科学发展简史单元辅导
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《自然科学发展简史》第四章、第五章学习辅导第四章中国古代的科学技术1、中国古代的实用科学与古希腊的自然哲学有哪些不同?答:古希腊自然哲学是通过直觉和哲学的思辩,对自然现象作出了种种对后来科学发展有重要影响的猜测和解释。
它既是古代的哲学,又是自然科学的一种形态。
(P25)古希腊自然哲学的显著特点是它从整体上对自然现象作直观的考察,提出了许多对后来的科学发展有重要意义的猜测,成为欧洲近代自然科学产生的重要思想渊源。
(P26)中国古代的实用科学特别注重于生产实践和直接经验,注重于工艺过程、工艺方法和实践操作的效益。
但是实用科学分析不足,关心效益而对原因甚少追究,知识水平常处于知其然而不知其所以然的阶段。
2、中国古代科学技术发展分为几个时期?各有何特点?答:一、春秋战国时期。
这个时期不同的思想学说纷起,大量的思想家、哲学家各持主张,到处游说,互相争辩,造成了“百家争鸣”的局面。
二、秦汉到南北朝时期。
这一时期形成了我国古代实用科学技术的模式和道路,对中国后来的科学发展有重要影响。
三、唐宋时期。
是中国科技发展史上的高峰。
如果说唐代是许多科学技术成就的开荒时期,宋代则是结果的时期。
四、明清时期。
在科学知识和技术创造方面均有所发展,相比之下在技术创造方面更为突出。
但就科学形态和科学研究的方法看却和以前没有本质的不同。
3、中国古代实用科学的发展是由哪些原因促成的?答:一、秦朝采取了一系列统一全国的措施,对科学技术的发展、传播和交流产生了深远影响。
二、在汉代,由于开辟了海上和陆上的丝绸之路,增进了同各国的经济文化往来。
三、在三国、两晋和南北朝时代,各对峙政权为了巩固自己的统治,大都采取了发展生产的措施,促进了生产技术和实用科学的发展。
第五章阿拉伯科学文化的兴起与欧洲中世纪的科学技术1、阿拉伯人在科学上独立地做出了哪些贡献?答:数学方面:创造了阿拉伯数码,发展了代数学;天文方面:发现了太阳偏心率的变动,修正了很多天文常量;医学方面:最高成就是完成了《医典》巨著,还有对眼病的研究;化学方面:兴起了炼金术,推动了实验化学的进展。
第六章近代后期的科学成就和第二次技术革命第一次技术革命创造了巨大的生产力,使资本主义从工场手工业阶段进入机器产生的狂飙时期,显示了科学技术的威力。
资产阶级认识到发展科学技术与资本主义命运息息相关,采取了许多保护、鼓励科技发展的措施;同时也为科学的发展提供了物质手段。
近代后期的自然科学就是在这种背景下取得了突飞猛进的发展,一些基础学科相继建立起理论体系,而科学理论的形成又引发了第二次技术革命,将人类历史由蒸汽时代推进到电气时代。
如果说18世纪之前是技术走走科学之前的话,那么从18世纪下半叶起直至19世纪则是科学跃居技术之前,出于领先地位,技术革命以科学发展为先导。
近后期科学技术的主要成就有如下几个方面。
一、天文学近代后期在天文观测和天体理论方面都取得了一些新成就。
(一)天文观测新发现天文观测新发现得益于望远镜的改进、天体照相术的发明和光谱学技术。
1729年,英国业余天文学家霍尔制成了第一块消色差物镜。
1817年德国的夫琅和费制造出第一块优质物镜。
与此同时,反射望远镜也有很大改进。
1781年英国天文学家赫歇尔利用自制的大型望远镜发现了天王星。
后来他又陆续研制出巨型望远镜。
1846年德国天文台台长加勒发现了海王星。
天体照相术的发明首先应该归功于巴黎天文台台长阿拉戈。
1839年他发明了银板照相法,随后照相术被广泛应用于天文学研究之中。
1840年,美国的德雷伯利用大型望远镜和照相术拍摄了第一张月球表面的照片;1845年德国的费索拍摄了第一张太阳照片;1877年,米兰的斯基伯雷利公布了当时最精确的火星表面图片。
(二)赫歇尔的恒星天文学英国天文学家赫歇尔因1781年发现天王星而一举成名。
他利用统计方法研究了恒星的空间分布和运动,提出了第一个银河系结构模型。
1783年他发现了恒星的自行,并估测了太阳的运动,打破了太阳纪恒星静止不动的陈旧观念。
由于赫歇尔在恒星研究方面的成就,他被誉为“恒星天文学之父”。
(三)天体起源和演化假说从18世纪下半叶开始,天文学已从对天体的现状研究扩展到对天体起源和演化的历史研究。
《科学发展简史》单元辅导(4)第十二章20世纪初的物理学革命一、学习目标和要求1.了解19世纪末物理学的重要成就。
2.理解现代物理学的两大理论基石:相对论和量子力学。
3. 掌握物理学革命的意义后果。
二、重点与难点分析本章的重点是19世纪末物理学的重要成就、相对论和量子力学、物理学革命的意义后果。
下面分别进行分析:(一)电子、X射线和天然放射性的发现19世纪的力学、光学、热学、电磁学取得了光辉的成果,但在物理学晴朗天空的远处,尚有两朵小小的令人不安的乌云,这就是当时的物理学无法解释的热辐射实验和迈克尔逊—莫雷实验。
正是这两朵小小的乌云和19世纪末一系列新的实验,降下了20世纪物理学革命的暴风骤雨,并使整个自然科学进入了一个崭新的阶段。
1.20 世纪初的物理学革命物理学革命首先是由电子、X射线和天然放射性的发现引起的。
“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。
英国著名物理学家汤姆生等对电子的发现作出了自己的贡献。
1876年,德国物理学家戈德斯坦提出,普留卡利用盖斯勒管进行放电实验时,看到的玻璃管壁上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。
阴极射线引起了物理学家们的极大兴趣,这分别导致了电子和X射线的发现。
英国著名物理学家汤姆生认为阴极射线是带负电的微粒,他利用阴极射线既可被磁场偏转又能为电场所偏转的联合作用,在1897年实验测定了阴级射线带负电的微粒的速度、电荷(e)、质量(m)和荷质比(e/m),证明不论管中电极用什么材料制成或充以何种气体,生成的带负电的微粒的荷质比都一样,说明了这种微粒是各种原子的共同组成部分,汤姆生把这种微粒叫做电子。
而X 射线的发现主要归功于德国人伦琴的工作,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。
(封面)第四单元近代以来世界的科学发展历程教学案授课学科:授课年级:授课教师:授课时间:XX学校学业水平测试要求:1、经典力学的主要内容及其建立的意义2、相对论和量子论的内容及其意义3、达尔文进化论的主要观点及其影响4、科学技术的发展推动社会进步,人类社会进入“蒸汽时代”、“电气时代”、“信息时代”一、物理学1、近代物理学——经典理学的建立(了解伽利略、牛顿对建立经典力学所作的贡献)伽利略(17世纪,意)——经典力学的奠基人⑴认为物体如果不受阻力,它将速度保持不变地持续运动下去⑵突出成就是创立自由落体定律⑶最先倡导实践、实验加数学的物理研究方法⑷他的发现和科学研究方法为经典理学的创立奠定基础,标志着物理学真正的开端牛顿(17世纪,英):经典力学的建立者⑴经典力学建立标志:1687年,《自然哲学的数学原理》⑵牛顿的贡献:提出牛顿运动三定律(惯性、加速度、作用力和反作用力)和万有引力定律,确立了一个以实验为基础,以数学方法为表达形式的牛顿力学体系⑶确立的意义:是人类对自然界的认识史上第一次理论大综合。
