15.常识【现代科学常识】

常识【现代科学常识】第一节光学光是沿直线传播的，光的传播不需要任何介质——光可以在真空、空气、水等透明的介质中传播。真空中的光速是目前宇宙中已知最快的速度。在我们的计算中，真空或空气中的光速取为c=3×10e8m/s。光在介质中传播时，由于光受到介质的相互作用，其传播路径遇到光滑的物体会发生偏折，产生反射与折射的现象。一、光的反射当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。——光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。反射在物理学中分为两种——镜面反射和漫反射。1.镜面反射：发生在十分光滑的物体表面（如镜面，包括平面镜、球面镜）。（1）平面镜的应用：①水中的倒影；②平面镜成像；③潜望镜。（2）球面镜的应用：①凸面镜：对光线起发散作用——应用：机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜。②凹面镜：对光线起会聚作用——应用：太阳灶。2.漫反射：由于物体的表面凹凸不平，会把光线向四面八方反射。我们能从不同角度看到本身不发光的物体，是因为光在物体的表面发生漫反射；人眼之所以能看清物体的全貌，主要是靠漫反射光在眼内的成像。二、光的折射光的折射，是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。折射现象：折射使池水“变浅”、筷子“弯折”、水中人看岸上树“变高”。三、透镜透镜，是透明物质（一般是玻璃）制成，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。1.凸透镜对光起会聚作用：①照相机的镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像；②投影仪的镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，在屏幕上成倒立、放大的实像；③放大镜是凸透镜，成正立、放大的虚像；④远视眼（老花眼）的矫治，应佩戴凸透镜。2.凹透镜对光起发散作用：近视眼的矫治，应佩戴凹透镜。四、海市蜃楼海市蜃楼，常在海上、沙漠中产生，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。

第二节声音一、声音的产生振动产生声——一切正在发声的物体都在振动；振动停止则发声停止。1.音调，即声音频率的高低，由物体振动的快慢决定。（1）物理学中用频率来表示物体振动的快慢，频率的单位为赫兹，符号为Hz。物体振动的频率越大，音调就越高，频率越小，音调就越低。（2）人耳能听到的声音频率是20Hz—20000Hz：①高于20000Hz的声音叫超声波——超声波的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。②低于20Hz的声音叫次声波：次声波的波长很长，不容易衰减、不易被水和空气吸收，能绕开某些大型障碍物发生衍射，所以，某些次声波能绕地球2至3周。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡。③人发出的声音频率大约是80Hz—1100Hz。2.响度：声音的强弱，与物体的振幅有关。（1）声音响度强弱的度量单位是分贝，符号是dB——振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。响度还跟距发声体的远近有关。（2）噪音：声音一旦超过100分贝，就是人们常说的“噪音”。①为了保护听力，应控制声音不超过90分贝——长期生活在90分贝以上的噪声环境中，听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病。②为了保证工作和学习，应控制声音不超过70分贝——70分贝会干扰谈话，影响工作效率。③为保证睡眠和休息，应控制声音不超过50分贝，30—40分贝是较为理想的安静环境。④如果突然暴露在高达150分贝的环境中，鼓膜会破裂出血，双耳会完全失去听力。3.音色：是指声音的感觉特性。不同的发声体由于材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。所以，我们可以根据不同的音色，即使在同一音高和同一声音强度的情况下，也能区分出是不同乐器或人发出的。二、声音的传播1.声音可以传递能量和信息，如超声波洁牙（能量）、语言交谈（信息）。（1）声音靠介质传播，气体、液体和固体都可以传播声音。真空不能传声。（2）声音在介质中以声波形式传播，其传播速度与介质有关：声音在固体中传播速度最快，在液体中第二，气体排第三。（3）声速还与介质温度有关，声音在15℃的空气中的传播速度为340m/s左右。2.回声：声波在两种介质的交界面处发生反射，形成回声。（1）人耳要想区分原声和回声，回声到达人耳要比原声晚0.1s以上。如不到0.1s，则回声和原声混在一起，只能使原声加强。——面对山谷大喊一声，稍后会再听到回音。（2）回声定位：某些动物（蝙蝠，海豚）能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去，利用折回的声音来定向，这种空间定向的方法，称为回声定位。（仿生技术：利用回声可以测距离，如测海有多深、离障碍物有多远）

