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江苏省无锡市自学考试《28041现代科学技术概论》知识点汇总

来源:    发布时间:2023-05-19    浏览次数:540      文字:【】【】【

考点一、  科学和技术的概念

一、科学的基本概念

1、科学是一种特殊形式的社会活动,即知识生产活动,是一种创造性智力活动;

2、其次,科学是一种知识体系。科学是关于自然界、社会和思维的知识体系"。  3、第三,科学是社会发展的实践力。科学不仅是知识生产活动和知识体系,而且是社会发展的实践力量。科学作为实践力量,通过被人们掌握、利用而发展着,起到改造客观世界的作用。

二、技术的基本概念

1、狭义的理解,只把技术限制在工程学的范围内,如机械技术、电子技术、化工技术、建筑技术等;

2、广义的理解,则把技术概念扩展到社会、生活、思维的领域。人类在为自身生存和社会发展所进行的实践活动中,为了达到预期目的而根据客观规律对自然、社会进行调节、控制、改造的知识、技能、手段、规则方法的集合。"

三、 科学与技术的关系

科学与技术既有内在的联系也有重要的区别,从本质上看,科学是反映客观事物属性及运动规律的知识体系,回答"为什么"的问题。技术是利用客观规律,创造人工事物的过程、方法和手段,回答"怎么做"的问题。二者既有原则性的区别,又有着相互依存、相互转化的密切关系。

1、科学与技术的内在联系

现代科学与技术是一个辩证统一的整体。科学离不开技术,技术也离不开科学,它们互为前提、互为基础。科学中有技术,技术中有科学。

现代科学技术的关系表现在:

A、现代科学是高技术之母,是技术的先导和发源地,科学为技术研究提供了理论基础,开辟了新的技术研究领域,为技术创新作好了各种知识准备。

B、技术的发展为科学研究提供了物质基础和新的探索手段,科学研究成果通过技术应用物化为直接的生产力。

2、科学与技术的区别

A、科学与技术的构成要素不同

科学的要素是概念、范畴、定律、原理、假说。技术的要素分为两类:一类是主体要素,即经验、理论、技能;另一类是客体要素,即工具、机器等装置。

B、科学与技术的任务不同

科学的任务是有所发现,揭示自然界的新现象、新规律;技术的任务是利用自然、控制自然,创造人工自然物。

C、科学与技术所要解决的问题不同

科学主要解决"是什么"和"为什么"的问题;技术主要解决"做什么"和"怎么做"的问题。

D、科学与技术的研究过程不同

科学研究的目标有较大不确定性,往往难以预见在未来会作出什么发现,也难以计算出作出某种新发现需要多少时间,付出多大代价;技术开发虽然也有一定不确定性,但新产品的研制、新工艺的开发还是有既定的目标的,有较明确的步骤和经费预算,技术开发工作的计划性比较强。

E、科学与技术的劳动特点不同

科学研究的自由度要大些,个体性较强;技术开发活动虽然必须发挥个人的独创性,但是,其活动的集体性较强。

F、科学与技术的成果的表现形式不同

科学研究的成果主要表现为学术论文、学术专著,它的价值主要在于深化人类认识,增加人类知识宝库;技术开发的成果主要表现为工艺流程、设计方案、技术装置,它的价值主要在于实用性、经济性和可行性以及对社会实践的推动作用。

考点二、科学研究及其类型

科学研究是创新和整理、修改知识,以及开拓知识新用途的探索过程。

科学研究工作可按其性质、目的和过程进行分类,一般按过程分为

基础研究——基本目标是推动科学认识的发展,是比较纯粹的科学研究,是国家科学潜力和水平的重要标志。

应用研究——是运用基础研究的成果和有关知识为创新新产品、新方法、新技术和新材料的技术基础所进行的研究。是一个国家科技综合实力的主要标志。

开发研究——具有明确的目标、计划性和保密性,成功率高,是产品设计的基础,标志一个国家或企业创新和开发新产品的能力。

考点三、自然科学的研究对象

自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。

研究对象是指自然界中的物质形态,结构、性质和运动规律

一、物质对象                     

二、1、实物对象与非实物对象

   2、天然对象与人造对象:

3、现实对象与潜在对象:

二、物质运动

    物理运动-----------物理学

化学运动-----------化学

生命运动-----------生命科学

地球运动-地学

宇宙天体运动-------- --天文学

考点四、自然科学的特征与属性

一、 科学知识的客观真理性

自然科学的研究对象是自然界的各种物质客体的结构和运动形式。科学的任务就是揭示物质运动的客观规律,达到真理性的认识。科学必须从事实出发,按世界的本来面貌反映世界,不允许毫无根据的臆造和假设。

二、 科学认识形式的抽象性

科学虽然以自然界为研究对象,但它并不停留在对自然现象的直观描述阶段。它要透过纷繁复杂的表面现象揭示其内在的本质,进而发现规律。为此,就要经过“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的抽象过程,并以概念、范畴、原理等形式确定下来。

三、科学内容的无阶级性

自然科学是生产斗争和科学实验的产物,它的内容与社会经济基础的要求没有什么关系。

四、科学劳动的探索性

既然科学是对自然界运动规律的反映,而自然界又处于永不休止的变化之中,所以,科学活动总是处于积极探索的过程之中。科学大厦的建设,是一项永远不会完结的工程,人类总得有所发现、有所发明、有所创造、有所前进,而不会穷尽“终极真理”。

