科学概论复习大纲【详细】

第一章

第一节现代科学技术的特点

1.现代科学的结构：

（1）基础科学。基础科学是研究自然界中物质的结构和各种基本运动形态和运动规律的科学，它担负着探索新领域，发现新元素，创造新化合物，发展新原理等重大理论任务。

（2）技术科学：技术科学是在基础科学理论的指导下，研究某类技术的特殊的规律，并解决工程技术中带有普遍性问题的科学，技术科学的任务是把认识自然的理论，转化为改造自然的能力，。

（3）工程科学:工程科学具体研究你把基础科学和技术科学转化为生产技术，工程技术和工艺流程的原则和方法。

2.现代技术的结构

（1）实验技术：是为了科学认识，而探索自然客体所采用的技术，包括力学实验技术，物理实验技术，化学实验技术，生物实验技术。

（2）基本技术：按照人工自然过程的四种基本形式，基本技术也可以分为四类：广义的机械技术，物理技术、化工技术，生物技术。

（3）产业技术：从技术与产业的关系，特别是技术与经济的关系考虑，划分为：劳动密集型技术，资本密集型技术，知识密集型技术。，

3.现代科学技术的发展趋势

一．现代科学技术发展高速化

（1）科学技术自身的加速发展

（2）科学技术向现实生产力转化的周期缩短

二．现代科学技术发展综合化

（1）科学和技术自身发展的综合

（2）科学的技术化和技术的科学化

（3）科学技术与人文社会科学的结合

（4）科学技术和生产的一体化

三．现代科学技术发展社会化（出过一次论述）

（1）科学技术活动主体社会化

（2）科学技术活动过程社会化

（3）科学技术功能的社会化

第二节大科学与高技术

1.大科学：大科学主要是指，在按指数规律高速增长的基础上，科学已经成为全社会范围内的，以集体合作的形式有计划的进行研究的事业。

2.曼哈顿工程是大科学的标志性事件。

3.高技术：是指那些对一个国家或地区的经济、政治和军事等各方面的进步产生深远影响，并能形成产业的技术群。

4.高技术的基本特征：（1）高智力（2）高渗透（3）高投入（4）高风险（5）高竞争（6）高效益（7）高战略

5.高技术领域包括：（1）电子信息技术（2）新材料技术（3）新能源技术（4）生物技术（5）海洋技术（6）空间技术

6.高技术产业：是指把生产过程和产品建立在高技术基础上所形成的产业，它是一种技术密集度高，技术创新速度快，具有高附加值，节约资源，并能对相关

产业产生较大辐射效果的新型产业。

7.高技术产业具有四个方面的主要特征：

（1）投入比例相对于传统产业要高得多，这是高技术产业，获得其竞争优势的根本保证，

（2）技术密集度很高，这是保证高技术产业获得其竞争优势的核心因素，（3）技术创新速度快，产品生命周期短，

（4）市场国际化程度很高

第三节科学技术是第一生产力

1.邓小平提出：科学技术是第一生产力（区分马克思：“科学技术是生产力”）

2.科教兴国战略的主要内容：（第三节大概都是这些，记得看书P12,灵活背诵）（1）加快科技进步，把科技成果转化为现实生产力，把握好五个结合

（2）坚持教育的优先发展

第四节高科技与现代社会，

1.高科技对现代社会的影响

（一）高科技对现代社会的积极作用

（1）高科技促进社会生产的发展

（2）高科技引起社会生活方式的进步

（3）价值观念和思维方式的提升

（二）高科技给现代社会带来的负面效应

（1）环境问题

（2）资源问题

（3）高科技与现代战争

（4）高科技引发的法律和社会伦理问题

2.☆可持续发展：指的是在社会经济发展过程中，既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害。

3.大科学的形成及特点、发展战略：

（1）大科学形成的主要原因：是因为现代科学技术革命的推动。首先，大科学形成的理论前提确立；其次，先进的生产和实验技术为大科学的发展提供有力的支撑，使大科学的发展成为可能。另外，科学技术的社会体制化和各种社会条件，也是大科学形成的原因。

（2）大科学的基本特征：第一，科研的规模巨大；第二，创造性的集体研究；第三，巨额的科研投资；第四，科研设备庞大、复杂；第五，社会化高效的科研组织管理。

（3）大科学时代的发展战略：第一，树立大科学观念；第二，建立大科学体制；第三，实行大科学管理；第四，加速大科学流通；第五，培养科学文化；第六，实施大科学教育；第七，营造大科学环境。

