第一部分、视频积累

大纲如图所示：

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第一章、科技发展史

第一节 、科技史

一、前科技革命时期

这一时期指的是三次科技革命之前的时期

主要记住以下人物及其成就

1. 泰勒斯（古希腊）
   • 希腊七贤之一，最早对太阳的直径进行了测算，曾准确预测到公元前585年5月28日发生的日全食，将一年的长度修定为365日。
   • 哲学思想：水本原说
   • 测量金字塔高度
2. 阿基米德（古希腊）
   • 提出了杠杆原理和浮力定律（阿基米德原理），著《论杠杆》和《论浮体》，曾说过“如果给我一个支点，我可以撬动整个地球”，被称为“物理学之父”。
   • 与高斯、牛顿并列为世界三大数学家。（牛顿、莱布尼兹都是微积分的发明者）
3. 哥白尼（波兰）
   • 1543年，发表《天体运行论》，提出“日心说（地动说）”并做了系统的论论述，成为近代天 文学的起点，标志若近代自然科学的诞生。
   • 是第一个公开向神学桃战并宣告自然科学的独立的科学家。
4. 伽利略（意大利）
   • 开创了近代实验科学
   • 推翻了亚里士多德“物体愈重，落得愈快”的错误理论，通过比萨斜塔实验，总结出自由落体定律。
   • 1609年，发明人类历史上第一台天文望远镜，发现木星的四颗卫星及太阳黑子。
   • 被称为“近代科学之父”“近代力学之父”。
   • 发现了摆的等时性。后来荷兰物理学家和天文学家克里斯蒂安.惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟。
   • 其墓志铭上写道：他失明了，因为自然界已经没有剩下什么他没见过的东西了。
5. 笛卡尔（法国）
   • 首次对光的折射定律提出了理论论证。
   • 首次明确地提出了动量守恒定律，为能量守恒定律莫定了基础。
   • 被称为“解析几何之父”“近代哲学之父”。
6. 开普勒（德国）
   • 分别于1609年和1619年发表了开普勒行星运动定律，被称为“天空立法者”。
   • 其墓志铭上写道：我曾测量天空，现在测量幽冥
7. 哈维（英国）
   • 1628年，发表了《关于动物心脏与血液运动的解到研究》，提出了血液循环学说，推 翻了关于心脏运动和血液运动的经典观点。
8. 牛顿（英国）
   • 1687年，于《自然哲学的数学原理》一书中提出牛顿运动定律和万有引力定律，
   • 建立了经典力学体系，标志着近代自然科学的形成。
   • 其墓志铭上写道：自然和自然规律隐藏在黑暗当中，上帝说：让牛顿出生吧，于是一切都被光照亮。

二、三次科技革命时期

(一)第一次科技革命时期（蒸汽时代）

1. 基本情况：18世纪60年代一19世纪40年代：英国
2. 理论基础：牛顿的经典力学
3. 标志：【开始】“珍妮纺纱机”的发明；【主要】蒸汽机的广泛应用
4. 发明成就
   • (1)蒸汽机 1785年，瓦特研制成的改良蒸汽机在工厂投入使用，标志着第一次工业革命的兴起。
   • (2)蒸汽机车 1804年，特里维西克利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车，1814年，史蒂芬孙制造了第一台可供实际应用的蒸汽机车。
   • (3)轮船 1807年，富尔顿用蒸汽机驱动轮船，试航成功。
   • (4)有线电报 1837年，摩尔斯发明有线电报（电报之父）。发明“摩斯密码”。
5. 理论成就
   • (1)拉马克 1809年，发表《动物哲学》一书，提出早期的生物进化思想系统。书中阐述了拉马克学说，提出了用进废退与获得性遗传两个法则。
   • (2)孟德尔 通过豌豆实验，发现基因分离定律及自由组合定律
   • (3)拉瓦锡 推翻了燃素说，全面阐述了燃烧的氧化说，并成为发现质量守恒定律的第一人：
   • (4)法拉第 1831年，发现电磁感应现象，为发电机的研制莫定了理论基础。于1834年又提出电解 定律。
   • (5)奥斯特 1820年，发现通电导体周围存在磁场（电生磁）
   • (6)达尔文 1859年，发表《物种起源》，莫定了进化论的基础。

