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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,自然科学发展简史复习,肖国群 E-mail:,1,1.,地球已经是一个,40多亿年,的老寿星了，她起源于,太阳星云,。,2.,大约在,30多亿年前,，地球开始出现单细胞生，后来逐渐进化，出现各种生物。,3.,在大约,6000-7000万年以前,的新生代，出现了哺乳动物，在300万年前形成了猿类，就是人类的祖先。,4.,“上帝造人”,的说法中，上帝用泥土造出了一个男人叫,亚当,，又造出一个女人叫,夏娃,。,一、,人类的起源与进化,2,大约在4亿年前，出现生物的大发展。从海洋到陆地，形成生物圈。,生物的营养方式：,自养方式；异养方式。,生物的特征：,（1 ）严整复杂的结构（2 ）新陈代谢：同化作用；异化作用（3 ）生长、发育、生殖（4 ）应急性和适应性（5 ）遗传和变异,3,5.,英国生物学家达尔文在1859年出版的,物种起源,一,书中，揭示了生物由低级向高级进化的科学规律，认为人类就是由,某种古猿,经过长期进化而来的。6.,恩格斯在1876年指出，人与动物之间的根本区别在于,劳动,。能否制造工具是人与猿之间本质的分界线。7.,攀树的猿群，是在新生代生活在树上的古猿。原上猿大约生活在,3000,万年前；埃及猿的生存年代大约在,2800-2600,万年前；森林古猿的化石年代较长，大约在,2300-1000,万年前之间。8.,森林古猿栖居在,热带和亚热带,的森林中，以吃,草木的叶和果实,为生，并有了初步的,手脚,分工，有了,32,颗牙齿。,4,9.,在大约1400万年前，由于,气候和地质,条件的变化，森林地带的树木大批死亡，使一部分古猿不得不改变生活方式，,下到地面,寻找食物，逐渐能够,直立行走，手脚分工，,并开始使用石块和木棒等,天然工具。,10.,人类的进化发展经历了由,“攀树的猿群”-正在形成中的人-完全形成的人-,早期猿人和晚期猿人-早期智人和晚期智人过程。,11. 早期猿人的脑容量约为,600-800,毫升；晚期猿人的脑容量约为,1000,毫升；早期智人的脑容量约为,1350,毫升。,5,12,人类开始使用的火是天然火，到晚期猿人时期就学会了人工取火。,火使人类走向光明，利用天然火；保存火种；,原始的人工取火有-击石取火 钻木取火火的利用：熟食 驱寒取暖 防卫 围猎,13. 人类学家将现代人种分为三类：,欧罗巴种-白种，蒙古利亚种-黄种，,尼格罗种-黑种。,6,二、,石器时代与原始的技术,1. 人类最初使用的工具是-石器,2. 考古学家将石器时代分为三个时代：旧石器时代：,重要是用捡来的石头、木棒,中石器时代：,我们的祖先在中石器时代就开始使用弓箭了。命中率高。,新石器时代：,打磨加工过的石头；陶器制造技术。,7,3,恩格斯指出：“劳动创造了人”。,A,能否制造工具,B,手脚分工,C,使用火的能力,4. 原始,农业生产的发展,“刀耕火种”,畜牧业的发展,“定居点”的产生和人口的增加,5,有人估计，现代人的衣、食、住、行所需要的 技术，约有,70%,在原始的技术发明中可以找到它们的原形。,8,三、,宗教世界三大宗教是:,基督教、伊斯兰教、佛教,。 在今天，科学和宗教是截然不同的；可是，历史上技术和巫术、科学和宗教则是作为对立统一体，一起发展的。,9,四、人类文明时代的来临,金属器时代：,金石并用时代；青铜器时代；铁器时代。,农业上的重大变化：人们要为将来能获得食物而奔忙，不是以捕获现成的自然物为生。,语言、文字的产生和发展：图画文字，楔形文字，象形文字，拼音文字，字母文字。,10,五、,古埃及的自然科学技术,1“埃及是尼罗河的赠礼”这句话对埃及发展的意义。欧、亚、非三大洲的联接处。,2埃及是最古老而文明的国家之一，金字塔和木乃伊就是最好的证明。在开罗以南，有79多座大小不等的金字塔。,3 . 古埃及的农业、运输、数学、医学、建筑等方面的发展。,11,六、古代西亚的科学成就,1 西亚的“两河流域”是它们文明的发祥地。,2 古代西亚的科学成就突出表现在 数学10进制，60进制，3.144213；天文学和历法。,3 苏美尔人发明了最早的图画文字，契形文字；犁；,巴比伦人创造了他们的法典；,腓尼基人对人类的突出贡献是拼音文字，它是世界字母文字的开端。,赫梯人发明了炼铁术；,金戈铁马的亚述人攻占了巴比伦城。,12,“两河流域”文明的四个阶段：,苏美尔人发明了最早的图画文字，楔形文字；犁；,巴比伦帝国兴起于公元前1894年，巴比伦人创造了他们的法典；,金戈铁马的亚述人，从底格里斯河崛起，攻占了巴比伦城。,新巴比伦人（迦勒底人）复兴了巴比伦文化，但不到100年，又被波斯人推翻。,13,1古希腊在地中海与黑海之间的爱琴海地区，它的科学文明的象征之一是诞生了许多伟大的科学家，其中有阿基米德，亚里士多德，柏拉图，苏格拉底等人。当时的科学文化中心在雅典。,2阿基米德是古希腊伟大的科学家之一。