牛顿力学体系的确立,标志着近代科学的形成。
促进了海王星和冥王星的发现促进了资本主义两次科技革命的到来2、现代物理学(了解爱因斯坦创立相对论、普朗克提出量子论,理解它们提出的意义)相对论和量子论一起,构成现代物理学的基础量子论:(微观世界)⑴诞生标志:1900年,德国,普朗克发表《关于正常光谱能量分布定律的理论》⑵内容:普朗克提出量子的概念和能量也是由一份份的“能量原子”构成的假说⑶意义:量子力学标志着人类对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界。
爱因斯坦相对论:(物体高速运动)⑴狭义相对论:①提出:1905年,德国,爱因斯坦在光速不变原理的基础上提出狭义相对论②内容:时间和空间都与物质运动有关,随着物质运动速度的变化而变化⑵广义相对论①提出:1916年②内容:空间和时间的性质取决于物质的质量和分布⑶相对论诞生的意义:是物理学领域的一次重大革命否定了经典力学的绝对是空论,并发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学之中,推动物理学发展到新的高度。
《科学发展简史》一、填空选择题1. “代数” 一词来自阿拉伯著名数学家(阿尔一花刺子模)所著的(〈复原与化简算化〉)一书.2. “几何学” 一词的希腊文原意是(“土地测量的学问”).(欧凡里得的13卷)的《几何原本》对整个自然科学的发展产生巨大的影响3. “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)4. 1487年,葡萄牙人(迪亚士)率领船队到达非洲最南端,葡萄牙国王把这里命名为(好望角).5. 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).6. 1675年(列义霍克)在污水中发现了大量的极小的动物一一(微生物),这就使生物学的研究进入了一个新的领域,即(微生物)世界.7. 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).8. 1775年英国铸造专家(威尔金森)制成了第一台镗床.1794年,机械师莫兹利发明了(移动刀架).9. 17世纪真正把化学确立为一门科学的是著名的英国科学家(波义耳).化学在18世纪的重要成果是法国科学家(拉瓦锡)建立了(氧化一燃烧)理论.10. 1800年,意大利的(伏特)发明(电池),实现了化学能向电能的转化.1819年,丹麦的(奥斯特)发现电流可使磁针偏转的磁效应,揭示出(电)能向(机械)能的转化.11. 1819年,英国的一位煤矿工人,经过多年的劳动和研究,终于制出了实用的蒸汽机车,他是(史蒂芬逊)12. 1824年,英国瓦匠(亚斯普丁)发明了早期的水泥,即(“波兰特水泥” ).1867年,法国人(莫尼埃)取得了发明钢筋混凝土的专利.13. 1835年莫尔斯制成了第一台电报机,后发明了一种用点、划代表字母和数字的一套符号――“莫尔斯电码”14. 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.15. 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)16. 1860年英国化学家斯旺开始研究白炽灯.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,用什么作为灯丝材料,制造成功了耐用的白炽灯?(碳化棉丝)17. 1864年,法国人(马丁)在西门子兄弟的帮助下,创造了(西门子一马丁)平炉炼钢法.18. 1865年,(克劳胥斯)引入了一个直接反映热力学第二定律的概念一一(熵),用来表示某一中状态可能出现的程度.19. 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 W (核糖核酸RNA )20. 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(元素周期表的发现)21. 1873年,麦克斯韦的巨著(《电磁学通论》)问世,标志着完整的(电磁理论)的确立.22. 1881年,我国正式开办的第一条陆路电报线路一一(津沪线),于12月投入使用.23. 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.24. 18世纪生物学的重要成就是瑞典学者(林耐)的(动植物)分类.25. 1900年末,(普郎克)在向德国物理学会上宣读的《关于正常光谱能量分布定律的理论》的论文中,报告了(黑体辐射)定律的推导和他的假说,宣告了(量子论)的诞生26. 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)27. 1930年一1932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.28. 1950年,图林在《计算机和智力》文中提出了机器思维的思想.29. 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.后来人们把它叫做(莱塞)30. 1961年美国的(赫斯)和(狄兹)分别根据大量古地磁资料创立了海底扩张说31. 1969年,美国的(邙可波罗一11”)把人类送上了月球,实现了载人登月计划.32. 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)33. 19世纪初,法国生物学家拉马克发表了《动物哲学》一书,提岀了“人类起源于某种古猿”的观点.34. 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)35. 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36. 阿尔一哈金在他的《光学集锦》一书中,完整地表述了光的反射定律.37. 阿拉伯人在数学上的重要贡献,首先是创造了阿拉伯数码.38. 埃及最早的文字实际上是(象形)文字,由(表意)符号,(表音)符号和(部首)符号组成.39. 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.40. 