现代科技概论知识点总结.docx

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现代科技概论知识点总结

现

代

科

技

概

论

刑事司法学院

1706班

李博

现代科技概论知识点总结

第一章：

总论

1.863计划：

（国家搞技术研究发展计划）

1986年3月王大珩（heng）、王淦（gan）昌、杨嘉墀（chi）陈芳允

目的:

提高我国自主创新能力，坚持战略前瞻性，充分发挥搞技术引领未来的先导性作用。

涉及领域：

生物技术：

优质、高产、抗逆的动植物新品种主题基因工程药物、一秒和基因治疗主题、蛋白质工程主题、糖生物工程主题

航天技术：

研究发展性能先进的大型运载火箭。

信息技术领域：

智能计算机系统主题；光电子器件和光电子、微电子系统集成技术主题；信息获取与处理技术主题；通信技术主题；

激光技术领域：

激光技术

自动化技术领域：

计算机集成制造系统主题；智能机器人主题。

能源技术领域：

燃煤磁流体发电技术主题；先进核反应堆技术主题。

新材料领域：

高技术新材料和现代科学技术主题

海洋技术领域：

海洋探测与监视技术主题、海洋生物技术主题、海洋资源开发技术主题

专项：

水稻基因图谱

航空遥感实时传输系统

HJD-04E型大型数字程控交换机关键技术

超导技术

高技术新概念新构思探索

增强中国综合国力

2.中国最早的高新技术产业开发区：

1985年建立的深圳科学工业园

第二章：

自然科学的基础学科

1.科学的分期：

16世纪以前：

古代自然科学

16到19世纪：

近代自然科学

20世纪以后：

现代自然科学

2.自然科学的6大基础学科：

数学、物理学、化学、天文学、

地球科学、生物学

现代科学技术的三大支柱：

材料科学技术——物质基础

信息科学技术——智慧

能源科学技术——动力

第三章:

材料科学技术（重点）

1.材料的发展：

（人为的按时间划分）（并非淘汰制，而是共存）

（1）第一代天然材料：

原始社会生产力低所用材料存在于自然界的动物、植物、矿物

（2）第二代烧炼材料：

生产技术进步对天然材料加工、改造

后出现制陶、冶金

烧炼材料是烧结材料和冶炼材料的总称

（3）第三代合成材料：

包括化工合成、超轴元素、特种合金

（4）第四代设计材料：

利用物理化学等知识自行加工（复合材料）

（5）第五代智能材料：

近三四十年研制的新型材料。

2.材料的分类：

P53-54

根据材料的来源分：

天然材料和人工材料

根据材料的用途、性能分：

结构材料和功能材料

根据材料的成熟度分：

传统材料和新兴材料

根据材料的化学成分分：

金属材料、无机非金属材料、

有机高分子材料、复合材料

3.材料科学技术概念：

从总体上研究材料的种类、功能、基本结构和性能之间的关系以及新材料的研制和应用的科学。

4.材料科学技术的重要性：

（1）材料是人类社会存在的物质基础

（2）材料是现代科学技术进步的前提

（3）新材料促进了工业产品的升级换代（新材料是工业产品升级换代的关键）

（4）新材料是克服能源短缺的重要途径之一。

补充：

（5）新材料是人类文明社会的先导

（6）材料是进行各项建设、发展基础工业与开发新技术、

新产业的支撑和基础。

5.金属材料：

金属单质及其合金构成的材料。

（钢铁是目前应用最广泛的金属材料）

6.钢铁合金的分类：

含碳量低于0.04%：

熟铁/纯铁——韧性和塑性较好

含碳量大于2%：

生铁/铸铁——硬、脆、几乎没塑性、硬度高

含碳量0.04%-2%：

钢——强度高、韧性塑性好

7.新兴金属材料：

（一）彩色不锈钢：

性质：

优良的机械性能、耐腐蚀性能、耐磨性、

耐热性、丰富多彩的美丽光泽

具有反射、折射、吸收光的特性

应用：

高层建筑、桥梁设计、室内外装潢、

商品广告、橱窗陈列、体育用品、

工艺美术品、机器造型设计、家用电器设计

（二）金属玻璃：

性质：

硬度是常规钢铁的2倍，耐腐蚀性比最好的不锈钢高1000倍，10^6℃/s的冷却速度，刚柔并济，但不透明

应用：

军事上制造枪炮子弹、导弹、装甲车

体育上高尔夫球杆。

电脑、手机外壳等

补充：

（三）高强高模纤维：

性质：

高强力、轻质量

应用：

工业化生产

8.传统的无极非金属材料：

（硅酸盐材料，含SiO2）陶瓷、玻璃、

水泥、耐火材料

（新型硅酸盐材料：

刚玉、高技术陶瓷、碳化物、硼化物等）

9.光导纤维的优点：

1.信息量大。

每根光导纤维理论上可同时通过10亿路电话。

2.原料来源广：

石英玻璃

3.质量轻、不怕腐蚀、铺设方便

4.成本低：

每公里1万元

5.性能好：

不发生电辐射、抗电磁干扰、保密性强

10.三大有机高分子合成材料分类：

合成橡胶、合成纤维、塑料

11.复合材料概念：

复合材料是以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成的材料。

复合材料特征：

1.至少包括2种以上独立化学相（组元）

2.按照性能要求人为设计和制造（有别于一般天然材料）

3.具有各单一组元所没有的综合优良性能（有别于一般混合物）

12.复合材料分类：

纤维增强复合材料、细粒复合材料、层叠复合材料

13.先进复合材料三高一低性能：

高强度、高模量、耐高温、低密度

14.纳米材料性质、纳米材料、纳米材料应用（简单看P69-70）

15.智能材料：

形状记忆合金：

特征：

由它内部晶体结构决定的：

可逆转变结构

应用：

宇航事业、医疗器械、能源开发利用

感温磁钢：

磁性随温度高低而变化的磁性材料

应用：

“热自动控制”e.g.电饭锅

16.两种功能材料：

能源材料、信息材料（简单看P73-77）

第四章：

能源科学技术（重点）

1.能源的概念（两种形式）：

能源是指能够提供某种形式能量的资源。

提供某种形式能量的物质资源——煤炭

提供某种能量的物质运动形式——风能、太阳能等

2.能源的分类：

（重点）P80-81

一次能源：

煤炭、石油、天然气、风能、水能、地热能、核能、太阳能、波浪能、潮汐能、生物质能和海洋温差能

按生成方式

二次能源（人工能源）：

电能、氢能、汽油、柴油、煤气

蒸汽、重油、液化石油气、酒精、沼气、焦炭

可再生能源：

太阳能、风能、水能、潮汐能、

生物质能、地热能

按能源形式和再生性非可再生能源：

煤炭、石油、天然气、核燃料

按能源来源：

1.来自地球外部天体的能源：

太阳能、化石燃料、风能、

水能、矿物能

2.来自地球内部的能量以及地球和其他天体相互作用二产生的能量：

核能、地热能、潮汐能

按能源的储存状况：

1.含能体能源（物质形式存在）：

植物燃料、化石燃料

2.过程性能源（运动形式存在）：

风能、水能、潮汐能、太阳能

按能源利用状况：

1.常规能源（传统能源）：

煤炭、石油、天然气、

水能、重核裂变

2.新能源：

太阳能、海洋能、风能、地热能、

生物质能、核能/轻核聚变

小练习：

生物质能：

一次能源、可再生能源、

来自地球外部天体的能源、含能体能源、新能源

重核裂变：

一次能源、非可再生能源、

来自地球内部的能源、含能体能源、常规能源（传统能源）

3.能源和环境的关系：

各类能源的开发利用对环境产生了不同程度的不利影响：

1、煤炭的开发利用对环境的不利影响。

煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏,威胁生物栖息环境。

煤炭消费过程也排放温室气体,造成全球性环境问题。

2、石油和天然气勘探开采和加工利用对环境的不利影响。

井喷事故；使土壤盐渍化；对海洋生态系统产生严重影响；在交通运输业，机动车尾气等造成大气污染，排放一氧化碳等污染物；

3、水电开发对环境的不利影响。

截流造成污染物质扩散能力减弱，水体自净能力受影响；淹没土地、地面设施和古迹，影响自然景观，尤其是风景区；泥沙淤积会使上游河道截面缩小，河床抬高，下游河岸被冲刷，引起河道变化；改变地下水的流量和方向，使下游地下水位升高，造成土壤盐碱化，等等。