浮力定律和阿基米德的故事。,七、古希腊和罗马的科学技术,14,3 罗马人的实用技术,“条条大道通罗马”说明了在古罗马时代，实用技术方面取得了巨大的成就。特别是在公共事业上发达的公路和水陆 。,罗马人是一个以农业为主要生计的民族，很早就有了铁犁和牛耕。农业志农事诗自然史。,公元2世纪，罗马人就有炼金术，提炼贵金属。,15,1.,50万年前，北京周口店猿人已经学会了使用火。,2.,6000年前，陕西西安的半坡人就已经会制造彩陶。,3.,中国的版图是：西北，青藏高原，蒙古高原，在中部是我国的发展中心，长江，黄河是我们的母亲河。它养育了我们中华民族。,4.,我国的历史：5000年的光辉历史。,第四章 中国古代的科学和技术,16,黄帝统一华夏,夏,“龙骨”,甲骨文，青铜器，历法,商,水利灌溉； 酿酒； 丝、麻 手 工业； 竹、木书简；毛笔； 铁刃，淬火技术；,周,易经；八卦；阴阳五行；医学,17,春秋战国,24节气；孙子兵法；墨家，墨子；道家，老子；,八卦：天、地、风、雷、水、火、山、泽五行：,水、火、木、土、金精气说极限的研究,五大农书中的汜胜之书；中医医学黄帝内经,18,秦砖汉瓦,秦始皇统一文字、货币、度量衡、车路宽度。 西汉的蔡伦发明了造纸术，蔡侯纸。,汉代开辟了丝绸之路；张衡的地动仪；浑天仪；月光，月食；,三国两晋南北朝 五大农书中的齐民要术；,19,唐 制造船；,宋 三大发明：火药、指南针、印刷术茶、丝制造；CHINA瓷器，青、白釉；李春设计的赵州桥；,20,元,明,郑和下西洋时，我国已经有了航海大船，,已经,使用罗盘等航海仪器。,清,建筑和建筑风格，皇家和私家园林。,21,5 中国是世界上最早由奴隶制度发展到封建制度的国家。,我国是一个古老文明的国家，早在春秋战国时期，秦国的,李冰父子,在前人工作的基础上，完成了举世闻名的水利工程,-都江堰水利工程,.,我国宋代完成了具有世界意义的三大发明，被称为数学家的时代，出现了以,沈括,为代表的许多科学家。,22,6徐光启是上海人，也是我国明末清初时期的一位著名科学家。,7北京的天坛中有回音壁、三音石和园丘，它们是声学效应应用于建筑的杰作。,8西方国家的不少传教士先后来到我国，最早来到中国的有利玛窦等人。,23,9,英国人1796年发明了牛痘接种法，,1808,年由葡萄牙人传入我国。,10,郑和下西洋时，我国已经有了航海大船，,已经使用,罗盘等航海仪器。,24,中国古代的重要论著,孙子兵法黄帝内经,易经墨经,李时珍的本草纲目,沈括的梦溪笔谈,贾思勰的齐民要术,徐光启的农政全书,宋应星的天工开物,徐霞客的徐霞客游记,25,简、论题：,1瓷器和茶叶是我国古代的发明并称著于世，请探讨一下它们的发展过程。,P44,2我国的四大发明是在什么样的历史背景下产生的？请你指出有关农业，天文，数学，医学的伟大成就和著作。,P36 P40-43,26,第五章,1.,世界三大宗教是:,基督教、伊斯兰教、佛教,。,2.,阿拉伯人在数学上的重要贡献,首先是创造了,阿拉伯数码,。,3.,在医学上，阿拉伯人继承了希腊人的成果，伊斯兰的学者几乎全是,医生,，,有许多人还是专业医生,。,4.,中国的许多发明由阿拉伯人介绍给欧洲人，在欧洲获得了广泛的应用，并产生了,意想不到的后果,。,27,5.,阿拉伯科学文化的兴起是在欧洲中世纪的科学技术发展处于停滞状态的时候。穆罕默德建立了伊斯兰教。,6.,在东西方文化交流中，阿拉伯人起到了很好的桥梁作用，同时也发展了自己的科学文化。,7.,伊斯兰教与基督教不同，,它不象基督教，对异教信仰或哲学信仰采取绝对排斥的态度,。,28,中世纪欧洲的工程技术进展缓慢,但没有停滞不前,，,特别在原动机的应用和制造方面，有了进步。,风力，水力，畜力，人力的应用。,29,欧洲中世纪的科学发展,科学成了神学的附庸,欧洲中世纪的科学发展的暗淡时期,12世纪开始有了转机，大学的兴起。,十字军东征,老培根对科学的贡献,原动机-风力、水力、畜力、人力,“欧洲中心论”：往往由于,近代科学技术,诞生于欧洲，也把中世纪晚期广泛应用的技术发明，说成是,欧洲人,的独立创造。,30,.,11 世纪开始，由于生产的发展，城市的兴起等，西欧的学校教育逐渐从,修道院中分离出来,，开始建立大学。,12世纪开始,，科学在经历了几个世纪的漫漫长夜之后，开始出现转机。,13世纪是欧洲经济技术的,转折点,。城市的兴起，运输技术的进步，市场的扩大，刺激人们去,制造商品,。,31,第六章,14-15世纪，在最早产生资本主义生产方式的,.,意大利,，手工业技术已经有了较高水平，,家庭手工业,已转化为工场手工业。还有造船业、冶金业等的发展。,1487年，葡萄牙人的船队，沿非洲西岸南行，到达非洲的最南端，葡萄牙国王把这里命名为,好望角,。,32,意大利人,哥伦布,凭借他对地球是圆形的信仰，经过多年的努力，终于在1490年8月率领87名水手、3 只小船，经过70 天的航行，到达美洲这块新大陆。,麦哲伦,在西班牙国王的支持下，经过,3,年的海上航行，于1522年9月完成了人类历史上第一次,环球航行,的壮举。