按牛顿的理论,行星与行星之间也有万有引力,使行星偏离其椭圆轨道,这种不规则的微小偏离被称为行星的(摄动).41. 把数学研究与力学研究结合起来,把自然科学与工程技术结合起来的杰岀代表是阿基米德.42. 创造了最早太阳历的是(古代埃及人)43. 大气圈分为(对流)层,(平流)层,(臭氧)层,(电高)层,(中间)层,(热层)层,(磁力)层.44. 德国的(毕仑海特)和瑞典的(摄尔西斯)建立了测定温度的标准,据此发明了华氏和摄氏温度计.45. 德国哲学家康德提岀了关于太阳系起源的(星云假说),第一个把自然看作是发展变化的演化过程.46. 地球已经是一个40多亿年的老寿星了,她起源于太阳星云.47. 第一艘实用的轮船是由美国发明家富尔顿发明的,首航成功标志着蒸汽动力船取代帆船的新时代的开始.48. 第一条投入实际应用的电磁式有线电报是德国科学家(高斯)和(韦伯)搞起来的.49. 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)50. 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.51. 电子管计算机统称为第一代电子计算机; 晶体管计算机为第二代电子计算机; 第三代电子计算机是集成电路;第四代电子计算机是大规模集成电路;第五代电子计算机则是用超大装备的具有人工智能的巨型计算机和微型机52. 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)53. 恩格斯认为,人与动物的根本区别在于(制造工具),并认为在人类的进化过程中,经过了三个依次递进的阶段,即(“攀树猿群”)(“正在形成中人”)和(“完全形成”)的人.54. 恩格斯指出:“劳动创造了人”.人和猿的本质区别就是(能否制造工具)55. 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)56. 伽利略把(观察和实验)作为科学研究方法的最基本的方法57. 伽利略的(《关于两个世界体系的对话》)一书被称为近代天文学的三部最伟大的杰作之一.58. 哥白尼的(《天体运动说》)一书,系统地阐述了太阳中心说.59. 古代西亚文明起源于古代两河流域.两河是指发源于(土耳其)亚美尼高原的托鲁斯山脉的(底格里斯)河和(幼发拉底)河.60. 古希腊自然哲学值得注意的知识包括:第一,关于自然界万物起源问题;第二,关于物质结构问题;第三,关于天体系统的模型问题.61. 海森堡在1927年推出了测不准原理和测不准关系式.62. 核酸是由(4)种不同的(碱基)(核糖)和(磷酸)组成的.核酸又有(去氧核糖核酸)和(核糖核酸)之分.63. 荷兰莱顿大学的(森布罗克)和德国的(克莱斯特)分别发明了为储存静电电能的电容器,即(莱顿)瓶.64. 火的利用和人工取火是原始时代的又一个伟大的技术创造65. 火使人类走向光明,原始的人工取火有------(击石取火)66. 近代电磁理论的创始人是(法拉第)67. 晋朝大博物学家,炼金术士葛洪写的(〈抱扑子〉)与汉末魏伯阳所著(〈周易参同契〉)成为世界上最早的炼丹著作.68. 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 _ 诞生了.他出生在英国资本主义上升的时期.69. 考古学家将石器时代分为三个时代------(旧、中、新)70. 考古学一般将金属器时代分为(金石并用)时代,(青铜)时代.(铁器)时代三个阶段.71. 留基约和法漠克利特提岀的原子论是古希腊自然哲学的最有价值的成就72. 马丁一路德所提岀的宗教改革学说,其核心就是(“信仰可以获救”).73. 马克思曾把火药、指南针、印刷术称为预告资产阶级到来的三大发明.74. 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)75. 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)76. 孟德尔被誉为现代遗传学的创始人,其研究成果被研究者概括为三条定律,即显性定律定律、分离定律定律和独立分配定律.77. 能否制造工具是人与猿之间本质的区别.78. 牛顿第二定律又可以称为(加速度定律)79. 牛顿第一定律又可以称为(惯性定律)80. 牛顿力学的建立是科学形态上的重要改革,标志着近代理论自然科学的诞生.81. 欧多克斯为解释天体的复杂周期运动现象,提出了以球为中心的同心圆几何结构,这就是最早的(地球)中心说.82. 奇异粒子有称为第二批基本粒子;共振态粒子有被叫做第三代基本粒子83. 清初,(汤若望)将新历法献给顺治皇帝,随即颁行,称为(时宪)历.P19884. 热机按其工作方式可分为(内燃机)和(外燃机).85. 人类学家将现代人种分为三类,即(欧罗巴)种,(蒙古利亚)种和(尼格罗)种.我们中国人是黄种人属于(蒙古利亚种)86. 人类最早使用的工具是(石器).考古学家根据石器的制造技术的发展和演进情况,将时期时代分为(旧石器)(中石器)(新石器)三个时代.87. 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”.88. 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)89. 生物工程包括如下四个方面的内容:(遗传工程)(细胞工程)(发酵工程)(生物转化工程).90. 实验遗传学的创始人是(孟德尔)91. 唐代(陆羽)的〈茶经〉是世界上最早的关于茶叶的专著.92. 提岀整个人体内血液循环理论的人是英国医生(哈维).93. 文艺复兴运动发源于意大利94. 我国采用十进位的计数方法是在(商代)95. 我国的人类学者一般将完成形成的人分为(早期猿人)(晚期猿人)(早期智人)(晚期智人)四个阶段.96. 我国的造纸纺织制瓷等技术首先传入(阿拉伯),又通过(阿拉伯)传入欧洲.97. 我国地质学家李时光在1945年发表了(《地质力学的基础与方法》)的专著,这标志着地质力学的诞生.98. 我国古代科学技术发展包括哪些个时期春秋战国时期、唐宋时期、秦汉、三国时期、明清时期.99. 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是(都江堰工程)100. 物种进化论遗传定律和基因论是19世纪生物学的重要发现.101. 西方最先来华的并有一定科学知识的耶酥会士是意大利人(利马赛),他于1582年来华102. 西亚文化对于世界文化的发展有重大的影响.其中最重大的成就之一就是(字母)文字的发明103. 希波克拉底被西方人称为“医学之父”.104. 希波克拉底强调用实验和观察的方法研究疾病,被西方人称为“医学之父”105. 