自然科学概论教学ppt

1.航天器技术。
2.运载器技术。
3.地面测控技术。
(四）运载火箭 1. 航天之父：齐奥尔科夫斯基 2. 火箭技术的发展。 3. 现代运载火箭的结构。 1. 1926年美国人达德第一位成功的发射了液体火箭。 2. 1927年德国成立了“德国航天协会”。 （五）人造地球卫星。 3. 1942年德国成功发射v-2火箭导弹。 V1＝7.9千米/秒 (1). 箭体结构。 v2=11.2千米/秒 4. 1945年美国成功爆炸原子弹和氢弹。 1.三个宇宙速度。 (2).推进系统。 （1）运载火箭发射 v3=16.6千米/秒 5. 1957年前苏联用以洲际导弹为基础改造的运载火 (3).制导系统。 （2）航天飞机发射 2.三种发射方法 箭发射了第一颗人造卫星。 （3）飞机发射 圆轨道、椭圆、 6. 1969年美国用三级型火箭“土星五号”实现了登月 计划。形成了现代火箭技术。 3.人造地球卫星的轨道。 静止、极地、 太阳同步
二、纺织技术―――产业革命的源头
（2）生产的发展，对技术提出了迫切的需求。 1、背景 （3）3个世纪的圈地运动，造就了大批的无产者。 2、纺织工业改造的过程中对动力提出了特别的需求。 （4）农业耕作技术的改革与改良为工业革命准备了粮食和原材料。 （5）英国通过殖民统治，积累了大量的资本 三、钢铁、煤碳业的发展为动力机的出现提供了物质基础。 （1）1733年英国钟表匠凯伊发明了飞梭，使织布的效率提高一 倍，出现了纱荒。 四、蒸气机的发明和改进。 （2）哈格里沃斯发明了竖锭纺车―――珍妮纺车。 （1）英国塞维利研制了第一台“矿工之友”的蒸气抽水机。 （3）珍妮机带动的纱锭越来越多，人力作为动力越来越困难， （2）铁匠纽可门研制了“大气蒸气机”。 1769年理发师阿克赖特发明了水力纺纱机。 （3）1784年修理工瓦特对蒸气机进行了改进并发明了旋转蒸气机，这 （4）1785年水力织布机问世。 样便出现了真正的原动机。 （5）由于水力受自然条件的制约，加之限制厂房的选址。需要 寻找更方便的动力。
二 、生态学
生态学是研究生命系统和环境系统之间相互作用的机理、 规律的科学,生命系统包括动物\植物和微生物.
1.产生和发展
(1)公元前后,产生了朴素的生态学观点.比如:贾斯勰 <<齐民要术>> (2)18世纪初,出现了现代生态学的轮廓.法国博物学家 林奈把物候学\生态学和地理学结合起来,综合考察了外 部环境对动植物的影响.直到20世纪仍然处于描述性时 期.主要是一些调查性的结论. (3)20世纪上半叶,随着现代控制论\数理统计的进一步 完善,生态学进入了比较精确的定量阶段.提出了若干种 群动态模型. (4)1935年坦斯勒提出:”生态系统”的概念,标志着真正进 入了现代生态学. (5)50年代以后进入了现代生态学的发展时期.
（六）载人航天工程
1. 载人飞船工程的系统组成：
（1）航天员系统 （2）安全可靠性系统 （3）陆地发射系统
（4）指挥控制系统
（5）返回着陆系统
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2. 我国载人航天将奏三部曲。
第一步的任务是以飞船起步、发射几艘无人飞船和一艘 第二步除继续进行对地观测和空间试验外 ，重点完成出舱 有人飞船，将航天员安全地送入近地轨道，进行适量的 活动、交会对接试验和发射长期自主飞行、长期有人照料 第三步是建造更大的长期有人照料的空间站。 对地观测及科学试验，并使航天员安全返回地面，实现 的空间实验室，尽早建成我国完整配套的空间工程大系统， 解决我国一定规模的空间应用问题。 载人航天的历史突破。
（2）f=ma F=G(m1*m2)/R2 G=6.67*10(-11) （3）F＝－f’
（1）法国化学家拉瓦锡发现了燃烧原理。 （2）库仑定律。 （3）伏打电池。
第二章
第一次产业革命、技术革命和科学中心的转移
一、英国产业革命和技术革命产生的背景
（1）英国资产阶级通过革命取得了政权，为资本主义的发展铺平了道路。
（一）太空资源
1.高位置资源 2.太空的微重力资源。
3. 太空旅游观光资源。
4. 开发太阳能资源。 5. 开发月球、小行星的资源。
（二）、进入太空必须克服的四道难关.