,航海探险活动首先在葡萄牙和西班牙兴起，意大利人哥伦布也是得到西班牙国王的资助后，才有能力去发现新大陆的。,33,在早期,文艺复兴的代表人物,中，最杰出的是意大利的,达芬奇,。他既是一位人文主义思想家、哲学家、,艺术家,，又是出色的,工程师,和科学家。,34,哥白尼的日心说的历史意义提出整个人体内血液循环理论的人是英国医生哈维,。,布鲁诺在宗教法庭向他宣布死刑的时候说：“你们比我要更感到恐惧。”这位伟大的科学家用他生命坚持了科学的真理。,35,笛卡儿是法国的大数学家，他创立了解析几何学。,伽利略对科学的伟大贡献,学习自然科学的发展过程，我们知道了哥白尼在16世纪发起的天文学革命。哈维医生的血液循环理论。它们从神学和宗教中解放出来，为科学的发展指明了方向。,36,简、论题：1.,哥白尼的日心说主要的意义是什么？,P73,哥白尼的日心说：太阳是宇宙的中心，地球是运动的，月亮是地球的卫星，金星、火星、木星、土星等各依自己的轨道绕太阳转动。,2.,简述伽利略作为近代实验科学奠基人的作用。,P. 81,37,3.,阿拉伯科学文化兴起的成因是什么？,P55-56,4.,论述意大利文艺复兴运动产生的,影响,。,P69,5. 中国的许多发明由阿拉伯人介绍给欧洲人，在欧洲获得了广泛的应用，并产生了什么意想不到的后果。,P63 ， P. 66,38,16-17世纪的欧洲，政治上安宁，经济上繁荣，英法等国对贸易、航海、制造业、农业特别关注，促进了科学的发展。,牛顿站在巨人的肩膀上，创造了他的三大定律。这些巨人中，伽利略、开普勒对牛顿力学的建立影响最大。,开普勒的行星运动定律：,行星运动第一定律：行星运动的轨道为椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上；,行星运动第二定律：在相等的时间内，行星和太阳的联线所扫过的面积相等；,行星运动第三定律：太阳系中任何两个行星公转周期的平方比等于它们轨道半径的立方比。,第七章,一、经典力学体系与牛顿力学体系,39,就在近代科学家,伽利略,去世的1642年，另一位伟大的科学人物,牛顿,诞生了。他出生在英国资本主义上升的时期。,牛顿是17世纪最伟大的科学巨匠。他的成就遍及物理学、数学、天体力学的各个领域。他引入了质量、动量、力、加速度、向心力等基本概念，从而建立了经典力学的公理体系，完成了物理发展史上的第一次大综合，建立了自然科学发展史上的里程碑。其重要标志是他于1687年所发表的自然哲学的数学原理这一巨著。在光学上，他做了用棱镜把白光分解为七色光（色散）的实验研究；发现了色差；研究了光的干涉和衍射现象，发现了牛顿环；制造了以凹面反射镜替代透镜的“牛顿望远镜”。1704年出版了他的光学专著，阐述了自己的光学研究的成果。在数学上，牛顿与德国莱布尼兹各自独立创建了“微积分学”；他还建立了牛顿二项式定理。牛顿在声学、热学、流体力学等方面也有不少研究成果和贡献。,40,牛顿三大定律：,第一定律：惯性定律,第二定律：加速度定律，F = ma,第三定律：,作用力与反作用力定律， F= -F,牛顿的万有引力定律：F = G Mm/rr,41,牛顿力学的三大定律和万有引力定律把天体运动定律和地上的物体运动定律统一起来，建立了经典力学的理论大厦。,对万有引力定律有重要意义的事实的是：,1. 哈雷彗星的发现,2. 地球形状的证实,3. 关于行星摄动现象的证实,42,微积分的建立,牛顿和莱布尼兹在继承前人数学研究的基础上，分别独立完成和建立的微积分。,变量：点、线、面的连续变化。,变量；函数；导数；曲线等概念的产生,43,二、物理实验研究的新发现,1. 光的波粒两相性,2. 热力学和热力学温度,摄氏温度；华氏温度；开氏温度,3. 关于电的概念：同性相斥，异性相吸,4. 莱顿瓶和,库仑定律,5.,1753年美国人富兰克林冒着生命危险，用他自己制造的风筝进行实验，终于发明了,避雷针,。,44,6. 17世纪英国著名的科学家波义耳真正确立了化学。,氧化燃烧理论,O元素的助燃性质的发现,7. 显微镜的发明与生物学的成果,胡克的“细胞”CELL发现,列文霍克发现的微生物,巴斯德的著名肉汤实验,林耐的动植物分类,45,第八章 近代技术的兴起与工业革命,18世纪19世纪，首先在英国，继之在法国、美国、德国爆发了工业革命。它是以技术革命为中心内容的一场社会变革。,工作机，蒸汽机的发明和应用是主要标志。,1733年，英国制梭工人,凯伊,发明了,飞梭。,1760年，,凯伊的儿子,进一步改进了飞梭，,从此飞梭才在纺织业得到广泛应用。,1765年，织布工人哈格里沃斯发明了珍尼机。,46,机器与手工劳动的矛盾,任何发明在开始的时候都不会是尽善尽美的。,机器的发明导致手工技术工人技能作用的降低和失业，由此而引起对于机器发明的抵制，这种事情在工业革命初期的屡见不鲜的。,动力、能源在社会生产中有着极为重要的作用。,风力，水利，畜力，人力是工业革命以前的主要动力。,马力是功率的单位。马是早期的畜力之一。