跟着白老師學綜合素質——文化素養(三)

       

人自我合理化的能力非常強,

千萬不要為惰着找理由。

——教資證白老師

 綜合素質之文化素養(三)

二、科學常識

(一)物理學常識

1.牛頓運動定律

  牛頓運動定律是牛頓提出的物理學的三個運動定律的總稱,被譽為是經典物理學的基礎。

  牛頓第一定律,又稱慣性定律,指的是一切物體在不受任何外力的作用下,總保持勻速直線運動狀态或靜止狀态,直到有外力迫使它改變這種狀态為止。這個定律明确了力和運動的關系并提出了慣性的概念。

  牛頓第二定律,指的是物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。公式:F=ma。

  牛頓第三定律,指的是兩個物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。

2.麥克斯韋方程組

  麥克斯韋方程組是麥克斯韋建立的描述電場與磁場的四個方程。在麥克斯韋方程組中,電場和磁場已經成為一個不可分割的整體。該方程組系統而完整地概括了電磁場的基本規律,并預言了電磁波的存在。以麥克斯韋方程組為核心的電磁理論,是經典物理學最引以為自豪的成就之一。

3.相對論

  相對論是關于時空和引力的基本理論,主要由愛因斯坦創立,分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對淪(一般相對論)。相對論的基本假設是相對性原理,即物理定律與參照系的選擇無關。狹義相對論和相對義相對論的區别是,前者讨論的是勻速直線運動的參照系(慣性參照系)之間的物理定律,後者則推廣到具有加速度的參照系中(非慣性系),并在等效原理的假設下,廣泛應用于引力場中。

  狹義相對論最著名的推論是質能公式E=mc2,它可以用來計算核反應過程中所釋放的能量,并導緻了原子彈的誕生。而廣義相對論所預言的引力透鏡和黑洞,也相繼被天文觀測所證實。

4,分子運動論

  分子運動論是從物質的微觀結構出發來闡述熱現象規律的理論。它的基本内容是:

(1)物體是由大量分子組成的,分子永不停息地做無規則運動,分子之間存在着相互作用力。大量分子無規則的運動叫做分子的熱運動。

(2)實際上,構成物質的單元是多種的,或是原子(金屬),或是離子(鹽類),或是分子(有機物)。在熱力學中,由于這些微粒做熱運動時遵從相同的規律,所以統稱分子。

5.熱力學三定律

  熱力學第一定律即能量守衡與轉化定律,其内容為:在任何孤立的系統中,不論發生何種變化,無論能量從一種形式轉化為另一種形式,或從一部分物質傳遞給另一部分物質,系統的總能量守恒。

  熱力學第二定律的内容:熱能的傳遞具有不可逆性,即在沒有外界作用的情況下,熱能隻會從熱體傳向冷體,而不可能從冷體傳向熱體。

  熱力學第三定律是系統的熵在絕對零度時為零,即不存在任何的無序。

(二)化學常識

1.原子

  原子是化學變化中的最小微粒,由原子核和圍繞原子核運動的電子組成。它是化學反應的基本微粒.在化學反應中不可分割。

  在公元前450年,希臘哲學家德谟克利特創造了原子這個詞語。

2.元素

  具有相同核電荷數(即質子數)的同一類原子總稱為元素。到2007年為止,總共有118種元素被發現,其中94種存在于地球上。原子序數大于82的元素(即铋Bi及之後的元素)都是不穩定的,會進行放射衰變。原子序數在83以下的某些元素,如原子序數為43和61的元素(即锝Tc和钷Pm)沒有穩定的同位素,會進行衰變。

3.分子

  分子是構成物質的微小單元,它是能夠獨立存在并保持物質原有的一切化學性質的較小微粒。分子一般由更小的微粒——原子構成。按照組成分子的原子個數可分為單原子分子、雙原子分子及多原子分子;按照電性結構可分為有極分子和無極分子。

4.離子

  離子是指帶電荷(正、負電荷)的原子或原子團。與分子、原子一樣,離子也是構成物質的基本粒子之一。帶正電荷的離子稱陽離子,帶負電荷的離子稱陰離子。

5.化合物

  由兩種或兩種以上元素組成的純淨物叫做化合物。根據不同的分類方法,化合物可分為有機化合物和無機化合物,或者高分子化合物和低分子化合物,或者離子化合物和共價化合物等。

6.化學品

  各種元素組成的純淨物和混合物,無論是天然的還是人造的,都屬于化學品。

7.化學鍵

  化學鍵是分子内或晶體内相鄰兩個或多個原子(或離子)問強烈的相互作用力的統稱。

8.分子間力

  分子問力是不同分子之間的作用力,主要有氫鍵、範德華力、親水作用/疏水作用等,這種作用力比化學鍵弱,容易打開或重新組合,但是是形成分子空間排列和架構的重要作用力,是現代化學的重要研究方向之一。 