系统论的形成首先是与生物发展相关联的.106. 显微镜的发明,使胡克在1665年,观察到了软木组织中的“小室或小盒”,他把它们称为(“细胞”)107. 现代科学的发展是在(宏观)研究和(微观)研究的互相促进中实现的.(高度的分化)和(高度的综合),是现代科学发展的重要特点.108. 现代遗传学的创始人是(奥地利)的修道士.其研究成果被研究者概括为三条定律,即(显性)定律,(分商)定律和(独立分化)定律.109. 现代遗传学的创始人是奥地利修道士孟德尔110. 楔形文字采用了三种符号.即(含意)符号,(表音)符号和(部首)符号.111. 遗传信息的载体是(DNA )112. 以(工作机)的革命为起点,以(蒸汽动力)的发明和普遍应用为主要标志,迎来了人类发展史上一个崭新的时代一(机器大工业)时代.113. 英国人________ 把瓦特蒸气机的单缸改制为双缸膨胀式蒸气机.114. 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.提出了原子有核模型-行星模型. 115. 英国生物学家(达尔文)在1859年出版的《物种起源》一书中,提出了生物进化的观点.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.116. 由(詹天佑)主持设计,建设的(京张)铁路,是我国第一条自己集资,自行勘测,设计和施工的铁路.117. 由于开普勒的发现,使太阳系成为一个严格按照规律运行的力学体系,故被称为“天空立法者”.118. 有人估计,现代人的衣、食、住、行所需要的技术,约有很多在原始的技术发明中可以找到它们的原形的(70% )119. 原上猿,埃及猿,森林石猿,是人类的共同祖先.120. 约成书于战国的(〈黄帝内经〉)是中医理论开始形成的标志.121. 约公元610年,(穆罕默德)创立了(伊斯兰)教,取代了原来各部落信奉的多神教.122. 在(旧石器)时代晚期,产生了原始宗教最初形态之一的(图腾)崇拜.123. 在1894年至1896年间,意大利的(马可尼)和俄国的(波波夫)几乎同时实现了无线电的传播和接收.124. 在大约(30)多亿年前,地球上出现了最早的生物,即原核细胞的(菌藻)类.125. 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,并开始使用石块和木棒等天然工具.126. 在地层成因与生物化石的解释上有(水化)说和(火化)说之争,(突变)说和(渐变)说之争.127. 在古埃及建筑史,最让世人瞩目的就是(金字塔),其中最为著名的是(胡夫)金字塔.128. 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)129. 在希腊文化时代出现以(定理)(定律)形式表出来的自然知识,被成为(理论自然知识).130. 在中国天文学中,自唐代(僧一行)起就有了(“恒星自行”)的观念.131. 在最早建立的科学社团中,最有影响的是意大利佛罗伦萨的(西芒托)学院,英国的(皇家学院),法国的(皇家科学院)和德国的(柏林学院).佛罗伦萨的西芒托学院是由(伽利略的学生)发起建立的.132. 早期智人称为“古人”,晚期智人则称为“新人”,生活在5 —1万年前其体态与现代人几无二致.133. 早在3000多年以前,(苏美尔)人就已经掌握了十分先进的铸造技术一一(“去蜡铸造法”)134. 早在夏代,我国已有了历法,商代有了阴阳合历,创立了(干支记日法).135. 战国末期,秦国(李冰)父子在前人工作的基础上,完成了举世闻名的(都江堰)水利工程.136. 蒸汽机的发明是大工业的开始,普遍应用的蒸汽动力机是由谁发明的.(瓦特)137. 蒸汽机发明以后,岀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)138. 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.139. 直到19世纪初,(法)国生物学家(拉马克)发表了《动物哲学》一书,提出了(“人类起源于某种古猿”)的观点.140. 直到目前为止,冶金技术可分为两大支,即(物理)冶金和(萃取)冶金,亦可称之为(火化)冶金和(水化)冶金.141. 制陶技术的出现,是原始手工业诞生的标志.142. 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.143. 中国古代的五大农书是指(〈记胜之书〉〈齐民要术〉〈陈敷农书〉〈王祯农书〉和〈农政全书〉).144. 著名医学家(伊本一森纳)的《医典》是阿拉伯医学的最高成果.145. 自然科学中的浮力定律是由伟大的科学家(阿基米德)发明的146. 最早公布能量守恒与转化定律的是德国医生(迈尔).英国业余物理学家(焦耳)为能量守恒与转化定律的确立作岀了重要贡献二、是非题:1. 中国是世界上较晚由奴隶制度发展到封建制度的国家. V2. 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.V3. 郑和下西洋时,我国已经有了航海大船,但还没有使用罗盘等航海仪器.X4. 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.V5. 马克思曾把火药、指南针、印刷术称之为“预告资产阶级社会到来的三大发明”V6. 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. V7. 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岀来,为科学的发展指明了方向. V8. 瑞典化学家和工程师诺贝尔,通过极其艰苦的实验,发明了“安全炸药”,这种“安全炸药”非常非常安全.X9. 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相同之处的X10. 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.V11. 机械制造业、轻工业、建筑工业、铁路运输业等传统生产部门的现代化,对社会生产和整个科学技术的发展也是十分重要的.V12. 工业发达国家的机械业都很重视材料的质量,同时认真研究防止摩擦的方法,以节约原材料.V13. 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,使高分子材料处在研究之中.V14. 人类对材料的研究日益深入,摆脱了完全依靠理论的状态而深入到材料的本质,这是认识和创造材料的重大飞跃.V15. 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相等,有的还超过了后者.X16. 