第二章

第一节相对论

1.观察实验否定了绝对坐标系的存在。迈克尔逊等人所进行的多次实验，均否定了牛顿所认为的绝对静止的，以太坐标系的存在。

2.以太危机迫使科学家重新审视经典力学的伽利略变换和牛顿的绝对时空观的正确性。

3.1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论的两条基本原理或假设：

（1）狭义相对性原理：（在所有彼此做匀速直线运动的参照系内，物理定律有相同的形式。）

（2）光速不变原理：（真空中的光速是恒定不变的，它与光源的运动速度无关，对任意惯性系的观察者来说，光速都是c。）

4.时间空间的相对性：（1）同时的相对性，（2）时间的延缓效应【也叫做钟慢效应】，（3）空间的收缩效应【也叫做尺缩效应】

5.相对论原理的应用：（1）质量随速度的增长，（2）相对论的质能关系E=mc2，（3）空间时间的四维结构（时间和空间是相互联系的，相互作用的，时间成为爱因斯坦四维时空中的一个维度）

第二节量子力学的基本原理

1.量子假说的提出，起源于经典热力学对热辐射问题的研究。

2.黑体：是对外来辐射吸收能力最强的物体。

3.绝对黑体：能够完全吸收所有辐射，而又毫无反射和透射的物体，称为绝对黑体。

4.（了解）维恩的黑体辐射公式、瑞丽琼斯公式 p23页

5.两大灾难：（1）以太危机（2）紫外光灾难

6.普朗克得出量子论的热辐射公式 p24

7.光电效应：轻金属一类的物质，在光的照射下会发射电子，但是被照射的物质有没有电子发射出来，却不决定于照射光的强度，而是取决于照射光的频率（或波长）。

8.1905年，爱因斯坦提出光量子假说。

9.微观粒子既具有粒子性，又具有波动性。

10.物质波假说：法国物理学家德布罗意，于1924年提出的，认为一定量的物质都有相应的物质也伴随着运动，一切实物粒子的波动频率同他的能量之间关系，遵守共同的量子论公式E=hv，或者用物质的动量与物质波波长之间的关系表示，p=h/α【符号打不出来，看书p25】

11.波粒二象性：是微观客体最基本的特征之一，揭示了微观世界物质运动中的特殊矛盾——波动性和粒子性的矛盾。在不同条件下，微观客体可以侧重表现出某一方面的属性。

12.测不准关系：1926年，德国物理学家海森堡，根据实验和波粒二象性原理，总结出微观客体普遍适用的测不准关系。（公式看书p26）

13.量子力学应用的影响：

（1）量子力学打开了微观世界认识的新领域，

（2）量子力学推动了人类自然观的革命，

（3）量子力学为丰富和发展马克思主义哲学提供了有益的启示，如主客之间的相互作用关系，物质运动因果关系的复杂多样性，以及事物之间的矛盾关系等。

第三节基本粒子理论

1.原子结构和基本粒子的发现呈递进过程。

2.α粒子散射实验证明了原子的有核结构。

3.1932年，英国科学家查德威发现了中子。

4.自然界的物质存在着四种相互作用力，即万有引力，电磁力，强相互作用力，弱相互作用力。

5.物质之间的相互作用不是超距相互作用，而是通过相应的场作为中介传递的，每一种场又有相应的中介粒子。

6.从20世纪20年代开始，物理学家就试图把四种物质相互作用场，用一种统一的理论来表述，1967年，温伯格、萨拉姆和格拉肖等人建立的统一描述弱相互作用和电磁相互作用的理论。

7.基本粒子的分类：

（1）依据粒子最基本的几个属性来进行分类：一是质量，二是寿命，三是电荷，四是自旋。

（2）综合粒子家族成员的多种属性进行分类：一是光子族，二是轻子族，三是介子族，四是重子族。

8.1964年，美国物理学家盖尔曼等人提出关于强子结构的夸克模型，认为质子和中子由三个夸克组成。

9.当夸克间距离很小时，夸克间的结合是松散的，这种现象称为“渐近自由”；反之把夸克从强子内部分离出来时，夸克之间的作用力几乎是无穷大，至今无法分离出自由夸克的现象，称为“夸克幽禁”或“夸克禁闭”。

10.大统一理论：进一步建立四种作用力统一表述的理论称为“大统一理论”。

11.可控核反应堆：用某种控制装置吸中子使核反应平稳进行，就成了可控核反应堆，可以应用于核电站或科研反应堆。

12.利用轻核聚变反应制成爆炸装置的就是氢弹。

第三章

第一节恒星、星系研究的新进展

1.天文学：是研究天体、宇宙的组成、构造、运动规律和发展历史的科学。

2.太阳按质量计算：氢约占71%，氦约占27%，其他元素如碳、钠、钙、铁约占2%。

3.太阳的结构分为：光球层、色球层、日冕三层。

4.太阳现在的年龄已经有50亿岁，正处在“中年时期”。

5.赫罗图：是指恒星光谱型和光度的关系图，因为创始人是丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素，因此成为赫罗图。