9.化學反應

  化學反應是一種物質轉變為另一種物質的過程,涉及分子中元素的交換和化學鍵的轉移、形成或消失。化學反應形成的改變既可令很多獨立的分子結合,也可将一個較大型的分子拆開成為很多獨立的小分子,甚至是同一分子内有原子移動,即使原子的數量沒有改變,但仍會構成化學反應。

10.質量守恒定律

  在任何與周圍隔絕的體系中,不論發生何種變化或過程,其總質量始終保持不變。或者說,化學變化隻能改變物質的組成,但不能創造物質,也不能消滅物質,所以該定律又稱物質不滅定律。

11.能量守恒定律

  能量既不會憑空産生,也不會憑空消失,它隻能從一種形式轉化為别的形式,或者從一個物體轉移到别的物體,在轉化或轉移的過程中其總量不變。

12.電荷守恒定律

  電荷是物質的屬性,它不是憑空産生或消失的,它隻能從一個物體轉移到另一個物體上.這就是電荷守恒定律。也可以表述為,在一個沒有淨電荷出入其邊界的系統,其中正負電荷電量的代數和保持不變。

 (三)生物學常識

1.細胞

  細胞是由膜包圍着的含有細胞核(或拟核)的原生質所組成,是生物體的結構和功能的基本單位,也是生命活動的基本單位。細胞能夠通過分裂而增殖,是生物體個體發育和系統發育的基礎。細胞是遺傳的基本單位,并具有遺傳的全能性。有成形細胞核的是真核細胞,反之,無成形細胞核的是原核細胞。

2.DNA

DNA,又稱脫氧核糖核酸,是染色體的主要化學成分,同時也是組成基因的材料,有時被稱為“遺傳微粒”。

  在繁殖過程中,父代将自己DNA進行半保留複制傳遞到子代中,從而完成性狀的傳播。因此,DNA被稱為“遺傳微粒”。

3.基因

  基因是指攜帶有遺傳信息的DNA或RNA序列,也稱為遺傳因子,是控制性狀的基本遺傳單位。基因通過指導蛋A質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息,從而控制生物個體的性狀表現。

4.人類基因組

  人類基因組共有22對常染色體和l對性染色體,性染色體又分為X染色體與Y染色體。含有約30億個DNA堿基對。堿基對是以氫鍵相結合的兩個含氮堿基,組成堿基對的堿基包括A、T、C、G。

5.新陳代謝

  新陳代謝是生物體内全部有序化學變化的總稱。它包括物質代謝和能量代謝兩個方面。物質代謝是生物體與外界環境之間物質的交換和生物體内物質的轉變過程;能量代謝是生物體與外界環境之間能量的交換和生物體内能量的轉變過程。

  在新陳代謝過程中,既有同化作用,又有異化作用。同化作用,又叫做合成代謝,是指生物體把從外界環境中獲取的營養物質轉變成自身的組成物質,并且儲存能量的變化過程;異化作用,又叫做分解代謝,是指生物體能夠把自身的一部分組成物質加以分解,釋放出其中的能量,并且把分解的終産物排出體外的變化過程。

6.克隆技術

“克隆”本意是無性繁殖,它不靠性細胞而是生物的體細胞進行繁殖。它是利用生物技術由無性生殖産生與原個體有完全相同基因組的後代的過程。克隆羊“多莉”的誕生便是應用了克隆技術。

(四)地理學常識

1.太陽系

  由太陽、行星及其衛星、小行星、彗星、流星體和行星際物質構成的天體系統叫太陽系。

  在太陽系中,太陽是中心天體,其他天體都在太陽的引力作用下,繞太陽公轉。太陽系有八大行星,分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

2.銀河系

  銀河系是一個由群星和彌漫物質集成的龐大天體系統。銀河系是我們地球和太陽所在的恒星系統,是一個擁有一、兩千億顆恒星,除仙女星系外最大的巨星系。

3.光年

  光年是天文學中常用的距離單位,光在真空中一年所走的距離叫光年。一光年等于94650億公裡,或63240天文單位,或0.307秒差距。

4.厄爾尼諾現象

  厄爾尼諾現象又稱厄爾尼諾海流,是太平洋赤道帶大範圍内海洋和大氣相互作用後失去平衡而産生的一種氣候現象,就是沃克環流圈東移造成的。正常情況下,熱帶太平洋區域的季風洋流是從美洲走向亞洲,使太平洋表面保持溫暖,給印尼周圍帶來熱帶降雨。但這種模式每2—7年被打亂一次,使風向和洋流發生逆轉,太平洋表層的熱流就轉而向東走向美洲,随之便帶走了熱帶降雨,出現所謂的“厄爾尼諾現象”。

 (五)現代新技術

1.生物工程産業

  生物工程産業是以現代生命技術的四大組成部分(微生物、酶、細胞、基因)為基礎,逐步形成以動植物工程、藥物及疫苗、蛋白質工程、細胞融合、基因重組、生物芯片及生物計算機等為基本内涵的工程産業。這個産業将改造和創建若幹高效益的生物物質,使人類的生産和生活發生巨大變化。