,47,工业革命和新技术,蒸汽机的发明首先产生于煤矿矿井排水的需要。,蒸汽动力的发明，有许多人做出了贡献。如达芬奇。,1712年，纽可门发明了活塞式的大气压蒸汽机。,瓦特发明的蒸汽机是大工业的开始，是蒸汽动力机普遍应用的开始。,48,工作母机 移动刀架,蒸汽机发明以后，出现了一批专门制造和修理机器的工厂，开始用机器制造机器，如车床。这种机器真正成为了机器制造行业的,工作母机,。,1794年，机械师莫滋利发明了移动刀架和导轨系统。,统一螺丝标准。,量具的革新：千分尺，塞规，环规，,49,蒸汽动力通过大轴、皮带等传动装置带动机床工作。 帆船、马车不能适应运输的需要，大工业的特征是大运输。 1819年，英国的一位煤矿工人,史蒂芬逊,，经过多年的劳动和研究，终于制出了实用的,蒸汽机车,。,50,18世纪末到19世纪初的时候，美国和法国也开始了,工业革命,。 由于工业革命，在英国首先出现了,铁路,建设热，欧美各国也随之纷纷建筑铁路。到1830年，实用化铁路最长的是,美国,。,51,在,蒸汽轮船,发展的过程中，有两种推进方式，它们是,螺旋桨,和桨轮。 瑞典的化学家和工程师，通过极其艰苦的实验，发明了一种,“,安全炸药,”,而闻名世界，并以他的名字命名了许多科学奖项。他就是,诺贝尔,。,52,1824年，英国瓦匠亚斯普丁发明了,水泥,。“波兰特”水泥。 1867年，法国人莫尼埃取得了发明,混凝土,的专利。 1840年，德国化学家李比希发现了土壤肥力的化学成分，农业的工业化正是从,化肥工业,开始的。,53,工程师和工匠的区别,机器劳动使产生了进一步的分工，产生了操作机器的人-工人，限于生产技术活动中的实际操作；,工程师则要构思技术、设计技术，指导整个技术系统的实施。,只有在这时才出现了现代意义下的工程师。,技术活动中的主角从工匠转移到工程师。,54,第九章,19世纪是近代自然科学技术,全面发展,的时期，从蒸汽机时代向,电气化,时代进军。,19世纪的热力学、光学、电磁学、化学、地质学、生物学、人类学等学科都取得了重大的突破，使19世纪成为名副其实的,科学世纪,。,英国在19世纪仍居于,世界,的前列，出现了一的批伟大的,科学家,，象达尔文、焦耳、法拉第、道尔顿等人。,由于法国在,1794,年建立了作为国家科学研究机构的,综合,技术学校，把科学研究工作制度化、专业化。,55,德国的科学技术在,19,世纪,30,年代也有了很大的进步。出现了高斯、欧姆、楞次、克劳修斯、赫兹等大科学家。 德国的大学有了新的理念，它的成就影响了美国、日本等国，英国在19世纪以德国大学为,样板,进行了改革。 科学研究手段和方法的完善化是19世纪科学发展的,重要特点,。 19世纪的自然科学成就促成了,整个文化,的科学化，特别是,哲学,的科学化。一系列的新学说都对黑格尔和康德的,哲学,产生了深刻的影响。,56,能量守恒与,转化定律,的发现，揭示了热、力学、电、化学等各种运动形式之间的统一性，使物理学达到空前的综合和统一。 19世纪上半叶的物理、化学和生物的研究，为运动的转化提供了广泛的依据。1800年，意大利的伏特发明了,电池,，实现了,化学能,向电能的转化。 英国业余物理学家焦耳为能量守恒定律做出了重要的贡献。他首先在1840年发现了,焦耳定律,，揭示了电和热之间的能量转化。Q=0.24IIRt,57,1826年，,英国植物学家布朗,，发现了,分子,的运动，即布朗运动。它显示出物质,分子,处于永恒的热运动之中。P144 英国科学家，麦克斯韦发现气体分子分布和运动规律，和气体种类及温度有关。,分子运动论利用统计的方法，把宏观的热现象和他的微观机制结合起来。,58,康德、拉普拉斯的星云说,宇宙空间存在着一种弥漫的原始物质微粒，它本身具有引力和斥力。,引力和斥力的综合作用，使原始星云形成圆盘状结构，其中心部分形成太阳，外围部分逐渐分离，结合为绕太阳运行的行星。他们有同向性、同面性、近圆性。,59,地质演化理论,P147,火成说,火山爆发-岩浆-岩石-地壳,水成说,洪水泛滥-灾变说-地球表面的水,休斯提出构造体系，大陆漂移等概念。,生物圈的形成，水圈、大气圈。,60,达尔文的生物进化论,P150,人类，从猿的进化和发展过程中，看到了环境和人类自己对发展的意义。,遗传、变异、自然选择,等是生物学研究的对象。近代生物学的奠基人是,达尔文,。,对,子代与亲代,的关系进行了系统的实验研究，成为现代遗传学创始人的是奥地利的修道士,孟德尔,。他在对豌豆的研究中发现F2，3：1 的遗传规律。,生殖细胞（XY；XX）,和体细胞的区别,61,1839年，,德国解剖学家施旺,，根据自己对动物组织的研究，在他人的论点基础上推广，并进一步比较了,动物和植物细胞的共同性。,法国化学教授,巴斯德,正是在对细菌的研究中建立了,细菌学说,，从此开辟了医学研究病因的新途径。他用病原菌毒素的接种法，防治炭疽病等传染病，开创了医学上的,免疫学。,62,英国化学家,道尔顿,，原来是个小学教师，但他一直从事气象学的业余研究，认真观察和测试大气的成分和性质，提出了,化学原子论,，并且在1802年，发现混合气体中各种气体的,分压定律。 