1. 克服地球甚至太阳系的万有引力。 2. 克服真空。 3. 适应剧烈变化的温度环境。 4. 防止有害辐射。
（三）、空间技术的三大支柱。
二、海洋技术
1.海洋探测技术
（1）.海洋科学考察 系缆式、 拖拽式、 （3）.潜水器 无缆遥控潜水式、 （1）矿产资源的开发。 海底爬行无人潜水器。 （2）生物资源的开发 和利用。 2．海洋资源开发技术。 （3）海水淡化技术。 （4）海洋能源开发技术
（2）.海洋卫星
第八章
地球系统科学、生态学、和环境科学
4.加强科技与经济的结合。
5.引进与创新相结合。 6.管理出效益 。
第二编
第五章
现代自然科学
物理学革命及其影响
一、相对论表述的是物质运动与时空的关系。 1.狭义相对论中的“尺缩钟慢” 。 ￣￣￣ L=l. √1-v2/c2
￣￣￣ ⊿T=⊿t’/√1-v2/c2
2.广义的相对论
二、量子力学
1.量子假说的提出。
3.4生物学的飞跃 （一）细胞学说 （二）生物进化论的诞生。
第四章 第二次产业革命
一、德国的崛起
1.德国在产业革命前夕的科技情况
1851-1900英、法、德、美在基础科学、技术科学取得的重大成果
英国 106项
2.李比希学派
法国 75项
美国 33项
德国 202项
二、美国的崛起
1.重视农业、工业和农业的紧密联系。 2.基础设施建设先行. 3.组织创新.
2.研究内容
（1）生物生产力的管理 （2）人工生物群落的稳定性
3. 趋势
(1)生态学向各学科的渗透.能量生态学、数学生态学、城市 生态学、化学生态学、灾害生态学. (2)生态学致力于生物圈的功能研究. (3)生态学位可持续发展提供理论基础.
三 、环境科学
环境科学是研究人类活动和环境质量关系的科学;宏观 上,研究人类和环境之间相互作用\相互促进\相互制约的统 一关系,揭示了经济发展和环境保护两者协调发展的规律.微 观上研究环境的各组成部分尤其是人的活动排放的污染物 在有机体迁移\转化\积累中的运动规律.
二、技术 1、概念 所谓技术就是人们在对自然的控制、改造、和利用的过程中 所积累的知识、经验、技巧、规则的总和。技术的最初成果是通 过构思而得到的发明，任何发明都表明它是人对自然控制和改造 的结果，最终实现人对自然利用的目的。
2、发展
（1）技术愿意为“木匠”。507年鲁班被称为技艺高超匠人的化身。 （2）18世纪英国瓦特发明了蒸气机，使技术由量的积累实现了 质的飞跃。 这也是近代史上第一次技术革命和产业革命。 （3）19世纪70年代，电动机、发电机的先后问世，继而在20世纪 又实现了远距离 传输，是近代史上第二次科技革命。 （4）20世纪中叶，原子弹、电子计算机、空间技术的发展，开 始了第三次科技革命，也是现代技术革命。
自然科学概论
哥白尼
牛顿
序论
一、科学 1、概念 科学在这里指的自然科学，它是关于人对自然的认识，它最终要表现 为关于自然的系统化、理论的知识。科学的最初成果是用概念来描述 自然现象的发现，继而进行说明、解释，以至预见新的自然现象，最 后形成某种概念的体系，成为一门学科。 2、发展 （1）科学的觉醒时期。 （2）科学的空前发展时期。 （3）科学的改造时期。 （4）科学的发展加大了人们对科学本身的反思。
一 .地球系统科学 地球系统科学将大气圈、水圈、岩石圈和生物作为一个相互 作用的系统,研究其物理、化学、生物机制的过程,并和人类生活 、生产联系起来,认识现状和过去,预见未来的一门学科. 1。产生.
2。研究对象 （1）全球变化。 （2）区域模型。
（3）宏观调控信息系统 。
3.发展趋势
(1)地球系统科学的研究需要自然科学和社会科学多学 科的综合. (2)地球系统科学正在推动可持续发展的研究. (3)地球系统科学关注人类活动对地球系统的存在\运 动和发展的影响.