(二)第二次科技革命时期（电气时代）

1. 基本情况：19世纪70年代一20世纪初：美国、德国
2. 理论基础：法拉第的电磁感应原理
3. 主要标志：电力的广泛应用
4. 发明成就
   • (1)飞机 1903年，莱特兄弟制造出了飞机：
   • (2)发电机 西门子发明自激发电机，标志着电力时代的到来：
   • (3)电话 贝尔发明有线电话。
   • (4)无线电报 马可尼发明无线电报，于1899年成功地实现了无线电通信
   • (5)留声机 1877年，爱迪生发明了留声机：
   • (6)白炽灯 1879年，爱迪生成功地研制出白炽灯。
   • (7)炸药 诺贝尔制成了安全炸药，并创立了诺贝尔奖
   • (8)青霉素 1928年，弗莱明发现了青霉素，开创医学新纪元

• 5.理论成就
• (1)麦克斯韦 1864年，预言了电滋波的存在.
• (2)赫兹 1888年，发现了电磁波.
• (3)普朗克 量子物理学的开创者和莫基人：
• (4)爱因斯坦 提出相对论和质能方程，带来了物理学的巨大变革。
• (5)巴甫洛夫 高级神经活动生理学的莫基人，条件反射理论的建构者。
• (6)伦琴 1895年，发现了X射线，并拍摄了世界上第一张X射线照片。
• (7)门捷列夫 发现了元素周期律

(三)第三次科技革命时期（信息时代）

1. 基本情况：20世纪四五十年代开始
2. 理论基础：爱因斯坦的相对论原理
3. 产生标志：原子能、电子计算机、空间技术（航天技术）和生物工程 4.主要成就
   • (1)核反应堆 1942年，在意大利科学家费米领导下设计和建造的第一座核反应堆(芝加哥一号堆)在美国成功运行， 这标志若原子能时代的开始。
   • (2)原子弹 1945年，美国在新墨西哥州爆炸了世界上第一颗原子弹。
   • (3)核电站 1954年，苏联建成并正式启用世界上第一座核电站（奥布宁斯克核电站），这是人类和平利用核能的开始。
   • (4)载人航天 1961年，苏联宇航员加加林驾驶的“东方一号”发射成功，环绕地球一周后安全返回。 这是人类首次载人航天飞行。
   • (5)登月 1969年，美国用“土星5”运戴火箭发射“阿波罗11号”成功，字航员阿姆斯特朗第一个踏上月球。
   • (6)空间站 1971年，苏联成功发射“礼炮一号”。

三、中国现当代科技史

1. 1909年，中国人自行设计和建造了第一条干线铁路一一京张铁路，其最具创造性的 设计是詹天佑设计的人字形铁路，使八达岭隧道长度缩短近一半。
2. 20世纪20年代中叶，李四光创立了地质力学，为探明大庆石油提供了理论依据，否 定了“中国贫油”的观点。
3. 1964年，我国第一颗原子弹爆作成功，成为继美国、苏联、英国、法国之后世界第五个拥有核武装的国家。
4. 1967年，我国第一颗氢弹爆炸成功。

5. 1970年，我国首颗人造卫星“东方红1号”飞出地球，进入了太空。

6. 2012年，我国第一艘航空母舰辽宁号交付中国人民解放军海军。
7. 2012年，“蚊龙号”载人潜水器在马里亚纳海沟创造了下潜7062米的中国载人深潜 纪录，也是世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。
8. 2015年，悟空号在酒泉卫星发射中心搭载长征二号丁运载火箭发射升空，是目前世 家上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。其本质是一个空间望远镜， 核心使命是在宇宦中寻拔暗物质粒子存在的证据。
9. 2016年，由中国科学院国家天文台主导建设的500米口径球面射电望远镜(FAST) 落成启用。它位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘昙克度该大窝凼的喀斯特洼坑，被誉为 “中国天眼”，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
10. 2017年，我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞 机c919成功首飞.