法国化学家盖吕萨克，意大利物理学家阿佛伽德罗,有关的气体定律；阿佛伽德罗常数；摩尔体积。,63,1869年，已知的化学元素达63种，而且这期间的研究表明，元素的原子量和,化学性质之间,有着一定的关系。原子-分子论确立以后，化学上又一个重大的突破是,俄国化学家门捷列夫,元素周期表,的发现。 1852年，英国化学家,佛兰克兰,发现每一种元素的原子同任何其他元素的原子化合时，两者的原子数都有确定的比值，由此提出了元素的,化合能力。,64,电磁理论的建立,电流是意大利医生伽伐尼在1786年解剖青蛙时偶然发现的。,意大利物理学家伏特1800年发明电池。,电流的热效应和化学效应也被发现。,1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应。,1822年，法国物理学家安培发现电流产生磁力的基本定律。,电磁感应现象的发现者和近代电磁理论的创始人是法拉第。美国人亨利也对此有贡献。,65,力线和场,法拉第的电磁感应定律,P161,楞次定律,麦克斯韦因他的电磁理论的贡献，可以和牛顿、达尔文齐名。,电磁波谱：,无线电，红外，可见光，紫外，X，r,19世纪自然科学发展的三件大事：,能量守恒与转化定律；细胞学说；生物进化论,66,英国在当时是世界上先进的资本主义国家，工农业和科学技术发达，而且有一定的政治民主和学术自由。,由于要寻找自然资源，,经常向世界各国派考察队，促进了有关科学的发展。,67,1俄国化学家门捷列夫对元素周期的论述。,P.158,2俄过化学家门捷列夫发明元素周期表的意义是什么？,P 158,3根据物种起源，论述达尔文关于生物进化论的观点。,P150-151,68,第十章 近代技术的发展-电气时代,第二次技术革命是在以,电气,为中心的,一群技术,的基础上发生的，其中包括钢铁材料技术、内燃动力技术、有机合成技术、无线电通讯技术等，,电气,技术则是这一群技术的主导技术。,69,钢铁大国的地位,枪炮的制造和炼钢技术的发展,平炉；转炉；氧气顶吹转炉,耐火材料； 电磁炉,金相学,高速钢、锰钢、镍钢、矽钢、,铝、电解铝,70,发电机的发明和应用对整个冶金技术发展所产生的深远影响，不仅表现在电解法炼铝、炼镁、炼铜，而且出现了电炉炼钢。在19 世纪末的电感应炉可以使炉温达到摄氏3000度。,大约从1887年开始，显微照相已成为新型金相学家的常规作业。金相学的意义在1885年已为,全欧洲所重视。,71,内燃机,凡是燃料在汽缸内直接燃烧,，以燃烧时产生的气体推动活塞或转子，将热能转化为机械能的动力机均称为,内燃机,活塞或转子的运动方式,英国人第一次提出了燃料与空气混合作为内燃机能源的原理。,煤气机、汽油机、柴油机,P172-173,72,1886年，德国发明家本茨的三轮汽车问世。,1890年，本茨从生产三轮汽车转而生产四轮汽车,，并于1893年首次进行定单生产，,1899年已经达到年产量500辆。,对于汽车发展来说，,充气轮胎,的发明和应用是具有重要意义的。1839年，英国人古德伊尔把巴西的,天然橡胶与硫磺混合起来,，,发明了橡胶的硫化法,，由此在美国和英国等国家开始兴办第一批橡胶工厂。,.,汽车与充气轮胎的发明,73,美国莱特兄弟的飞机发明,1903年，美国莱特兄弟,驾驶的由一台16匹马力的四缸汽油发动机驱动的木架双层飞机，,首次,试飞中成功。飞行了59秒，高度3米，航程260米，但它是飞行时代的开始。,具有划时代意义的大发明。开创了人类科学技术史上的新天地。,74,美国人福特看到了汽车对交通工具变革的巨大意义，并坚信只要大批量生产简便而结实的汽车，才能满足大众的需要。1908年，他的汽车公司在底特律开始成批生产 T型汽车,。,75,19世纪70年代，各种物理技术和发明不断出现，科学家已经和商业相联系，大大改进了人们的生活。,发明电话的科学家是格雷和贝尔。,美国人莫尔斯,是个画家，原来对科学技术是个外行。可是，他1835年研制成功了他的第一台发报机。经过几年的努力，他又发明了用点、划代表字母和数字的一套符号-,莫尔斯电码。,电话与电报的发明,76,1随着物理学上的新发现，电气工业的迅速发展，强电技术超过了电力应用的较早分支-,电报和电话的弱电技术,2电力的应用在20世纪开始时正方兴未艾，一个崭新的弱电领域的新分支-则又刚刚兴起,电子技术,77,1860年,英国化学家斯旺,开始研究白炽灯，1878年他终于用碳丝制造成功了可以实际应用的真空白炽灯。 而,有史以来，最全面的发明家之一,爱迪生,，在经过了无数次的失败后，用,碳化棉丝,作为灯丝材料，制造成功了耐用的白炽灯。,78,集科学家、发明家与商人特点于一身的维尔纳,西门子,，在1866年，他研制成功了,第一台自激式发电机,。他的这一伟大的成就在科学史上，可以和瓦特的蒸汽机具有相同重要的地位。,79,在人类使用能源的历史上，无论哪一种技术上的发明和应用，都不能和,电,的发明和应用相比拟 。