第三节力学一、摩擦力摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力。1.摩擦力公式：F=μ×

FN。其中，FN为正压力（不一定等于施力物体的重力），μ为动摩擦因数（是数值，无单位）。2.生活中的应用：（1）应增大“有利”摩擦，方法：增加接触面的粗糙程度；增大压力；变滚动为滑动——登山鞋增大摩擦力。（2）应减小“有害”摩擦，方法：减少接触面的粗糙程度；减小压力；变滑动为滚动；使物体与接触面稍稍分离——工程技术中人们使用润滑剂来降低摩擦。二、重力重力指由于地球的吸引而使物体受到的力。生活中常把物体所受重力的大小简称为物重。重力的单位是N，通常用符号G表示重力，公式为：G＝mg，m是物体的质量，g是重力加速度，一般取9.8N/kg。三、压力压力指垂直作用在物体表面并指向表面的力。1.压强是表示压力作用效果（形变效果）的物理量，是垂直作用在物体单位面积上的力或流体中单位面积上承受的力。——受力面积一定，压力越大，压强越大；压力一定，受力面积越小，压强越大——针的针尖有利于省力地刺破物体。2.大气压力：①地球表面上的空气柱因重力而产生的压力——马德堡半球实验证明了大气压的存在。②大气压强和温度、所处的海拔高度等状况有关——温度越高，空气分子运动越强烈，压强越大；海拔高度越高，空气越稀薄，大气压强就越小。3.液体压强的公式是P＝ρgh。所以，液体压强的大小只取决于液体的种类（即密度ρ）和深度h，而和液体的质量、体积没有直接的关系——连通器原理：一般水壶的壶嘴和壶盖在一个高度（如果壶嘴低于壶盖，水壶的水装不满；壶嘴高于壶盖，水不易从壶嘴倒出）。四、浮力浮力指浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力。1.浮力的方向是竖直向上；产生原因是浸在液体或气体里的物体受到的上、下表面压力差。2.物体的沉浮条件，取决于物体所受浮力（F浮）与物体重力（G物）的相对大小——（1）上浮：F浮＞G物；（2）漂浮、悬浮（全部浸于水中）：F浮＝G物；（3）下沉：F浮＜G物。3.应用：①从井里提一桶水，未离开水面前比离开水面后要轻些，这是因为桶受到水的浮力。②曹冲称象。

第四节热一、概念自然界中与物体冷热程度（温度）有关的现象称为热现象。1.温度≠热，人对冷和热会产生生理上的感觉，在温度较高的环境中，人感觉热；在温度较低的环境中，人感觉冷。温度并不是热，温度表示物体的冷热程度，利用温度计可以准确地测量物体的温度。我们说物体吸热和放热，这里的热，指的是能量。2.温度计，是测温仪器的总称，可以准确的判断和测量温度。利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据。温度计制作原理：根据液体的热胀冷缩性质制成的。二、物态变化物质存在的三种状态：固态、液态、气态。物质由一种状态变成另一种状态叫物态变化。1.熔化和凝固熔化，指物质由固态变成液态的现象——熔化吸热。凝固，指物质由液态变成固态的现象——凝固放热。2.汽化，是物质由液态变成气态的现象——汽化吸热。汽化有两种方式：蒸发和沸腾。蒸发：可以在任何温度下发生，但只能在液体表面发生的汽化现象——蒸发吸热，同时蒸发吸热有致冷作用。影响蒸发快慢的因素：①液体的温度越高，蒸发越快；②液体的表面积越大，蒸发越快；③加快液体表面上方的空气流动，蒸发越快。——夏天吹电扇有利于汗液蒸发、可以降低体温。沸腾：在一定温度下在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时的温度称为沸点。——分馏法是利用沸点不同进行分馏，然后精制纯化的方法；利用分馏法加热混合液，可以对混合液进行分离。3.液化：物质由气态变成液态的现象——液化放热。使气体液化的方法：降低温度、压缩体积。使气体液化的好处是缩小体积，方便运输、贮存。——如液化天然气“白气”“白烟”、雾、露水、雨都是水蒸气遇到冷的物体液化形成的小水滴。被100℃的水蒸气烫伤要比100℃的水烫伤更严重，为什么？因为水蒸气液化为水时放热，所以比同温度的水放出的热量更多。4.升华和凝华升华：物质由固态直接变成气态的现象——升华吸热。凝华：物质由气态直接变成固态的现象——凝华放热。霜、雪的形成：空气中的水蒸气遇到冷空气直接凝华变成固态小冰粒。