2.2 法国的产业革命和科学的兴衰
第三章 近代自然科学的全面发展
3.1天地演化的研究 3.2物理学的进展 1.1755年德国哲学家康德提出了关于太阳系起源的星云假说
2.1796年法国天文学家拉普拉斯也独立的提出了星云假说，发表了 1.能量守恒定律的发现和热力学及其意义 ＜＜宇宙系统论＞＞，使的星云假说更加完善、数学论证也更加严 密，开始普遍受到人们的关注。 2.电磁现象的研究 3.威廉.史密斯提出了”化石组合“鉴定地层层位和层序的方法，为历 （一）研究电池产生电流的原因。 史地质学的发展奠定了基础。 4.法国的居维叶在他的＜＜论地球表面的变动＞＞中提出了“灾变论 （1）伏打主张的：“接触说”。 （二）研究电流在导体中传导的规律。 “他强调地质过程的突变和飞跃。 （2）法拉第主张的：“化学说”。 欧姆定律 ：R=U/I 5.英国的地质学家赖尔在他的＜＜地质学原理＞＞中提出了地球缓 （三）研究电流的各种作用。 慢变化的“渐变论”. A：电解作用的研究 B：关于电和热的研究
第1章
近代自然科学的初步发展
1.1科学革命的突破
一、天文学上的革命
二、医学生理学的革命
1.2经典力学的奠基
一、开普勒在天空中“立法”，得出了行星运行的三大规律。 二、伽利略的“斜面实验” （1）行星运行的轨道是椭圆的，太阳正处在椭圆的一个焦点上。 （2）行星和太阳的连线扫过的面积与时间正比 （1）小球在光滑斜面上运动时，加速度相等，距离与时间的平 1.3近代科学的第一次大综合。 （3）行星公转周期与轨道半长轴的立方成正比。 方正比。 一、运动三定律。 （2）在光滑的水平面上运动时作匀速直线运动。 （3）对平抛运动作了初步的分析。 二、万有引力定律 （1）任何物体在不受外力的情况下总保持静止或匀速直线运动 状态，直到有外力迫使它改变这种状态。 1.4其他科学的发展
1.环境问题和环境科学的产生
(1)远古时代的迁移 (2)工业化的污染带给人的灾难.1952的伦敦烟雾事件\ 1961年的日本哮喘病事件 (3)1962年卡尔逊的<<寂静的春天>>引起了人们对环境 问题的注意.各国政府重视,民众开始走上街头\游行\示威等 (4)另一方面,环境科学的理论开始深化,形成了环境科学.
1.元素周期理论的新发展。 （1）三素说 （2）八音律说 （3）1869年俄国化学家门捷列夫和德国化学家迈尔发现 元素周期律，认为元素的性质随其原子量的变化而表现 出周期性变化的规律。到20世纪原子的核式结构建立后， 人们才发现性质与核外电子排布有关。 2.化学键。
第十五章 空间技术与海洋技术
一、空间技术
(1)黑体的腔壁是由无数电谐振子组成的，这些谐振子不断 吸收和辐射电磁波并与腔内辐射场交换能量。
（2）这些谐振子具有的能量是分立的，它们只能是一个最 小单位能量E的整数倍数。在吸收和辐射的过程中是以能量 子的整数倍数一份一份的跳跃式的传输的。 2.光的波粒二向性。 3.原子结构的探索。
三、现代化学理论的发展。
C：电磁关系的研究
3.3化学上的成就。 （1）奥斯特关于电流对其周围磁体作用的问题。 （一）原子分子论的建立。 （2）法国物理学家安培：两根导线之间的作用；电磁效应 （1）英国科学家道尔顿在19世纪初提出的原子论： 的定量定律；电动力学的概念；判断电流对磁体作用的“安 （2）分子论的建立。 A：化学元素是由大量微小、不可再分、在化学变化中保持 培法则”；提出了电流是电荷沿导体运动的思想。 不变的原子所组成。 （3）法拉第发现了电磁感应现象，提出了电力线的概念。 （二）有机物的合成和有机结构理论。 B：同种元素的原子重量相同，性质相同，原子以其重量为 （4）麦克斯维写成了电磁理论的名著＜＜认电和磁＞＞， 基本特征。 给出了一个严谨的电动力学的体系。 1、在1828年德国化学家维勒就成功地实现了人工合成尿素 C：不同元素的原子以不同比例组合成化合物。 的任务，从而打破了有机物和无机物之间不能跃过的障碍。 2、19世纪30年代提出有机物是由“基”组成的，并发现基可 以被其他简单物所取代。还提出了c的四价。 3、60年代俄国化学家布特列烙夫系统地提出了化学结构理 论，指出通过物质性质可以了解物质的结构，知道了物质 的结构也可以预测物质的性质。