,1885年，意大利物理学家,法拉里,从不同相位的光可以产生干涉现象，联想到不同相位的,电流磁场将会产生旋转磁场,，旋转磁场原理的建立对,交流电机,的发展有着重要的意义。,80,第11章,1,自从汉朝,张骞,出使西域之后，汉武帝曾陆续派遣使者到西亚、印度、阿拉伯等国，兴办外交活动和文化交往。,2,明代郑和率领庞大的船队七次下西洋，访问了亚洲和非洲的30多个国家。,这一点同近代意大利人哥伦布等的航海冒险活动是,有所不同的。,路、海“丝绸之路”成为中国对外交往的纽带。,81,唐代名僧鉴真东渡日本，不仅带去了佛教文化，而且积极传授了中国的医药学等方面的知识。,我国的天文仪器、造纸法、印刷术以及瓷器、铜镜等工艺技术，也都在唐代传入日本。,82,16世纪开始西方科技文化知识向中国传入，标志是罗马教皇派遣的传教仕来华,英国在当时是世界上先进的资本主义国家，工农业和科学技术发达，而且有一定的政治民主和学术自由。由于要寻找自然资源，,经常向世界各国派考察队，促进了有关科学的发展。,西方近代科学技术传入中国,83,。,正是在西方地理学知识和测绘法传入我国以后，清初，由,康熙,皇帝亲自领导完成了中国全图的,测绘,工作。这在我国乃是一个前所未有的事件，在世界测绘学史上也是一个创举。,西方最先来华的著名的，并有一定科学知识的耶酥会士是,意大利,人,利马窦,，他于1582年来华。以后还有德国人汤若望，比利时人南怀仁等。,84,洋务运动,1840年，打响了鸦片战争，西方列强也随之侵入我国。帝国主义用坚船利炮打开了闭关自守的中国大门，从此中国逐渐沦为半封建半殖民地的社会。鸦片战争暴露了清政府的腐败无能。,85,由于造船技术的传入，1865年在安庆制造了,我国第一艘轮船,，同年江南造船厂也一艘轮船惠吉号下水。,留学运动,促进了中华民族求进步、求发展，与世界文化交流的强列要求。引起了知识分子治学态度和学风的转变，促进了教育的改革。,86,李鸿章、曾国藩在洋务运动中的作用,P203-204,詹天佑和他的京张铁路,洋务运动的深刻启示：只有推翻封建统治和帝国主义的枷锁，实现社会革命。没有进步的社会，就谈不上科学的发展。,留学运动和科学技术的发展。,87,日本的明治维新与近代科学技术的发展,培养人才，向西方学习,大化革新瓦解了日本的氏族社会,明治维新，创造了日本自己的新的科学技术和管理方法,商业资本家、工业资本家和工资劳动者的出现。,88,日本军国主义和中日甲午战争,1886年到1900年是东方式的日本产业革命展开时期。随着日本资本主义的发展，逐步摆脱了沦为半殖民地的危机。,日本军国主义政策的形成和1894年的中日甲午战争。日本从战争中获得了巨额赔款，同时又获得了中国的资源和市场，使日本的工业化又向前大大推进了，科学技术也同时取得了迅速的发展。,日本民治维新的成功和中国洋务运动的失败的比较。,89,关于中国近代科学技术落后的原因,在古代，中国给予世界各国的东西多。,中国古代农业、医学、数学等的成就和对世界的影响。,从16世纪开始，中国的科学已经开始落后，到17世纪已经十分明显。,从18世纪开始，中国的技术落后已经开始明显起来。,所以，从16-18世纪，中国的科学技术已经落后了。有人认为，这是由于中国没有发生资产阶级革命，没有发生工业革命等等所引起的。,90,中国实用科学持久而又稳步的发展的原因,首先是封建统治者的需要,其次，可以从中国古代科学家的组成上来分析,第三，从科学和哲学的关系来看,P216-219,91,简答题：,1贝尔发明的电话的基本原理是什么？,P183,2“洋务运动”所要实现的具体内容是什么？,P202,92,3洋务派在甲午战争后派出大批留学生，许多留学生回国后，对我国的发展起了积极的作用。,P。206-207,4简述狄塞尔柴油发动机的研制过程。,P 174,93,五、论述题：,1论述美国福特汽车公司大批量生产汽车的技术手段。,P178,A批量生产汽车；B。采用了流水作业； C 提高了工作效率，降低了生产成本。,2论述“洋务运动”对中国科学技术发展的意义。,P。202-203,94,4中国实用科学持久而又稳步的发展是由于哪些方面因素造成的？,P216-219,5论述柴油机的优点和它的工作过程。,P 174,95,第12章,一、20 世纪初的物理学革命0. 1900年英国物理家凯尔文勋爵对物理学的展望和新世纪物理学的新发展，,电子、X射线、放射性等的发现所带来的冲击与兴奋。,1.,“电子”一词，最早使用在1891年，,是英国科学家,斯托内在,他的研究成果中提出的。电子是人类发现的,第一代,基本粒子。2. 1876年，德国物理学家,戈德斯坦,提出，玻璃管壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的，他把这种射线命名为,阴极射线。,96,3. 20世纪的热电子发射、,光电效应,的实验，进一步证明了任何原子都包含着,电子的结论。,4.,德国人伦琴,致力于研究阴极射线所引起的荧光现象。1895年，他发现了高真空管放电时能产生,X射线的现象。,它的穿透性使人们看到了许多过去没有见过的新东西。