第五节电磁一、概念（1）电是个一般术语，是静止或移动的电荷所产生的物理现象。（2）电或电荷有两种：我们把一种叫做正电，另一种叫做负电。（3）电流：带电粒子的定向移动，通常以安培为度量单位。（4）电势：单位电荷在静电场的某一位置所拥有的电势能，通常以伏特为度量单位。（5）电磁作用：电磁场与静止或运动中的电荷之间的一种基本相互作用。（6）磁：在电磁学里，当两块磁铁或磁石相互吸引或排斥时、或当载流导线在周围产生磁场，促使磁针偏转指向、或当闭电路移动于不均匀磁场时，会有电流出现于闭电路，这些都是与磁有关的现象。（7）电磁，是能量的反应，是物质所表现的电性和磁性的统称，如电磁感应、电磁波、电磁场等等。所有的电磁现象都离不开磁场；而磁场是由运动电荷产生的。二、效应在大自然里，电的机制给出了很多众所熟知的效应，例如闪电、摩擦起电、电磁感应等。（1）闪电：是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象（一般发生在积雨云中）。【知识拓展】雷声：电荷中和作用时会放出大量的光和热，瞬间放出大量的热会将周围的空气加热到30000℃的高温，造成空气突然膨胀，同时推挤周围的空气，使空气产生猛烈的震动，此时所产生的声音就是雷声。雷电是同时发生的，因为光速比声速快很多，所以我们总是先看到闪电后才听到雷声。（2）摩擦起电：是用摩擦的方法，电子由一个物体转移到另一个物体的结果，而两个物体带上了等量的电荷——摩擦起电的实质是电荷的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质。【知识拓展】两种电荷：自然界中只存在两种电荷。规定丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。（3）电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流。——电磁感应俗称磁生电，多应用于发电机。第六节化学常识一、燃烧燃烧，是可燃物与氧气或空气进行的快速放热和发光的氧化反应，并以火焰的形式出现。1.煤、石油、天然气的燃烧是国民经济各个部门的主要热能动力的来源。2.碳（C）燃烧的化学方程式（煤炭、石油和天然气的主要元素都是碳）①不完全燃烧：2C+O2

==（条件点燃）==2CO（一氧化碳）②完全燃烧：C+O2

==（条件点燃）==CO2（二氧化碳）

3.氢气（H2）燃烧的化学方程式2H2+O2

==(点燃)==2H2O（水）——氢气是最清洁的能源，燃烧只生成水。【知识拓展】在标准状况下，一氧化碳纯品为无色、无臭、无刺激性的气体，极难溶于水。一氧化碳中毒，是含碳物质燃烧不完全时的产物经呼吸道吸入引起的中毒。中毒机理：是一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200～300倍，所以一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息。对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。二、溶液溶液，是由至少两种物质组成的均一、稳定的混合物，被分散的物质（溶质）以分子或更小的质点分散于另一物质（溶剂）中。1.医用酒精是乙醇的水溶液，可用来擦洗伤口，以达到灭菌消毒的目的。医用消毒酒精浓度一般为75%——因为，过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜，阻止其进入细菌体内，难以将细菌彻底杀死。若酒精浓度过低，虽可进入细菌，但不能将其体内的蛋白质凝固，同样也不能将细菌彻底杀死。2.生理盐水：人们平常点滴用的氯化钠（NaCl）注射液浓度是0.9%，可以当成生理盐水来使用。其渗透压与人体血液近似，钠（Na）的含量也与血浆相近——其作为点滴的用途是供给电解质和维持体液的张力；亦可外用，如清洁伤口或换药时应用。三、复分解反应复分解反应是由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。实质：发生复分解反应的两种物质在水溶液中交换离子，结合成难电离的物质——沉淀、气体或弱电解质（最常见的为水），使溶液中离子浓度降低，化学反应即向着离子浓度降低的方向进行。可简记为AB+CD=AD+CB。1.白醋除水垢白醋的主要成份是醋酸（化学式CH3COOH），水垢的主要成分是碳酸钙（化学式CaCO3）和氢氧化镁（化学式Mg(OH)2）。碳酸钙和氢氧化镁都是难溶于水的盐，醋酸可以和碳酸钙或氢氧化镁发生复分解反应，生成新的可溶于水的盐，即除去水垢。方程式如下：CH3COOH+CaCO3==(CH3COO)2Ca+CO2+H2OCH3COOH+Mg(OH)2=(CH3COO)2Mg+2H2O2.盐酸除铁锈铁锈的主要成分为三氧化二铁（化学式Fe2O3），盐酸为HCl的水溶液。属于酸与金属氧化物的复分解反应，生成盐和水。方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