6.主星序：90%的恒星分布在图的左上角到右下角的狭窄对角线上，也就是伴随着恒星表面的温度的降低，光度也相应的减少，这一恒星密集序列，被称为主星序。

7.主序星：位于主星序上的恒星叫做主序星，太阳就是一颗主序星。

8.巨星/红巨星：10%的恒星散布在图的右上方，这里的恒星体积大，光度大，温度低，被称作巨星或红巨星。

9.白矮星：图的左下角散布着少量的体积，小表面温度相当高而光度又相当小的恒星称之为白矮星。

10.赫罗图中的主序星、巨星和矮星等，既是恒星的不同种类，也是恒星演化的不同阶段的表现。

11.恒星的演化理论：

（1）恒星的幼年期，即原恒星阶段。这个时期的恒星是由稀薄的弥散物质，逐

步向密度大的物质演化而成。

（2）恒星的中年期，即主星序阶段。食引力能转变为热能，使星云的温度升高，发射出红外线成为红星，接着红星继续收缩，形成热核反应并辐射出大量热能。G型的如太阳可停留100亿年。

（3）恒星的万年器，即红巨星阶段。在主星序末期，恒星内部温度很高，但由于氢核聚变的能量日益减少，造成外部温度很低，于是核心开始收缩，形成了高温和高密度，给另一方式的核反应创造了条件，即三个氢核变成一个碳核。（4）恒星的衰亡期，即白矮星或中子星阶段。当氦燃烧完以后，碳核不断收缩，外壳不断膨胀，使其与恒星的中心体脱离，成为行星状星云，中心体形成密度很大，光度很低的白矮星，直至变为黑矮星，形成了恒星的残骸。

12.恒星的末态取决于其能量耗尽后所剩物质的质量，理论上，恒星以及能量耗尽后所剩物质的大小有白矮星，中子星，黑洞三种可能的末态。

13.银河系：银河系是一个直径约9万光年，中心后约为1.3万光年，边缘厚约为6000光年的天体系统。

14.最早对星系进行分类的是哈勃，他根据形状和结构的不同，建立了星系的分类系统，把星系分为三大类：（1）椭圆星系（2）旋涡星系（3）不规则星系。银河系属于典型的旋涡星系。

第二节射电天文学与20世纪60年代四大发现

1.射电天文学：是通过观测天体的无线电波来研究天文现象的一门学科。

2.央斯基发现射电波。

3.20世纪60年代天文学的四大发现：

（1）桑德奇发现类星体。由于它的形状类似于恒星，而又有强烈的射电辐射，所以被称作类星射电源，意思是像恒星一样的射电源，简称类星体。

（2）彭齐亚斯和威尔逊发现微波背景辐射。微波背景辐射是指来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射，也叫宇宙背景辐射。天体物理学家迪克等人将这种噪声称为3k宇宙背景辐射，也叫微波背景辐射，并把它解释为宇宙大爆炸留下的余热辐射。

（3）贝尔和休伊斯发现脉冲星。脉冲星是指具有短周期脉冲辐射的新型恒星。正是天文学家预言的中子星。

（4）汤斯等人发现星际分子。星际分子是指存在于星际空间的无机分子和有机分子。

第三节宇宙学研究的新成果

1.宇宙学：是从整体的角度来研究宇宙的结构和演化，即从大尺度的范围来研究时间、空间的性质，物质及运动的基本规律。

2.宇宙模型：是指对观测可及的大尺度时空结构和物质演化的统一的理论描述。（有限无边静态的宇宙模型、动态的膨胀宇宙模型）

3.红移/多普勒效应：奥地利物理学家多普勒发现，当一个光源和观察者做相对运动时，观察者收到的波长和频率会发生变化，二者相互接近时，接收到的波长变短，其光谱线向紫端偏移，相互离开时，接收到的波长变长，出现谱线红移，这一现象就是多普勒效应。

4.哈勃定律：一个星系的退行速度同这个星系离我们的距离成正比，呈现有规律的增长，也就是说，离我们越远的星系，远离我们的速度越快。

5.宇宙大爆炸学说：1948年美籍物理学家伽莫夫把基本粒子同宇宙学联系起来，提出了宇宙大爆炸学说。认为我们的宇宙曾经有一段从热到冷的演化历史，物质从密到稀的演化。

6.暗物质（假设）：宇宙中有一种暗物质，它遵守牛顿力学定律，所以用动力学方法可以测出它的质量；但是它“暗”，所以用光度学方法就测不出它的质量。据他们估计，宇宙中的物质有90%以上是暗物质，宇宙基本上是暗宇宙。

7.大爆炸模型能较好的解释诸如宇宙的年龄，星际红移，氦丰度和微博背景辐射等观测事实。