,5. 1896年，法国科学家贝克勒尔在一种铀盐中发现了铀元素的,天然放射性,。它能使不透光的底片暴光。,97,6. 著名的法国科学家皮埃尔居里和他的,妻子玛丽居里,，经过多年的研究和实验，发现了钍、钋、镭的,放射性。,7.,电子、X射线和放射性现象，这三大发现是19世纪末物理学的重要成就。在此基础上，20世纪初产生了,原子物理学。,98,8. 英国物理学家汤姆生，在证实了电子的存在以后，于1904年，提出了他关于,原子结构的“面包夹葡萄干”,的原子模型。9. 英国人卢瑟福在1911年经过实验，得出结论：原子中有一个非常非常小的核，它集中了原子99.99%的质量。他提出了原子,有核模型-行星模型,。,99,10.,爱因斯坦一生最重要的贡献就是相对论。,他在1905年发表的论动体的电动力学一文中首先创立了,狭义相对论,。,第一，,对于一切惯性系，一切自然定律都同样适用，-相对性原理。,第二，,对于任何惯性系，自由空间中的光速都是相同的，-光速不变原理。,一系列结论：,P232-233,100,普朗克的量子理论,物体在发射和吸收辐射时，能量不是连续变化的，而是以一定数值的整数倍跳跃式地变化；,能量也是由一份份“能量原子”构成。,普朗克常数 h,“能量子” e = hv,101,光电效应,P237,19世纪80年代，赫兹等科学家发现，当光照射到金属上会使金属表面有电子逸出，这就是光电效应。,1. 入射光的强度越大，它从金属表面打出的电子越多；,2. 被光辐射打出的电子的运动速度与入射光的频率成正比，与光的强度无关；,3. 如果光的频率小于某一截止频率，无论光的强度多大，照射时间多长，都不会产生光电效应。,102,物质波和波粒二象性,法国物理学家德布罗意提出了实物粒子也具有波动性-,物质波,的概念；,1927年，美国科学家戴维逊证实了电子衍射-电子也是波；,入=h/p v=E/h,P是动量，E是能量， “入 ”是波长,103,海森堡在1927年，推出了测不准原理和公式,薛定谔和海森堡所给出的量子力学的数学方程，以令人满意的逻辑方式把不表现相对论效应所有现象都概括在内。,由于,薛定谔、海森堡、波恩、狄拉克以及泡利等人,的努力，量子力学在19世纪30年代初已经形成完整的体系。,20世纪的物理革命，在时间、空间、运动、质量、能量、连续与非连续、必然与偶然、物质结构等一般的关系上都提出了许多崭新的见解。,104,19世纪末和20世纪初，物理学发展中的另一个重大的突破是量子论的产生和在此基础上建立起来的量子力学。,人们把能够全部吸收辐射而无任何发射或透射的物体叫,“理想黑体” 。,105,如何从“曼哈顿工程”去理解爱因斯坦“科学是一把双刃剑”的伟大意义。,P247,要点：,美国政府为了研究和制造原子弹，实施了代号为“曼哈顿工程”的计划。,原子弹给人类带来了不幸；虽然它是20世纪以来核物理学的重要成果的应用。,爱因斯坦“科学是一把双刃剑”的观点，是对科学的滥用和恶用的有力批判。,106,第13章 现代自然科学的新进展,粒子世界的新发现,现代物理学的两大理论基石，是,量子力学和相对论,。它们引起了物理学的重大变革。,1930年1932年间，发明了能够获得高速粒子的回旋加速器、静电加速器和高压倍加器，为,核物理研究,提供了强有力的工具。,107,美国的费米和德国的哈恩发现了人工核裂变反应，铀裂变时又放出中子，形成链式反应，发出大量能量，由此开始了原子能的利用。,“宇宙射线”是天然的“实验室”,P252,第一，正电子的发现,第二，正负电子对与光子的相互转化,第三，介子的发现，日本的汤川秀树,费米的中微子,108,基本粒子,第一代基本粒子：光子、轻子、重子、正负电子等，到1947年，约有14种。,第二代基本粒子：反中子、反质子等，到1960年，约有30种。,第三代基本粒子：是一批寿命极短的共振态的粒子。,1964年，美国物理学家盖尔曼提出“夸克”的新概念。,109,凝聚态物理固体物理学,凝聚态物理的新进展首先是与超高压、高真空、超高温、超低温、强磁场等特殊条件的获得有关。,超导现象；,钕铁硼强磁铁；,半导体材料和晶体管的发明；,大陆板块和漂移学说；,大陆漂移说在被冷落了40-50年后，又重新被人们所重视。而板块学说指明了地球形成和发展的基本面貌，使大陆漂移学说以新的形式出现。,太阳，地球等天体的形成和演变。,110,宇宙探测器和宇宙飞船对科学研究的贡献,1959年前苏联发射第一颗月球探测器；,太阳的热核反应和核聚变；,美国天文学家哈勃和哈勃望远镜；,宇宙大爆炸学说,P262,1931年1932年，人们第一次接收到宇宙射电的信号，并在1936年研制成功射电望远镜，打开了观测宇宙的又一个窗口。,111,量子力学建立以后，人们开始用量子力学的原理来研究分子的微观结构，由此而产生了一门新的学科-,量子化学,。,20世纪30年代,，人们把量子力学的原理推广到多原子分子的研究上来。建立了两种化学键理论，它们是,价键理论,和,分子轨道理论 。,量子化学的推广和应用，“分子设计”出新材料、新药物。 晶体化学的诞生。 