第二节 、科技奖项

一、国内奖项

二、国际奖项

（一）诺贝尔文学奖

1. 诺贝尔奖设立 瑞典著名的化学家、硝化甘油炸药的发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔以其部分遗 产(3100万瑞典克朗)作为基金在1895年创立了诺贝尔奖。 奖项设立之初分设了物理学、化学、生理学或医学、文学及和平（文和物化生）5个奖项。1968年端 典中央银行于建行300周年之际，出资增设了诺贝尔经济奖（亦称“纪念诺贝尔经济学奖”）， 授予在经济科学研究领域做出童大贡献的人。

2. 中国获奖者

   • (1)杨振宁：1957年李政道与杨振宁两人于1957年因提出“宇称不守恒”观念被实 验证明而获诺贝尔物理学奖，获奖时均为中华台北籍贯。
   • (2)莫言：2012年10月11日，莫言因其“用魔幻现实主义将民间故享、历史和现代 融为一体”而获得诺贝尔文学奖。
   • (3)屠呦呦：2015年10月，屠呦呦因发现了青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖。这 种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。

(二)拉斯克医学奖

该奖创由被誉为“现代广告之父”的美国人拉斯克及被誉为“医学研究的第一夫人” 玛丽（拉斯克夫人）共同创立： 拉斯克奖在医学界又被称作“诺贝尔奖风向标”，也被视为“美国的诺贝尔奖”。

(三)菲尔兹奖

以已故的加拿大数学家、教育家菲尔兹的姓氏命名的，每四年颁奖一次，颁给有卓越 贡献的年轻数学家，每次最多四人得奖。菲尔兹奖被视为“数学界的诺贝尔奖”。

(四)图灵奖

名称取自计算机科学的先驱、英国科学家阿兰·麦席森·图灵，图灵奖是计算机界最负 盛名、最崇高的一个奖项，有“计算机界的诺贝尔奖”之称。

(五)普利策奖

普利策奖也称为普利策新闻奖，1917年根据美国报业巨头約醚夫·普利策的遗愿设立， 被称为“新闻界的诺贝尔奖”。

第二章、基础科学

第一节、物理知识

一、经典力学

经典力学适用范围：宏观世界；而量子力学的适用范围是微观世界

例题：量子力学的提出丰富了经典力学体系（×）

（一）牛顿运动定律

1. 牛顿第一定律（惯性定律） 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
   • (1)汽车行驶时突然刹车时乘客的身体会向前倾：
   • (2)在太空中，宇航员能够离开航天飞机在太空行走而不被甩掉。

2. 牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质登成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

3. 牛顿第三定律 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 火箭能升空是因为它喷出的气体的反作用力的作用。

(二)万有引力定律

任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。19世纪中叶，通过计算发现海王星是牛顿万有引力定律的有力证明，被称为“笔尖上的发现”。

(三) 其他力学原理

• 1.摩擦力
  • (1)增大摩擦力的方法：增大压力、增大接触面的粗糙程度、将滚动摩擦改为滑动摩 擦等。
  • (2)应用：没有摩擦力的话，鞋带无法系紧；螺丝钉和钉子无法固定物体：人将不能行走；
• 2.杠杆原理
  • (1)公式 动力×动力臂=阻力×阻力臂
  • (2)提出 战国时代的墨子最早提到了杠杆原理，在《墨子·经下》中说“衡而必正，说在得”： “衡，加童于其一劳，必捶，权重不相若也，相衡，则本短标长，两加焉，重相若，则标必 下，标得权也”。 阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中提出了杠杆原理。
  • (3)分类

  ①省力杠杆：撬棍，扳手，钳子，拔钉器，开瓶器，钢丝钳，指甲剪等。

  ②费力杠杆：藏子，汤勺，铁闸门，起重机，鱼竿，缝纫机脚踏板，划浆，理发师用的 剪刀，筷子，晾衣杆等。

  ③等臂杠杆：天平，跷跷板，定滑轮（常用于升旗旗杆上）等。

• 3.失重超重
  • (1)超重 当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体均处于超重状态。
  • (2)失重 在太空中，所有物体处于失重状态
• 4.生活中的力学原理
  • (1)火车轨道转弯处外轨略高于内轨，可以给火车提供一个指向内部的向心力，防止 火车脱轨，也避免外轨在外侧车轮的挤压下发生形变。
  • (2)铁路桥禁止行人通行的主要原因(伯努利原理)*是高速行驶的火车扰动空气，气流改变造成向内的吸力**，有将附近物体卷入的危险。