2.生物醫學産業

  在疾病診斷、醫療手術、人工合成材料新成就的基礎上,在21世紀人類能安全地掌握生物的或人工的髒器(心、肺、腎、脾等)、骨骼、血管、知覺(視、聽、嗅、味、觸)的移植和再造技術,從而使新的醫療技術達到能對人體各單位進行有效替換和重建的高水平,生物醫學産業必将成為令人矚目的高技術産業之一。

3.海洋生物技術

  海洋生物技術興起于20世紀80年代,是傳統海洋生物學發展的一門新興研究領域。目前,世界各國正在進行的海洋生物技術研究的内容,主要是以海洋生物為對象,綜合應用基因工程、細胞操作技術和細胞培養等技術手段,進行海洋生物遺傳性改造,或生産對人們有用的海洋生物産品。随着神經生物學、海洋生态學、海洋工程學、電子學,以及遙感技術和深海探測技術不斷向海洋生物技術領域滲透,并與之相結合,海洋生物技術的研究範圍将逐步拓寬。現在,人們正在研究的内容大體有三個方面:一是開發、生産和改造天然海洋産物,以便用作藥物、食品、新材料;二是定向改良海洋動物、植物遺傳特性,為海水養殖業提供具有生長快、品質高和抗病害的優良品種;三是培養具有特殊用途的“超級細菌”,用來清除海洋環境的污染,或者生産具有特定生物功能的物質。

4.納米技術

  就像毫米、微米一樣,納米是一個尺度概念,是一米的十億分之一,并沒有物理内涵。當物質到納米尺度以後,大約是在1—100納米這個範圍空間,物質的性能就會發生突變,出現特殊性能。這種既不同于原來組成的原子、分子,也不同于宏觀的物質的具有特殊性能的材料,即為納米材料。如果僅僅是尺度達到納米,而沒有特殊性能的材料,也不能叫納米材料。

5.軟件産業

  在21世紀,世界範圍内的信息處理和知識處理業務空前活躍,軟科學技術的發展和知識産業的成長将加快步伐;大量遍及各個領域的數據庫、信息庫、知識庫将普遍建成并廣泛應用。基本軟件、應用軟件、智能軟件、專家系統等軟件産業,在經濟發展和國家安全中将占有越來越突出的地位。

6.智能機械産業

  在21世紀,傳統的各種機械工具将廣泛地與微電子、光電子和人工智能機械産業結合。這個産業提供的智能機器人、智能計算機、智能工具(智能汽車、船舶、火車、飛機、航天器等)、智能生産線、智能化工廠等等,不僅在體力上,同時也在腦力上部分替代人類的各種勞動,使人類的智能獲得新的解放,從而人類可以開展更富創造性的工作。

7.太陽能産業

21世紀,人類将面臨能源緊缺的困境。除寄希望于核能源之外,現實的選擇是:發展太陽能技術,研制和生産各種太陽能跟蹤、捕獲、轉換和存貯裝置,在地面和太空中更多地搜集和利用無污染的太陽能,建立起高技術的太陽能産業。

8.空間技術

  空問技術是探索、開發和利用宇宙空間的技術,又稱為太空技術和航天技術。目的是利用空間飛行器作為手段來研究發生在空間的物理、化學和生物等自然現象。

  空間技術自20世紀50年代崛起以來,以其輝煌的成就對國際政治、軍事産生了深遠影響,對人類經濟、文明作出的貢獻舉世矚目。幾十年來,空間技術取得了重大的成就,其中各類衛星大顯神通。我國也成功地研制出了神五、神六、神七載人飛船,并成功地實現了太空漫步。

每日一練

1、下列說法正确的是(  )。

A、波蘭科學家哥白尼著有《天體運動論》

B、玻爾是世界上第一個用實驗的方法準确測出大氣壓強數值的科學家

C、第二次工業革命以機器的廣泛應用為顯著特點

D、笛卡爾創立了笛卡爾坐标系,即我們通常所說的空間坐标系

2、下列說法不正确的是(  )。

A、科學之父是愛迪生

B、物理學之父是阿基米德

C、數學大師是畢達哥拉斯

D、自然哲學大師是亞裡士多德

3、下列産生于20世紀、對人類曆史産生重大影響的科技成就有(  )。

A、元素周期表的提出

B、生物進化論的提出

C、互聯網的出現

D、電燈的發明

4、科學揭示燃燒現象的是(  )。 

A、哥白尼

B、牛頓

C、拉瓦錫

D、愛迪生

5、伽利略是“近代科學之父”,他在科學實驗的基礎上貫通了數學、物理和(  )三門學科,加深了人類對物質運動和宇宙的認識,給出了科學研究過程的基本要素。