有机合成化学和高分子化学的建立，是现代化学发展的又一重要内容。 有机物的提取，维生素A.B.C.D.E.K.的合成。,112,1909年，美国生物学家摩尔根在孟德尔遗传学说的基础上，提出了基因说，把基因看作是位于染色体上的 球状颗粒。,从19世纪发现细胞并把它作为生命的基本单位以后，人们便开始研究细胞内部的结构和功能 。,在生物化学、生物物理、细菌学、病毒学等的相互渗透中，诞生了一门新的学科-分子生物学,1868年瑞士科学家米希尔首先从细胞核中发现了一种物质叫核酸。它又可以分为去氧核糖核酸DNA和 核糖核酸RNA 。,113,蛋白质是生命系统中最重要的物质,1926年，美国科学家指出：,生物催化剂酶是蛋白质；,生物分泌的激素也是蛋白质；,核酸DNA，RNA也是蛋白质。,114,促成分子生物学诞生的几个方面,P270,第一，1945年，美国生化学家用实验的方法证明了基因与酶的关系。,第二，关于DNA是携带遗传信息载体的发现。,DNA双螺旋结构的发现被称为是20世纪生物学最伟大的发现，是分子生物学诞生的标志。,诺贝尔奖得主中生物学家多；1965年，我国的科学家人工合成含有51个氨基酸的胰岛素。,115,第14章,现代科学的技术化与技术的科学化,原子能技术,：,美国科学家费米用中子轰击铀，实现了核裂变以后。在第二次世界大战期间，爱因斯坦建议美国试制原子弹,。“曼哈顿工程”。,1954年，苏联和美国建造了试验性核电站，揭开了核电应用的序幕。到60年代，核发电逐步进入使用阶段。核电站是现代“,知识工业,”的一个典型，它需要大量高深的科学知识。,116,空间技术：,在第二次世界大战期间，在德国的贝尼明恩迪建立了火箭研究所，1942年试验发射了重达13吨的V-2火箭，最大时速5500公里。,1957年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星。,1960年，美国第一次回收从卫星上弹射出来的回收仓。,1969年，“阿波罗登月计划”,20世纪70年代，通信卫星、气象卫星、资源卫星为代表的空间技术开始转为民用。,117,激光技术：,1960年，美国加利福尼亚的休斯研究所的梅曼，使用人造红宝石创造出第一个红宝石激光器。,受激辐射输出的光将使入射光得到补充和加强，即实现了光放大。,所谓激光，就是受激辐射光放大的简称。,后来人们把它叫做莱塞。,激光的应用：激光制导，激光加工，激光传输等方面。,118,生物工程：,四个方面：,P282-283,A 遗传工程；,B 细胞工程也叫细胞融合技术；,C 发酵工程也叫发酵技术；,D 生物转化工程也叫酶工程。,克隆技术：“多利”羊；“艾米”牛,生物制药技术：干扰素等,119,电子技术和计算机技术的发展,1945年，美国的莫尔研究小组制造出了世界上第一台电子计算机，被命名为“电子数值积分和计算机”，又称为 ENIAC 。 美国德克萨斯仪器公司的年轻电子工程师基尔比，首先发明了能够包容晶体管和电阻、电容等元件的集成电路 。第二次世界大战后，电子计算机的出现，为机械工业注入了新的活力。自动化机床中的数控机床出现在 1952年 。,120,在电子计算机的发展过程中，经过了五代：,P287,第一代，,电子管,计算机；,第二代，,晶体管,计算机；,第三代，,集成电路,计算机；,第四代，,大规模集成电路,计算机；,目前正在进入第五代，用超大规模集成电路装备的具有人工智能的巨型计算机和微型机。,121,在高度自动化的企业中，以从事脑力活动为主的“白领工人”的人数比例大于从事体力劳动为主的蓝领工人。 1948年，美国数学家维纳发表了控制论一书，并称控制论是关于在动物和机器中控制和通讯的科学。,122,工业发达国家的机械业都很重视材料的质量，,同时认真研究成型方法,。以节约原材料。20世纪初，人工制造的高分子材料已经开始生产。由于有机化学、固体物理、合成化学、高分子化学等学科的发展，,使高分子材料随工农业生产和日常生活的需要而迅猛发展。,123,现代化生产在农业上也有了大发展，现在许多国家的,种植业,的产值已经同,畜牧业,产值相等，有的国家后者还超过了前者。,农业是最古老的产业。,在法国、丹麦等农业发达国家，只有受过中学教育和农业基础学校教育，并在农场经过实践，再通过考试取得“,绿色教育证书,”的人，才能经营农场。,124,美国大约用了30年的时间基本上实现了农业生产的机械化。而日本从1950年开始，用了大约10年的时间全面实现了农业机械化。,近几十年来，土壤学、农业化学、遗传生理学、气象学、作物栽培学、等农业科学成果。,控制论、信息论和系统科学揭示了自然界、社会和人类思维这三个领域中许多现象的一致性。,125,今天的社会是,信息革命,的社会，因为如果没有信息和学习传递就不会有组织的系统，也不会有有秩序的,能量转化和物质交换,。,*希望大家能够合理安排时间，复习重点知识，在考试中有稳定的发挥。,126,
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