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.V17. 美国大约用了10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30年的时间全面实现了农业机械化.X18. 控制论、信息论和人类学揭示了自然界、社会和人类思维这三个领域中许多现象的一致性.X19. 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,也不会有有秩序的人口转化和交换.X20. 1965 年,我国科学家第一次用化学方法合成了含有51个氨基酸的胰岛素,首先实现了蛋白质的人工合成.V三、名词解释(每题5分,共20分)1. 爱因斯坦:(1879―― 1955)生于德国,后迁居美国.被称为伟大的科学家.他善于独立思考,有强烈的批判精神.在分子运动论、量子学说、相对论等方面都取得了有历史意义的成就.其一生最重要的贡献就是相对论.2. 电磁学通论:1873年麦克斯韦所著.是一部系统总结电磁学理论的经典著作,该书运用偏微分方程概括全部电磁现象,预言了电磁波的存在;预言了电磁波的传播速度恰好为光速.用最简洁完美的方式把光学、电学、磁学融成一体,其科学价值可以与牛顿的《自然哲学的数学原理》达尔文的《物种起源》相媲美.3. 工业革命:是以技术革命为中心内容的一场社会变革.它以工作机的革命为起点,以蒸气动力的发明和普遍应用为主要标志,迎来了人类发展史上一个崭新的时代一一机器大工业时代,造成了生产力的空前发展,为自然科学发展和应用开辟广阔的道路,加速科学与技术相互促进的进程.4. 开普勒:开普勒(1571-1630)是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家.他以数学的和谐性探索宇宙,在天文学方面做出了巨大的贡献.开普勒是继哥白尼之后第一个站岀来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物,他独立发现行星运动轨道形式一椭圆,发现了行星运动三大定律,使整个太阳系的运动图景以更加简单明了的形式被揭示出来,被后世的科学史家称为“天空立法者”5. 生物控制论:它是用控制论研究生物体系统、生物体的各种生理系统的自动调节和控制机理的一种理论6. 天体运行论:是哥白尼经过多年的探索与观测,于1543年发表的天文学巨著.该书系统阐述了太阳中心说.基本内容包括: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.该学说推翻了宗教奉为神明的地心说,被称为近代科学史上的一次科学革命——天文学革命7. 希波克拉底:古希腊著名医生.建立了西方最早的医学学派.他把疾病看做是一种服从自然法则的过程,强调用观察和实验的方法来研究疾病,井对许多疾病作了较为明确的描述,并指出适当的治疗方法,成为现代临床医学的开端,因此被西方人称为医学之父”.8. 细菌猎人:法国化学教授巴斯德在对细菌的研究中,创立了细菌致病学说,开辟了医学研究病因的新途径.他用病原菌毒素接种法防治狂犬病等获成功.他开创了医学上的免疫学.他关于消灭细菌的消毒方法在医学上广泛应用,使手术真正成为拯救生命的手段,故被后人称为“细菌猎人“9. 洋务运动:第二次鸦片战争以后,封建统治阶级内部岀现了分化,以恭亲王等为首的一派主张兴办洋务,清政府于1861年设立总理各国事务衙门,负责涉外一切事务,由此开始了洋务运动.要实现的具体内容包括:向西方购买船、炮机器;雇佣外国技术人员制造兵器船只;兴办民用工矿、交通、电讯企业;设立同文馆,翻译外国科技书籍;派人岀国留洋.四、简答题(每题15分,共45分)1. 阿拉伯人在科学上独立地做出了哪些贡献?阿拉伯人在学习他人的基础之上,在数学、天文学、医学等学科领域中还独立地发展并丰富了科学①数学.阿拉伯人在数学上的重要贡献,首先是创造了阿拉伯数码.阿拉伯人还继承和发展了印度数学家处理未知数的方法,发展了代数学②天文学.阿拉伯人发现了太阳偏心率的变动,修订了很多天往常量(如岁差值).杰出的百科学者阿尔•毕鲁尼认为托勒密证明地球不动并处于宇宙中心的论据,也可以证明地球绕日的运动.重新提出太阳中心说的观点.③医学.著名的医学家伊本•森纳完成了一部百万字的百科全书式的《医典》,是阿拉伯医学的最高成果.伊本•阿尔一纳菲认为血液是从右心室流到肺再到左心室的,揭示了血液的小循环过程.阿拉伯人弄清了眼球的光学过程,不仅为现代光学奠定了基础,而且这一发现又引导人们用晶体和玻璃透镜去放大物体和看书,由此才使意大利人在1350年把透镜装到框上发明了眼镜.其它方面兴起了炼金术推动了实验化学的进展. 2. 辨证自然观产生的自然科学基础有哪些?19世纪自然科学的发展,特别是能量守恒与转化定律、细胞学说、生物进化论等的科学发现,为人们提供了一个新的自然图景,形成了辩证唯物主义的自然观.3. 从近代科学技术在中国、日本的不同发展道路的比较中应吸取哪些经验教训?日本以1868年明治维新作为一个时代的开端,大量吸收西方近代科学技术,培育人材,并以急切的步伐走向发展资本主义的道路.明治维新之后,在发展以棉纺工业为中心的轻工业大机器生产的基础上,于中日甲午战争之后又使以重工业和化学工业为中心的大机器生产获得了发展,并成功地进行了产业革命,使日本成为东方国家吸收西方近代科学技术的典范我国封建制度处于上升阶段时,曾是古代科学技术发展的有利因素.但在封建制度已经腐朽衰落的时期,却严重的阻碍了近代科学技术的发展. 由于我国封建制度长期延续,明代中期以后岀现的资本上义萌芽屡遭挫折,社会生产力日趋缓慢.欧洲资本主义兴起之时,我国仍处于封建制统治之下,统治阶级重人文轻自然,重伦理轻科学.科学技术既然为封建王朝及“大业文人”所不齿,当然也就不会有人给科技术发展提供必要的条件了.明清以来实行封建专制的思想统治,是阻碍近代科学技术在中国进一步发展的重要因素.我国封建社会中,封建依附和自然经济关系并没有依靠科学技术的社会要求和内在动力,科学技术的发展只能是以自然经济为基础的缓慢积累过程,直至明代中期仍然领先的我国科技,很快被资本主义的欧洲所超过.中国封建社会处于长期的封闭状态,与外界联系甚少,科学技术自成一格,有相当强的保守性和排它性,不注意吸收。
《科学发展简史》复习・1一、填空题:1.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/亍星模型。
2.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。
3.人们把能够仝匚吸收辐射而无任何发射或透射的物体叫“理想黑体”。
4.1930年一1932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。