4、核能开发利用对环境的影响。

核燃料生产和辐射后燃料的处理造成的少量放射性污染问题等。

5、可再生能源开发利用对环境影响的不利影响。

如风能开发中，风机会产生噪声和电磁干扰，并对景观和鸟类产生负面影响等。

太阳能开发也会产生不利环境影响，主要是占用土地、影响景观等。

4.温室气体有哪些：

温室气体指任何会吸收和释放红外线辐射并存在大气中的气体。

京都议定书中控制的6种温室气体为：

二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化合物（HFCs）、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6）。

5.太阳能：

是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。

优点：

普遍、无害、长久、巨大

缺点：

不稳定、不集中、不易保存

太阳能的光热转换：

利用反射、吸收或其他方式把太阳能集中起来转换成足够高温的过程。

应用：

太阳灶、太阳能热热水器

太阳能的光电转换：

把太阳能转化成电能的过程。

通常称“光生伏打效应”

应用：

太阳电池：

航天领域、路灯、信号灯、通信电源等.

太阳能的光化学转换：

将太阳能转化成化学能。

植物的光合作用

分解水制氢

6.核能：

来自原子核内部的能量：

重核裂变、轻核聚变

7.重核裂变、轻核聚变的实现条件P86.88

8.重核裂变的应用：

核电站（核反应堆）的5个组成部分：

堆芯、中子反射层、冷却系统、控制系统、保护层

9.水力发电的特点：

①可再生性②可调节性③洁净性④综合利用⑤对经济发展有带动作用⑥工程投资量大、建设周期长⑦对生态的作用目前还存在争议

10.氢能的利用：

1.宇航器的燃料

2.石油的代替燃料

3.氢燃料电池发电

11.生物质能：

太阳能通过光合作用以生物的形态存储的能量，包括农林牧以及水生作物资源含有的能量。

12.生物质能的应用：

1.直接燃烧（燃烧：

氧化反应）

2.生物化学转换沼气CH4

生物质液体燃料

（利用高粱／淀粉制乙醇）

3.热化学转化

【直接燃烧的缺点：

1.生物质的转化率在20%-40%之间。

2.产生大量的二氧化碳】

13.沼气的组成成分：

甲烷50%-70%，二氧化碳25%-40%，氢0.5%-2%，一氧化碳0.5%-1%。

此外，还含有少量的氮气、氨、硫化氢等。

14.节能的概念：

应用技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和

社会都可以接受的方法，有效地利用能源，

提高用能设备或工艺的能量利用效率。

15.节能的重要性：

减轻能源和环境压力

【第五能源：

与煤炭、油气、水力、核能并举以解决能源的根本途径。

】

第五章：

信息科学技术（重点）

1.信息：

（消息中有用的部分）可执行、有数据、有具体事例、有用

2.人们用来表达信息的主要形式：

文字、声音、数据、图片

3.信息科学的三大体系结构：

信息论、控制论、系统论

4.信息技术的概念：

以电子技术，特别是微电子技术为基础，以计算机技术、通信技术和控制技术三者的综合体为核心的技术群。

【信息技术≠计算机技术】

5.现代信息技术的三个层次：

（一）信息基础技术：

1.微电子技术（即是基础技术也是核心技术）

2.光子技术

3．光电子技术

4.分子电子技术

（二）信息主体技术：

1.信息获取技术：

传感技术、遥测技术、遥感技术

2.信息处理技术

3.信息传输技术：

光纤通信、激光通信