五、科学理论的解释性

科学来源于实践,再回到实践中去接受检验,科学要对人们在生产实践和科学实验中所提出的各种问题作出解释。科学理论的目标就是提供系统的、严密的、有根据的解释。

六、科学理论的预见性

人们一旦掌握了客观规律,就能够预见它的发展进程和结局。科学预见是人们能动性的体现,是人类利用自然的实践活动获得成功的前提。

考点四、三大发现

X射线的发现 (1895 伦琴):原子有着复杂的结构

天然放射性的发现( 1896年贝克勒尔):原子也存在内部结构,原子可变

电子的发现(1897年汤姆孙):明确地揭示了原子是可分割的

考点五、原子结构模型

1661年英玻意耳 提出元素概念

1803年 道尔顿原子学说   实心球模型

1811年意阿伏伽德罗提出分子概念

1860年 意化学家康尼确立原子分子论

1869年门捷列夫发现元素周期律 

1903年 汤姆逊模型       葡萄干蛋糕模型

1911 卢瑟福模型         轨道模型

1913 玻尔分层排布模型   行星模型

1916年索末菲            电子云模型

(1)电子的发现

(2)J.J.汤姆孙 (1856-1940):英国剑桥大学实验物理学家,1906年诺贝尔物理学奖

(3)1897年4月30日,汤姆孙在英国皇家学会演讲时宣布发现了电子。

(4)1899年汤姆生正式把这种微粒叫做“电子”。电子的发现被科学界称为十九和二十世纪之交的三大发现之一,汤姆生被誉为“电子之父”。

(5)发现电子的意义是:

(6)1. 肯定了阴极射线是带负电的粒子;

(7)2. 揭示出原子内部含有带正电的部分和带负电的部分;

(8)(2)原子结构探索

(9)A 葡萄干蛋糕模型

(10)“电子浸浮于均匀连续正电球体中”模型( 1904 )

(11)原子是一个小球体,内部充满均匀分布的带正电的流体,球内液体中掺杂有若干电子,这些电子等间隔地排列在与正电球同心的圆周上,并以一定的角速度作圆周运动而发出电磁辐射。原子光谱反映的即是这些电子的辐射频率。电子的总电量与液体的总电量等值反号,原子对外显电中性。

(12)模型成功之处在于: 解释了原子电中性;  

                    解释了原子为什么会发光;  

                   据此模型可以估计原子的大小为10-8cm

                 得出原子中电子的数目等于周期表中原子序数的结论

                  讨论了电子在原子内的分布

模型缺陷所在:    关于正电荷在原子内的分布情况的猜测

B 原子有核模型

此模型建立在卢瑟福a粒子散射实验基础上

原子内部并非是充满的,它的大部分空间是空虚的,它的中间有一个体积很小质量较大的带正电的核,原子的全部正电荷以及它99%以上的质量都集中在这个核上,带负电的电子则以某种方式分布于核外的空间中。

模型成功之处在于:解释了a粒子散射实验,揭示了带正电的原子核的存在。

模型缺陷所在:无法解释原子的稳定性;无法解释原子的线状光谱;对电子位置、核外电子云之谜所引起的佯谬束手无策。

C 玻尔模型

N-玻尔(Niels Bohr 1885~1962)丹麦物理学家,因发展量子理论并用于原子结构、原子辐射研究的成果获1922年获诺贝尔物理学奖。

1913年玻尔建立在原子有核模型基础上

核外电子只能在原子内一些特定的稳定轨道上运行,并且在这些轨道上运行时,电子不辐射能量,一个轨道对应一个能量值  

模型成功之处在于:解释了原子的稳定性;说明了原子的线性光谱。

模型缺陷所在:不能说明多电子原子的光谱和氢光谱的精细结构;对能级的描述很能粗略,只有一个量子数;不能解释原子核形成分子化学键的本质。

玻尔理论虽引入了量子概念,但没有摆脱经典物理学的束缚,是经典理论加上量子条件的混合物。

D 电子云(Electron Cloud)索末菲(1916年)

1. 电子轨道是椭圆形而不是圆形的,核位于这个椭圆的一个焦点上;

2. 电子运动的轨道不应当在同一平面上,应推广到三维空间;

3. 提出空间量子化的概念。

波粒二象性与电子云

1. 玻尔理论提出十年后,人们认识到原子里面的电子就其运动的基本特征来讲,完全不同于绕着太阳旋转的行星——电子同其他微观粒子一样具有波粒二象性。

2. 微观粒子的运动轨道我们不可能确切地知道,只能知道它们在核外某区域出现的可能性(即概率),电子像“云”一样地存在于核外的空间中形成“电子云”,根本没有“轨道”的概念。

考点六 等离子态和超导态

1、等离子态---物质的第四态。

1)组成:电离的气体,由大量自由电子和离子以及中性离子组成的物质状态.

特性:超气体,能流动,无确定形状、导电率高、电磁场耦合作用强。

分布: 自然界中的等离子体:高空的电离层、闪电、极光等等。

   人造的等离子体:日光灯、水银灯里的电离气体

应用:导体;制造光源显示器;高分子材料;军事规避、探测系统,武器飞机隐形

2、超导态

超导态是在低温条件下表现出电阻等于零的物态。(荷兰物理学家卡麦林·昂纳斯)

特性:在一定的临界温度(低温)下失去电阻;完全抗磁性;约瑟夫效应----在两块超导体中夹入薄绝缘体而形成低电阻,绝缘体会变成超导体。

应用:输电;受控热核聚变;超导磁悬浮列车;超导电子计算机

考点七、核反应

1、重核聚变------把重核分裂成两个较轻的核时,释放出核能的反应叫做核裂变.

(1)发现

1939年12月,德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现,用中子轰击铀核时,铀核发生了裂变。

(2)、自持式链式反应---由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变的链式反应.

(3)应用:原子弹、核反应堆和核电站、核动力

2、轻核裂变-------某些轻核能够结合在一起,生成一个较大的原子核,这种核反应叫做聚变。

受控热核反应---把原子核加热到很高的温度使其发生聚变反应

应用----氢弹



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