)系。

2.基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)先行.

3.組織創(chuàng)新.

4.加強科技與經(jīng)濟的結(jié)合。

5.引進與創(chuàng)新相結(jié)合。

6.管理出效益。第二編現(xiàn)代自然科學(xué)第五章物理學(xué)革命及其影響一、相對論表述的是物質(zhì)運動與時空的關(guān)系。

1.狹義相對論中的“尺縮鐘慢”。2.廣義的相對論

L=l.√1-v2/c2￣￣￣⊿T=⊿t’/√1-v2/c2￣￣￣二、量子力學(xué)

1.量子假說的提出。

(1)黑體的腔壁是由無數(shù)電諧振子組成的，這些諧振子不斷吸收和輻射電磁波并與腔內(nèi)輻射場交換能量。

（2）這些諧振子具有的能量是分立的，它們只能是一個最小單位能量E的整數(shù)倍數(shù)。在吸收和輻射的過程中是以能量子的整數(shù)倍數(shù)一份一份的跳躍式的傳輸?shù)摹?.光的波粒二向性。

3.原子結(jié)構(gòu)的探索。

三、現(xiàn)代化學(xué)理論的發(fā)展。

1.元素周期理論的新發(fā)展。

（1）三素說（2）八音律說（3）1869年俄國化學(xué)家門捷列夫和德國化學(xué)家邁爾發(fā)現(xiàn)元素周期律，認(rèn)為元素的性質(zhì)隨其原子量的變化而表現(xiàn)出周期性變化的規(guī)律。到20世紀(jì)原子的核式結(jié)構(gòu)建立后，人們才發(fā)現(xiàn)性質(zhì)與核外電子排布有關(guān)。2.化學(xué)鍵。

第十五章空間技術(shù)與海洋技術(shù)一、空間技術(shù)

（一）太空資源

1.高位置資源

2.太空的微重力資源。

3.太空旅游觀光資源。

4.開發(fā)太陽能資源。

5.開發(fā)月球、小行星的資源。

（二）、進入太空必須克服的四道難關(guān).

1.克服地球甚至太陽系的萬有引力。2.克服真空。3.適應(yīng)劇烈變化的溫度環(huán)境。4.防止有害輻射。（三）、空間技術(shù)的三大支柱。

1.航天器技術(shù)。

2.運載器技術(shù)。

3.地面測控技術(shù)。

1.航天之父：齊奧爾科夫斯基2.火箭技術(shù)的發(fā)展。

1926年美國人達德第一位成功的發(fā)射了液體火箭。1927年德國成立了“德國航天協(xié)會”。

1942年德國成功發(fā)射v-2火箭導(dǎo)彈。

1945年美國成功爆炸原子彈和氫彈。

5.1957年前蘇聯(lián)用以洲際導(dǎo)彈為基礎(chǔ)改造的運載火箭發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。6.1969年美國用三級型火箭“土星五號”實現(xiàn)了登月計劃。形成了現(xiàn)代火箭技術(shù)。3.現(xiàn)代運載火箭的結(jié)構(gòu)。

(1).箭體結(jié)構(gòu)。

(2).推進系統(tǒng)。(3).制導(dǎo)系統(tǒng)。（五）人造地球衛(wèi)星。

1.三個宇宙速度。

V1＝7.9千米/秒v2=11.2千米/秒v3=16.6千米/秒2.三種發(fā)射方法

（1）運載火箭發(fā)射（2）航天飛機發(fā)射（3）飛機發(fā)射3.人造地球衛(wèi)星的軌道。

圓軌道、橢圓、靜止、極地、太陽同步

(四）運載火箭（六）載人航天工程1.

載人飛船工程的系統(tǒng)組成：（1）航天員系統(tǒng)（2）安全可靠性系統(tǒng)（3）陸地發(fā)射系統(tǒng)

（4）指揮控制系統(tǒng)

（5）返回著陸系統(tǒng)

2.我國載人航天將奏三部曲。第一步的任務(wù)是以飛船起步、發(fā)射幾艘無人飛船和一艘有人飛船，將航天員安全地送入近地軌道，進行適量的對地觀測及科學(xué)試驗，并使航天員安全返回地面，實現(xiàn)載人航天的歷史突破。第二步除繼續(xù)進行對地觀測和空間試驗外，重點完成出艙活動、交會對接試驗和發(fā)射長期自主飛行、長期有人照料的空間實驗室，盡早建成我國完整配套的空間工程大系統(tǒng)，解決我國一定規(guī)模的空間應(yīng)用問題。

第三步是建造更大的長期有人照料的空間站。

二、海洋技術(shù)

1.海洋探測技術(shù)（1）.海洋科學(xué)考察

（2）.海洋衛(wèi)星

（3）.潛水器

系纜式、拖拽式、無纜遙控潛水式、海底爬行無人潛水器。

2．海洋資源開發(fā)技術(shù)。

（1）礦產(chǎn)資源的開發(fā)。（2）生物資源的開發(fā)和