二、光学

(一)光的本质

光是一种电磁波，由光子组成，具有波粒二象性，即同时具有粒子性与波动性。

波粒二象性

一定程度上是波，一定程度上是粒子

波粒二象性的案例：

1. 肥皂泡在阳光下呈缤纷 - 光的波动性（干涉）
2. 观看3D电影带3D眼镜 - 光的波动性（偏振）
3. 光穿过不透光的圆屏的时候有亮斑 - 光的波动性（衍射）

光速指光波的传播速度，真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度，为 c = 3乘以10的8次方米每秒

光年是长度单位，一光年指光在字宙真空中沿直线传播一年时间所经过的距离。

• 1.可见光 可见光是电磁波谱中人眼可以感知的配分，电磁波校照波长递减的顺序分别为：红橙黄 绿青蓝紫，

• 2.不可见光

不可见光是个比较笼统的概念，是指除可见光外其他所有人眼所不能感知的波长的电磁 波。

• (1)红外线 应用：红外探测器（感应门、电梯、遥控器等）、热成像仪、加热干燥物体。
• (2)紫外线 自然界的主要紫外线光源是太阳，太阳光透过大气层时，紫外线被大气层中的臭氧吸收。 应用：杀菌、验钞、促进人体合成维生素D。

(二)光的传播

• 1.直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播。应用：手电筒的光、影子的形成、小孔成像、日食、月食、激光准直。

• 2.反射
• (1)镜面反射 当反射面比较光滑，当平行入射的光线射到这个反射面时，仍会平行地向一个方向反射 出来。应用：镜子、水面的倒影、月光下的水坑、潜望镜、轿车前边的车窗玻璃做成倾斜的。

• (2)漫反射 当反射面比较粗糙，光会向着各个方向反射出去。应用：在自然光下从不同方向观察物 体，颜色和明暗不会有明显差别：尽管白天阳光有时不能照在房间里，但房间里仍然很亮。

• 3.折射 光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，在两种介质的交界处传播方向发生改变的 现象。应用：凸凹透镜、彩虹、海市蜃楼（折射与光的全反射）、水中筷子的弯折、水中 鱼看上去比实际大、水底看上去比实际浅、光导纤维与全反射。

• 4.散射 光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象。应用：晴天时天空是蓝色的、雾 天时光线变得朦胧、丁达尔现象。

三、电磁学

(一)电磁理论

1831年，英国物理学家法拉第发现，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的 运动时，导体中就会产生电流。法拉第将这种现象叫电磁感应现象。

1864年，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并预言光是一种电磁波。

1888年，赫兹发现了电磁波。麦克斯韦的电磁理论成为描述电磁运动的基本理论，被 称为自然科学的第三次理论大综合。

(二)常见物理量

• 1.电压(U)

电压的单位是伏特(V)。目前我国常用的家庭电压标准为220V。

人体的安全电压是36伏，安全电流为10mA。

为什么鸟站在高压线上安全？这些鸟只站在一根电线上，鸟两脚间的跨步电压微弱。

• 2.电流(I)

电流指处于电场内的电荷在电场力的作用下，发生的定向移动。电流的单位是安培(A)

• 3.电阻(R)

物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻的单位是欧姆（Ω）。

• 4.电功率(P)

电流在单位时间内做的功叫做电功率，是用来表示消耗电能的快慢的物理量。功率的单 位是瓦特(W)

四、热力学

(一)物态变化

• 1.固气转化
  • (1)凝华一一气态转化为固态，放热。应用：自然界中霜、雪、雾凇等的形成。
  • (2)升华一一固态转化为气态，吸热。应用：炒菜时，加碘盐中的碘酸钾受热分解出 碘单质，碘单质遇到高温易升华变成碘蒸气。因此炒菜应在出锅前放盐；家用电灯泡用久了 会发黑，这是由于灯丝中的钨在高温下升华为钨蒸气，钨蒸气遇到冷的灯泡内壁，又在内壁 上凝华，即物态变化过程是先升华后凝华。
• 2.气液转化
  • (1)液化一一气态转化为液态，放热。应用：夏天从冰箱里拿出冰激凌冒着“白气”； 夏天快下雨前自来水管“出汗”；自然界中雾和露的形成：冬天人们口中呼出的“白气”。

第二节、化学知识

第三节、生物医学知识