二、选择题:1.1840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(A )A化肥工业开始的B “波兰特”开始的C机械化开始的D生物丄程开始的2.牛顿第二定律又可以称为(A )A.加速度定律B惯性定律C能虽定律D电子反射定律3.古代西亚的科学成就突出表现在什么方面?(C )A物理学和化学B数学和地理C数学和天文学D其它4.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(B )A.三峡工程B都江垠工程C钱塘江工程D京杭大运河5.20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(A )A价键理论和分子轨道理论B量子力学和量子化学理论C杂化轨道和分析理论D核物理和控制理论6.考古学家将石器时代分为三个时代(D )A.上中下B.左中右C.早中晚D. ]口中新7.1852年,英国化学家佛兰克兰发现每-•种元素的原子同任何其他元素的原子化合吋,两者的原子数都有确定的比值,由此提出了元素的(B )A.元索周期的概念B化合能力C反应速度D变化深度&有人估计,现代人的衣、食、住、行所需要的技术,约有很多在原始的技术发明中可以找到它们的原形的(C ) A. 80% B5O% C 70% D 60%三、是非题:1.机械制造业、轻工业、建筑工业、铁路运输业等传统生产部门的现代化,対社会生产和整个科学技术的发展也是十分重要的。
科学发展简史期末复习辅导(04秋)1.北京猿人化石是晚期猿人化石。
2.中国殷商时代的甲骨文字属象形文字。
3.约在公元前4500年左右,埃及人进入了铜石并用文化阶段。
4.古代西亚的科学成就突出表现在数学和天文历法方面。
5.在人类历史上,封建社会的最高文化是由中国人创造的。
6.我国的秦汉至南北朝被称为“数学家的时代”。
7.阿拉伯人在数学上的重要贡献首先是创造了阿拉伯数码。
8.17世纪真正把化学确立为一门科学的是英国科学家波义耳。
9.1830年英国地质学家赖尔《地质学原理》一书的出版,标志着近代地质学的形成。
10.1820年丹麦物理学家奥斯特在经过20年的探索后,终于发现了电流的磁效应。
11.美国数学家维纳的《控制论》一书的发表,标志着控制论的诞生。
12.控制论的创始人是维纳。
13.避雷针的发明者是富兰克林。
14.近代理论自然科学诞生的标志是牛顿力学的建立。
15.1941年,法国工程师朱斯制成了世界上第一台机电式计算机。
16.19世纪初,法国生物学家拉马克发表了《动物哲学》一书,提出了“人类起源于某种古猿”的观点。
17.英国生物学家达尔文于1859年出版的《物种起源》一书,提出了生物进化的观点。
18.在旧石器时代晚期,产生了原始宗教最初的形态之一的图腾崇拜。
19.在古埃及建筑史上,最让世人瞩目的就是金字塔,其中最为著名的是胡夫(齐阿普斯)金字塔。
20.在希腊化时代出现了以定理、定律形式表述出来的自然知识,被称为理论自然知识。
21.留基伯和德谟克利特提出的原子论是古希腊自然哲学的最有价值的成就。
22.“几何学”一词的希腊文原意是“土地测量的学问”。
欧几里得的《几何原本》对整个自然科学的发展产生巨大的影响。
23.早在夏代,我国已有了历法,商代有了阴阳合历,创立了干支记日法。
24.中国古代的五大农书是指《汜胜之书》、《齐民要术》、《陈甫农书》、《王祯农书》和《农政全书》。
伊本 的《医典》是阿拉伯医学的最高成果。
《科学发展简史》单元辅导(3)第九章近代自然科学的全面发展一、学习目标和要求1.了解19世纪称“科学世纪”的原因及天文学、地质学的理论成就:如星云假说;火成说;水成说;灾变说;渐变说。
2.理解热力学的研究成果:能量守恒与转化定律的发现(热力学第一定律);热力学第二定律;布朗运动。
3.理解生物学的理论成就:生物进化论;遗传学研究和细胞学说。
4.掌握物质结构化学理论的成就:原子——分子学说,元素周期律的发现;有机化学理论的建立。
5.掌握电磁理论的建立。
二、重点与难点分析本章的重点是天文学、地质学的理论成就;热力学的研究成果;生物学的理论成就;物质结构化学理论的成就。
下面分别进行分析:(一)19 世纪是“科学的世纪”19世纪是近代自然科学技术全面发展的时期。
工业革命不仅推动了社会生产力突飞猛进的提高,更推动了近代自然科学实现了全面的理论综合。
工业革命和生产力的巨大进步,迎来了近代科学的全面繁荣,其规模和成就远远超过17 世纪的科学革命。
科学开始走到了生产技术的面前,并推动了生产技术的发展,使人类从蒸汽—机器时代向电气应用化时代过渡。
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,并大都进入到理论综合的阶段,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,如达尔文、焦耳、法拉第、道尔顿等人。
而法国在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。
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。
在这一时期,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。
经典的自然科学在19世纪末已达到了基本完善的程度,我们今天所接受和应用的基础自然科学原理,大部分是在这个世纪里奠定的。
各门自然科学已从经验科学变为理论科学,由个人自由研究转变为集体研究,科学研究手段和方法日益完善,是19 世纪科学发展的重要特点。
单元串讲知识点总结本次单元串讲将围绕科学技术发展的历程、科学技术与社会的关系以及科学技术对人类生活的影响展开讲解。
科学技术的发展是人类社会发展的重要组成部分,对于推动社会进步、改善生活条件具有重大意义。
通过本次单元串讲,我们将深入探讨科学技术的发展历程、科学技术与社会的互动以及科学技术对人类生活产生的影响,希望能够让同学们对科学技术有更清晰的认识。
一、科学技术的发展历程1.古代科学技术的孕育古代科学技术的孕育可以追溯至古代人类文明的诞生。
早在石器时代,人类就开始运用石器工具进行生产活动。
随着社会的发展,人类开始探索农业生产、手工业和商业活动,逐渐形成了一定的生产技术和经济结构。
在这一过程中,人们开始积累有关自然现象和生产技术的经验,逐渐形成了古代科学技术的初步雏形。
2.古代科学技术的发展随着东西方各大文明的兴起,古代科学技术也得到了持续的发展。
古印度的数学、占星术和医药学,古希腊的哲学、数学和天文学,古罗马的工程学和军事技术,以及古中国的农业技术、医药学和冶炼技术,都为人类文明的发展做出了巨大贡献。
这些古代科学技术的发展成就,为后世科技的发展奠定了坚实的基础。