第七节现代宇宙学一、多普勒效应物理学多普勒效应物理学是测定物体运动速度的有力手段。利用光波波长的相对移动量与相对运动速度成正比来测量物体的运动速度。科学家利用多普勒效应证实了宇宙是不断膨胀的大爆炸理论。二、黑洞所谓“黑洞”，是引力场很强的一种天体，就连光也不能逃脱出来。恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。三、宇宙大爆炸在20世纪40年代末，美国物理学家伽莫夫等提出了大爆炸宇宙模型。认为，宇宙起源于160亿年前的一次大爆炸。在大爆炸后，四种基本力，即引力、强力、弱力和电磁力逐一地分化出来。后来，物质形态依次演化为原子、气态物质、各种恒星体系，最后发展成今天的宇宙。第八节生物常识一、生命构成要素基本化学元素：O，C，H，N。化合物：无机化合物----水、无机盐；有机化合物---糖类、脂类、蛋白质(氨基酸、肤键)、核酸(DNA和RNA)。二、血细胞1.细胞的最外面为细胞膜（植物细胞膜外还有细胞壁），膜内是细胞质，它维持细胞里的适当的生理环境，细胞质里有细胞核，还有线粒体、高尔基体(植物细胞还有叶绿体)等细胞器。细胞核是“司令部”。2.血液细胞血液细胞主要包含红细胞、白细胞和血小板。红细胞，也称红血球，在常规化验英文常缩写成RBC，其主要功能是输送氧气。它是血液中数量最多的一种血细胞，成人女性大约为4-5百万/立方毫米血液，男性为5-6百万/立方毫米血液。低于此指标则为贫血。白细胞，旧称白血球。白细胞吞噬异物产生抗体，在机体损伤治愈、抗御病原的人侵和对疾病的免疫方面起着重要的作用，故白细胞也通常被称为免疫细胞。白细胞是一类有核的血细胞。正常人的血细胞数目是4000-10000/微升，机体有炎症(即发炎)时会出现白细胞增多；白细胞减少可有遗传性、家族性、获得性等。其中获得性占多数。药物、放射线、感染、毒素等均可使粒细胞减少，药物引起者最常见。3.血型血型是人类的一种遗传标记，我们平时说的血型通常指的红细胞血型，是指ABO血型系统，有A，B，O和AB四种血型。分类原则为看红细胞上有无A，B抗原，只有A抗原称A型；只有B抗原称B型；无A，B的称O型；有A，B的称AB型。血型又是可遗传的，即每个人有两个基因：A型为AA或AO；B型为BB或BO；O型为OO；AB型为AB。O为隐形遗传基因，不能表现出来。父母各传一个基因给子女，组成子女的血型。三、人体正常指标正常心率：每分钟75次正常体温：36.3－37.2℃四、现代四大生物工程技术现代生物发展新技术的主要内容就是生物工程技术，它包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程四个方面。原理应用基因工程DNA重组转基因胰岛素、杂交水稻、转基因食品细胞工程细胞融合、核质移植染色体或基因移植克隆技术、染色体工程、干细胞工程发酵工程（微生物工程）微生物的特定功能酱油、醋、味精、抗生素酶工程酶的催化功能蛋白酶、加酶洗衣粉第九节能源技术与节能减排一、能源及分类能源是指人类能够获取利用的能量资源。1.按来源分类能源按其来源可分为三类：第一类是来自地球以外的太阳能，包括由太阳能转化形成的化石资源（煤、石油、天然气等）、生物质能、水能、风能、海洋能等资源。第二类是地球本身蕴藏的能量资源，主要是核裂变能、核聚变能及地热能资源。第三类是地球和月球、太阳等天体之间有规律的运动所形成的能源，如潮汐能等。2.按能否再生分类按其能否重复产生，又可分为可再生能源和非再生能源。可连续再生、连续利用的能源称为可再生能源，如风能、水能、太阳能等。经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如原煤、原油、天然气等。3.按使用类型分类按使用类型分类，能源又分为传统能源（又称常规能源）和新能源两种。利用技术上成熟，使用比较普遍的能源叫做常规能源。包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。二、新能源的原理特点与应用原理应用基因工程DNA重组转基因胰岛素、杂交水稻、转基因食品细胞工程细胞融合、核质移植染色体或基因移植克隆技术、染色体工程、干细胞工程发酵工程（微生物工程）微生物的特定功能酱油、醋、味精、抗生素酶工程酶的催化功能蛋白酶、加酶洗衣粉

