自然科學概論教學ppt

自然科學概論哥白尼牛頓序論一、科學1、概念

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

（2）科學的空前發(fā)展時期。

（3）科學的改造時期。

（4）科學的發(fā)展加大了人們對科學本身的反思。

二、技術1、概念所謂技術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、經驗、技巧、規(guī)則的總和。技術的最初成果是通過構思而得到的發(fā)明，任何發(fā)明都表明它是人對自然控制和改造的結果，最終實現人對自然利用的目的。2、發(fā)展（1）技術愿意為“木匠”。507年魯班被稱為技藝高超匠人的化身。

（2）18世紀英國瓦特發(fā)明了蒸氣機，使技術由量的積累實現了質的飛躍。這也是近代史上第一次技術革命和產業(yè)革命。（3）19世紀70年代，電動機、發(fā)電機的先后問世，繼而在20世紀又實現了遠距離傳輸，是近代史上第二次科技革命。（4）20世紀中葉，原子彈、電子計算機、空間技術的發(fā)展，開始了第三次科技革命，也是現代技術革命。第1章近代自然科學的初步發(fā)展1.1科學革命的突破一、天文學上的革命二、醫(yī)學生理學的革命1.2經典力學的奠基一、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其他科學的發(fā)展（1）法國化學家拉瓦錫發(fā)現了燃燒原理。（2）庫侖定律。（3）伏打電池。第二章第一次產業(yè)革命、技術革命和科學中心的轉移一、英國產業(yè)革命和技術革命產生的背景

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

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

二、紡織技術―――產業(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)展為動力機的出現提供了物質基礎。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)明了旋轉蒸氣機，這樣便出現了真正的原動機。2.2法國的產業(yè)革命和科學的興衰第三章

近代自然科學的全面發(fā)展

3.1天地演化的研究

1.1755年德國哲學家康德提出了關于太陽系起源的星云假說2.1796年法國天文學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、數學論證也更加嚴密，開始普遍受到人們的關注。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，為歷史地質學的發(fā)展奠定了基礎。4.法國的居維葉在他的＜＜論地球表面的變動＞＞中提出了“災變論“他強調地質過程的突變和飛躍。5.英國的地質學家賴爾在他的＜＜地質學原理＞＞中提出了地球緩慢變化的“漸變論”.3.2物理學的進展

1.能量守恒定律的發(fā)現和熱力學及其意義2.電磁現象的研究

（一）研究電池產生電流的原因。

（1）伏打主張的：“接觸說”。（2）法拉第主張的：“化學說”。（二）研究電流在導體中傳導的規(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：關于電和熱的研究

C：電磁關系的研究（1）奧斯特關于電流對其周圍磁體作用的問題。（2）法國物理學家安培：兩根導線之間的作用；電磁效應的定量定律；電動力學的概念；判斷電流對磁體作用的“安培法則”；提出了電流是電荷沿導體運動的思想。（3）法拉第發(fā)現了電磁感應現象，提出了電力線的概念。（4）麥克斯維寫成了電磁理論的名著＜＜認電和磁＞＞，給出了一個嚴謹的電動力學的體系。3.3化學上的成就。

（一）原子分子論的建立。

（1）英國科學家道爾頓在19世紀初提出的原子論：

A：化學元素是由大量微小、不可再分、在化學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構理論。

1、在1828年德國化學家維勒就成功地實現了人工合成尿素的任務，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30年代提出有機物是由“基”組成的，并發(fā)現基可以被其他簡單物所取代。還提出了c的四價。3、60年代俄國化學家布特列烙夫系統(tǒng)地提出了化學結構理論，指出通過物質性質可以了解物質的結構，知道了物質的結構也可以預測物質的性質。3.4生物學的飛躍

（一）細胞學說

（二）生物進化論的誕生。

第四章第二次產業(yè)革命

1.德國在產業(yè)革命前夕的科技情況

1851-1900英、法、德、美在基礎科學、技術科學取得的重大成果

英國

法國

美國

德國

106項

75項

33項

202項

一、德國的崛起2.李比希學派

二、美國的崛起

1.重視農業(yè)、工業(yè)和農業(yè)的緊密聯(lián)系。

2.基礎設施建設先行.

3.組織創(chuàng)新.

4.加強科技與經濟的結合。

5.引進與創(chuàng)新相結合。

6.管理出效益。第二編現代自然科學第五章物理學革命及其影響一、相對論表述的是物質運動與時空的關系。

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

1.量子假說的提出。

(1)黑體的腔壁是由無數電諧振子組成的，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的整數倍數。在吸收和輻射的過程中是以能量子的整數倍數一份一份的跳躍式的傳輸的。2.光的波粒二向性。

3.原子結構的探索。

三、現代化學理論的發(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年俄國化學家門捷列夫和德國化學家邁爾發(fā)現元素周期律，認為元素的性質隨其原子量的變化而表現出周期性變化的規(guī)律。到20世紀原子的核式結構建立后，人們才發(fā)現性質與核外電子排布有關。2.化學鍵。

第十五章空間技術與海洋技術一、空間技術

（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.

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

1.航天器技術。

2.運載器技術。

3.地面測控技術。

1.航天之父：齊奧爾科夫斯基2.火箭技術的發(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)用以洲際導彈為基礎改造的運載火箭發(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”實現了登月計劃。形成了現代火箭技術。3.現代運載火箭的結構。

(1).箭體結構。

(2).推進系統(tǒng)。(3).制導系統(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試驗，并使航天員安全返回地面，實現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

1.海洋探測技術（1）.海洋科學考察

（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。

（1）礦產資源的開發(fā)。（2）生物資源的開發(fā)和