3.近现代科学技术的崛起近现代以来,科学技术的发展取得了突飞猛进的进步。
工业革命的兴起,推动了机械制造、电力、化工等行业的发展,加速了科学技术的进步。
同时,现代科学的兴起也为科学技术的发展提供了新的理论和方法。
爱因斯坦的相对论、居里夫人的放射性研究、牛顿的力学理论等,都为现代科学技术的进步做出了重要贡献。
近现代科学技术的崛起,为人类社会的生产力发展和科学技术的进步开辟了新的道路。
二、科学技术与社会的关系1.科学技术对社会的影响科学技术对社会的影响是多方面的。
首先,科学技术的发展为社会的生产和生活带来了便利。
高速列车、飞机、互联网等现代科技产品,都为人们的交通和通讯带来了极大的方便。
其次,科学技术的发展也带来了社会生产力的提高。
机械化生产、自动化技术、信息化管理等现代生产方式,大大提高了生产效率和产品质量。
《自然科学发展简史》复习要点一、填空题:1.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结构,由此而产生了一门新的学科---- 。
2.德国人伦琴致力于研究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的现象。
3.1896年,法国科学家贝克勒尔在一种铀盐中发现了铀元素的放射性。
它能使不透光的暴光。
4.电子、和现象,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。
5.英国物理学家汤姆生,在证实了电子的存在以后,于1904年,提出了他关于结构的“面包夹葡萄干”的模型。
6.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 99.99%的质量。
他提出了原子有核模型--- 模型。
7.爱因斯坦一生最重要的贡献就是。
他在1905年发表的《论动体的电动力学》一文中首先创立了。
8.19世纪末和20世纪初,物理学发展中的另一个重大的突破是的产生和在此基础上建立起来的。
9.人们把能够吸收辐射而无任何发射或透射的物体叫“”。
10.现代物理学的两大理论基石,是和。
它们引起了物理学的重大变革。
11.1930年—1932年间,发明了能够获得粒子的回旋加速器、静电加速器和高压倍加器,为研究提供了强有力的工具。
12.1876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所引起的,他把这种射线命名为。
13.地球已经是一个亿年的老寿星了,她起源于太阳星云。
14.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,认为人类就是由经过长期进化而来的。
15.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,并开始使用石块和等天然工具。
16.阿拉伯人在数学上的重要贡献,首先是创造了。
17.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。
《科学发展简史》单元辅导(4)第十二章20世纪初的物理学革命一、学习目标和要求1.了解19世纪末物理学的重要成就。
2.理解现代物理学的两大理论基石:相对论和量子力学。
3. 掌握物理学革命的意义后果。
二、重点与难点分析本章的重点是19世纪末物理学的重要成就、相对论和量子力学、物理学革命的意义后果。
下面分别进行分析:(一)电子、X射线和天然放射性的发现19世纪的力学、光学、热学、电磁学取得了光辉的成果,但在物理学晴朗天空的远处,尚有两朵小小的令人不安的乌云,这就是当时的物理学无法解释的热辐射实验和迈克尔逊—莫雷实验。
正是这两朵小小的乌云和19世纪末一系列新的实验,降下了20世纪物理学革命的暴风骤雨,并使整个自然科学进入了一个崭新的阶段。
1.20 世纪初的物理学革命物理学革命首先是由电子、X射线和天然放射性的发现引起的。
“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。
英国著名物理学家汤姆生等对电子的发现作出了自己的贡献。
1876年,德国物理学家戈德斯坦提出,普留卡利用盖斯勒管进行放电实验时,看到的玻璃管壁上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。
阴极射线引起了物理学家们的极大兴趣,这分别导致了电子和X射线的发现。
英国著名物理学家汤姆生认为阴极射线是带负电的微粒,他利用阴极射线既可被磁场偏转又能为电场所偏转的联合作用,在1897年实验测定了阴级射线带负电的微粒的速度、电荷(e)、质量(m)和荷质比(e/m),证明不论管中电极用什么材料制成或充以何种气体,生成的带负电的微粒的荷质比都一样,说明了这种微粒是各种原子的共同组成部分,汤姆生把这种微粒叫做电子。
而X 射线的发现主要归功于德国人伦琴的工作,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。
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。
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。
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。
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。
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。
电子、X射线和放射性现象的三大发现打开了经典物理学的缺口,从根本上改变原来的自然观,猛烈冲击着物理学的物质、质量、能量、运动、原子、元素等基本概念,经典物理学中的质量守恒、能量守恒、运动定律等基本定律面临严峻考验,物理学的革命风暴来临了。
(二)爱因斯坦的相对论1876至1887年间,美国物理学家迈克尔逊和莫雷以寻找以太为目的的实验得到了否定以太风存在的“负结果”。
19世纪到20世纪之交的物理实验和理论准备表明,建立新的时空理论和物质运动理论的条件已经具备。
在这样的条件下,爱因斯坦创立了具有划时代意义的相对论学说。
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。
他在这篇论文中大胆地提出了两个基本假设:即狭义相对论的相对性原理和光速不变原理。
爱因斯坦从相对论的基本原理和洛伦兹变换得出了狭义相对论的一系列结论:1.同时性的相对性;2.时钟延缓;3.长度缩短;4.物体的质量随速度变化;5.质能相关(这一结论奠定了利用原子能的理论基础)。