第十节材料工程一、半导体材料半导体材料是电导率介于导体与绝缘体之间的功能材料，是当代电子信息领域中最重要的新材料。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。单晶硅是主要的半导体材料。近年来开发的低电耗的化合物砷化镓很可能成为继硅之后第二种最重要的半导体材料。二、纳米材料纳米是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100纳米这个范围之间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。纳米材料，是指结构单元的尺寸介于1～100纳米范围之间的材料。其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。三、超导材料荷兰物理学家昂尼斯发现，某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量。这一现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度，叫超导临界温度。超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。高温超导体，它通常是指在液氮温度（77K）以上超导的材料。因此这里所说的“高温”，仍然远低于冰点0℃。第十一节现代科技成就一、航天工程1.1970年“东方红一号”人造地球卫星发射成功2.1975年中国成功发射返回式遥感卫星，3.2016年长征五号火箭（大推力运载火箭）4.2016年全球最大单口径射电望远镜在贵州落成启用（500米口径球面射电望远镜、南仁东）·载人航天2003年神州五号/第一位宇航员：杨利伟2005年神州六号/两位航天员：费俊龙、聂海胜2008年神州七号/三位宇航员：翟志刚、刘伯明、景海鹏/首次太空行走2011年神州八号/与天宫一号成功对接2012年神州九号/景海鹏、刘旺、刘洋（中国首位女宇航员）2013年神州十号/王亚平太空授课2016年神州十一号/与天宫二号对接/时长33天2021年6月17日神舟十二号载人飞船将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，进行了两次太空行走2021年10月16日神舟十三号载人飞船翟志刚、王亚平（女）、叶光富3名航天员送入太空，11月7日航天员翟志刚、王亚平身着中国新一代“飞天”舱外航天服，先后从天和核心舱节点舱成功出舱。·探月工程2007年嫦娥一号/2009年任务完成撞击月球/首颗绕月人造卫星2010年嫦娥二号2013年嫦娥三号探测器/携带玉兔号月球车登月2020年12月1日23时，嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆。2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。·人造卫星2015年北斗系统全球组网首星发射成功2015年悟空暗物质粒子探测卫星2016年墨子号两字科学实验卫星2017年慧眼X射线天文卫星2020年6月23日北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功！·空间站2011年天宫一号2016年天宫二号2017年天舟一号货运飞船2021年4月29日，中国空间站核心舱“天和号”由长征五号B遥二火箭成功送入预定轨道。·火星探测2021年5月15日天问一号着陆巡视器成功着陆于火星2021年5月22日“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。二、国防1964年中国第一颗原子弹装置爆炸成功1964年中国自行设计制造的中近程导弹试验成功1966年中国第一颗装有核弹头的地地导弹飞行爆炸成功1967年中国第一颗氢弹空爆成功2011年歼20试飞我国第四代隐身战斗机2012年歼31战斗机首飞2012年辽宁号航母交付入列2013年运20首飞成功2013年试射东风41洲际弹道导弹2017年