同时还得出,物体的运动速度V 不可能大于自由空间中的光速C 。
爱因斯坦建立的狭义相对论揭示了既适用于低速运动又适用于高速运动的规律。
狭义相对论建立以后,不断受到了实践的检验和证实。
爱因斯坦还把相对论原理推广到非惯性系( 加速运动的参考系)中,并在1907年提出了广义相对论的基本原理。
按照这些原理,爱因斯坦又在1916年建立了广义相对论的引力场方程,论证了空间的结构和性质取决于物质的分布。
爱因斯坦还从广义相对论作出了可供验证的三个推论,即水星近日点的进动、引力场会使光线偏转、光谱线的引力红移。
这三个推论都得到验证。
爱因斯坦的相对论是对经典物理学的重大突破,它不仅揭示了空间的可变性和时间的可变性,而且说明了单独的空间改变或单独的时间改变都是不可能的,空间和时间的变化是必然地联系在一起的;不仅如此,时空的变化和时空结构又与物质的运动和状态不可分离。
这种新的时空观、运动观、物质观的形成是人类思想发展中的根本变革,对整个自然科学和哲学产生了深远的影响。
(三)量子论与量子力学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了量子力学。
1900年末,普朗克在德国物理学会上宣读的《关于正常光谱能量分布定律的理论》的论文中,提出了能量量子化假说。
这篇论文宣告了量子论的诞生。
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。
他把每一份能量叫“能量子”或“量子”,其数学表达式为ε(量子)=hv,h为普朗克常数,v为频率。
对量子论形成具有重要意义的第二个推动是对光电效应的解释。
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。
1902年,德国物理学家勒纳德等人总结了实验研究的成果得出: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。
1905年,爱因斯坦发展了普朗克的能量量子化的概念,用光量子假说完满地解释了光电效应。
光量子假说揭示了光既有波动性又有微粒性的双重特性。
光量子假说,为美国实验物理学家密立根和康普顿等所证实。
对原子稳定性的解释是促进量子论形成的第三个因素。
卢瑟福根据α散射实验结果,提出了原子行星模型,丹麦人玻尔在1913年把行星模型量子化。
玻尔模型很好地解释了原子的稳定性和有关原子光谱的大部分观测事实。
1924年,法国物理学家德布罗意又提出了实物粒子也具有波动性即物质波的概念,即一切客体都具有波粒二象性。
他用这种物质波的理论解释了玻尔的模型和量子条件。
1927年,美国的戴维逊等物理学家通过电子衍射实验证实了电子的波动性。
一系列的实验又证明,一切实物粒子都具有波动性,都有衍射现象发生。
波粒二象性的揭示,使人们有可能从根本上越出经典物理学的规范,开创出一门专门研究微观世界运动规律的统一理论—量子力学。
奥地利物理学家薛定谔是量子力学的奠基人之一。
1926他阐述和发展了德布罗意的物质波的思想,建立了描述微观粒子运动的波动力学和波动方程。
同年,德国物理学家玻恩对波函数作出了统计解释。
德国物理学家海森堡在1925年沿着另一个途径为量子力学的创立奠定了基础。
他建立了与薛定谔的波动力学在本质上一致的矩阵力学—量子力学的另一种数学表达式。
海森堡在1927年推出了测不准原理和测不准关系式,这一原理是微观粒子波粒二象性的反映。
由于薛定涛、海森堡、波恩、狄拉克以及奥地利物理学家泡利等人的努力,量子力学在本世纪30年代初已形成为完整的体系。
量子论和量子力学的建立,使人们从根本上改变了只承认连续性和机械力学决定论的经典观念,论证了连续与间断统一的自然观,揭示了物质世界中统计决定论的因果观。
量子物理学是反映自然界一切领域的普遍适用的理论,人们有了量子阶梯,便可以向物质运动的各个层次深入探讨,各门科学的量子化是20世纪自然科学发展的一个重要特点。
量子力学和相对论的结合,构成了现代物理学的理论基础,使人们对原子、分子、电子、原子核的认识前进了一大步。
(四)物理学革命的意义与后果20 世纪初的物理学革命,在高速过程和微观领域内实现了一次更为深刻和更为广泛的理论综合,在科学的基本概念上发生了重大的改变,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。
物理学革命所产生的深远影响,只有牛顿力学的建立才能与其相比。
在20 世纪初的物理学革命中,也引起了科学学派间的争论。
科学的争论激起了哲学上的论争。
它不仅吸引了科学家而且使哲学家也加入到这场争论中来。
现代科学的发展一再表明科学的最前沿领域往往是科学家与哲学家共同作战的地方。
没有哲学意识的科学家同没有自然科学知识基础的哲学家一样,在科学前沿的探索中都将是无能为力的。
科学发现的新事实与原有理论之间的矛盾,这是科学发展的内在动力,由此才有新理论的出现,用以概括新的事实。
在科学发展史上不同学派之间发生争论乃是一种正常现象,正是这种争论促使人们抛弃错误的观点、理论,揭示出各派在理论上的缺陷,确立和发展正确的观点和理论,促进理论与实验新事实之间的矛盾不断解决。
物理学革命不仅引起了人们观念上的重大变革,而且也在社会实践活动中产生了深远的影响。
物理学革命促进了科学技术活动社会化的进程。
20 世纪以来的科学研究正在要求巨大的投资,实验规模也在不断扩大。
在这种情况下,陆续出现了由垄断企业建立的大型实验室和由国家资助的实验研究机构。
科学研究从此进入了由垄断企业和国家政府控制、组织和协调的时代。
世界各国不仅重视实用科学研究,而且开始重视纯科学的基础研究。
第十三章现代自然科学的新进展一、学习目标和要求1.了解结构化学的进展和有机合成化学、高分子化学的建立过程。
2. 理解现代自然科学在不同层次上的重大科学突破:微观层次上的粒子;世界探索;宏观层次上的凝聚态物理新进展;地球观和天文学的进展。
3. 理解从细胞水平向分子水平深入的生物学研究。
4. 掌握人类从提出原子价概念到认识化学键的历史过程:原子价——电价键———共价键——化学键。
二、重点与难点分析本章的重点是现代自然科学在不同层次上的重大科学突破;从细胞水平向分子水平深入的生物学研究;人类从提出原子价概念到认识化学键的历史过程。
下面分别进行分析:(一)现代科学发展的特点现代自然科学的发展是在宏观研究与微观研究的互相促进中实现的。
高度的分化与高度的综合,是现代科学发展的一个重要特点。
现代自然科学的发展既有相对独立前导的一面,又有更加依赖于生产实践的一面。
(二)粒子世界的新发现人们最初所知道的比原子还小的粒子仅仅有4 个,即电子、组成原子核的质子和中子,作为辐射单元的光子,后来人们将其称为基本粒子。
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。