4.信息存储技术

（三）信息应用技术（3A技术）：

工厂（FA）／办公（OA）／家庭（HA）自动化

6.试论信息技术的应用以及存在的问题

7.微电子技术的地位：

被看作是新技术革命的核心技术。

【集成电路：

IC】

8.四微：

微观电子运动、微米级、微小尺度、微型芯片

9.我国微电子技术状况：

1965年，我国制造出了第一块集成电路

比世界上最早的（1959年）晚了6年

10.电子计算机应用的主要领域：

数据处理、数值计算、过程控制、文字处理

11．现代通信技术有哪些：

移动通信技术、程控数字交换技术、

卫星通信技术、光纤通信技术、

数字通信技术、多媒体通信技术、

计算机网络通信技术、蓝牙技术

12.卫星通信（地球静止通信卫星——联系空间科学技术有关章节）

13.光纤通信技术：

原理：

全反射原理、光线导光机理

优点：

1.容量大、传速快2、抗干扰、耐辐射、保密好3、耐温适应性强4.衰减率低、损耗小5.抗拉抗压力强6.多功能传输7.体积小、重量轻、成本低8.资源丰富

14.信息技术的巨大影响：

（一）信息社会化的加速器

（二）现代产业结构的变革器

（三）军事改革的推进器

（四）就业转向的催化剂

15．信息技术的发展方向：

综合化、量子化、分散化、微细化、实用化

第六章：

环境科学／环境工程（重点）

1.环境的概念：

（在环境科学中）指的是以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体。

2.环境问题的概念：

广义：

由自然力或人力引起生态平衡破坏

狭义：

由于人类的生产生活活动，使自然生态

系统失去平衡，反过来影响人类生存发

展的一切问题。

3.环境问题的分类：

原生环境问题／第一环境问题：

地震、洪涝、

干旱、滑坡、火山等自然灾害

次生环境问题／第二环境问题：

环境污染+生态破坏

环境污染：

大气／水／土壤／生物／噪声／热／放射性／电磁辐射污染

生态破坏：

乱砍滥伐-森林植被破坏，过度放牧-草原退化，

大面积开垦草原-沙漠化，滥采滥捕-物种灭绝、危及生物多样性

植被破坏-水土流失等等。

4.全球八大公害事件

5.水体（水环境）：

水本身及水体中的悬浮物、溶解物、底泥、水生生物等。

6.水体中的污染物质：

无机无毒：

颗粒状污染物、酸、碱、无机盐、氮磷

无机有毒：

氰化物、砷化物、重金属等

耗氧有机：

动植物残体、生活／工业污水中的碳水化合物、

蛋白质、脂肪等易被微生物分解的有机化合物

有毒有机：

酚、多环芳烃、多氯联苯、农药、石油污染等

7.废水的处理方法：

物理：

沉淀法、浮选法、蒸发法

化学：

中和、萃取、氧化还原

生物：

利用自然界微生物将有机物分解和转化

8.城市污水三级处理：

机械处理、生化处理、深度处理

9.大气圈分为哪五层：

对流层（每升高100米气温下降0.65度）平流层（空气干燥、比较稳定，高度大约至55km左右）、中间层（离地表55-85km，到中间层气温课降至-100度）、热层（85km-800km，顶部气温高达750k-1400k）、散逸层

10.大气污染物分类：

按存在形态分：

颗粒污染物、气态污染物

按形成过程分：

一次污染物／原发性污染物（直接形成的）：

二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、颗粒物、

碳氢化合物、烟尘等。

二次污染物／续发性污染物（由一次污染物在物

理、化学或生物因素作用下发生改变的）：

光化学烟雾、硫酸盐气溶胶

11.大气污染危害：

酸雨（PH<5.6）:

森林枯萎、土壤酸化、

水体变酸、建筑物腐蚀、水生生物灭绝

光化学烟雾：

刺激眼睛和上呼吸道，引发哮喘、

降低视力、机体缺氧、头痛、

肺气肿、损害中枢神经

12.大气污染的控制：

调整能源结构、植树造林、治理污染源、

制定法规，加强管理。

13.噪声污染传播过程三个阶段：

噪声源、传播途径、接受者

14.世界环境日：

6月5日

第七章：

激光科学技术

1.激光的产生：

（原理：

受激辐射）

（一）激光产生的物理过程：

受激辐射而得到的加强光

（二）产生激光的苦难：

受激吸收>受激辐射

（三）产生激光的方法：

粒子数反转

2.激光的英文缩写：

laser（LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation）

意思是：

受激辐射的光放大

3.激光的特性：

高亮度、高方向性（定向发光）、高单色性、好的相干性

4.激光器的三个组成部分：

工作介质——激光产生内因

谐振腔——激光的震荡放大器

激励能源——粒子搬运的动力

5.激光的应用：

工业加工：

打孔、切割、焊接、热处理

激光在通信中的应用：

激光通信／光线通信

农业：

诱育变种——培育优良品种

医学：

外科手术、眼科（视网膜、青光眼、

近视眼）、牙科（除牙腐质等）、治疗皮肤病

信息处理：

激光打印、激光圆盘（光盘）等

军事：

激光测距／激光模拟训练技术等

第八章：

生物工程（重点）

1.生物工程的核心（四大分支）：

基因工程、细胞工程

酶工程、发酵工程

2.生物工程：

一般认为是以生物学（特别是、微生物学、遗传学、

细胞学）的理论和技术为基础，结合现代工程技术，

充分运用分子生物学成就，自觉地操纵遗传物质，定

向地改造生物或其功能，以生产大量有用代谢产物或

发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

3.细胞工程的应用：

（1）优质植物快速培育与繁殖

（2）动物胚胎工程快速繁殖优良濒危品种

（3）新型动植物品种的培育

（4）在医学器官修复或移植中的应用

（5）制备转基因动植物的生物反应器

（6）珍稀动植物资源的保存与保护

（7）在遗传学中，发育生物学等领域的理论研究

（8）在能源、环境保护等领域的应用

4.基因工程：

在分子水平上，用人工的方法将甲种生物的遗传物质

与乙种生物的遗传物质重新组成一体，这种人为的进

行遗传物质（DNA或RNA）的重组，就是基因操作或

DNA重组。

5.基因工程的应用：

基因诊断（DNA）和治疗：

遗传病

医药领域：

胰岛素、乙肝疫苗

农药：

杂交品种

工业：

消毒

环境保护领域：

利用基因工程制成的DNA探针进行环境检测

军事领域：

基因生物武器

6.克隆：

生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成

的基因型完全相同的后代个体组成的种群。

7．转基因食品：

把动植物的基因加以改变，在制备出具备新特征的食品种类。

8.谈生物技术的影响（利弊）：

利：

农业／医药／能源（利用生物技术发展新型燃料电池）／环境治理

弊转基因弊端：

对生态系统造成破坏／杂交新品种可能对其他

生物不利／对食物链造成破坏

处理措施——需要进行完善的检测

克隆弊端：

生态演化出现逆向颠倒／文化趋向与天人合一、

回归自然相悖／造成道德伦理问题及人权问题

处理措施——人类联合行动、避免“克隆人”

的出现，使克隆技术造福人类社会。

其他弊端：

可能引发环境问题：

生物技术在农业应用中可能

导致生物多样性破坏——破坏性较小、预防为主

第九章：

空间科学技术（重点）

1.空间／外层空间（大气层以外）：

太阳系以内——航天

宇宙航行

太阳系以外——航宇

2.几个基本概念：

航空——在地球表面的大气层内航行

航天——在大气层以外、太阳系以内航行

航宇——太阳系以外航形

宇宙航行——航天+航宇

3.空间技术的发展（了解-世界+中国）P189-192

4.三个宇宙速度：

第一宇宙速度／环绕速度：

7.91km／s

第二宇宙速度／脱离速度：

11.19km／s

第三宇宙速度／逃逸速度：

16.65km／s

5.航天器：

载人飞船、卫星、空间站（轨道站）、探测器、

航天飞机（即是航天器，又是运载器）

【按应用分类】科学卫星

人造卫星：

应用卫星：

通信／气象／侦查／导航／地测

无人航天器技术实验卫星

空间平台

航天器探月球

空间探测器

探行星

载人航天器：

载人飞船／空间站／轨道飞行器／航天飞机

补充：

标准化公用舱——保障系统

航天器分为两个舱

专用设备舱——专用系统

6.运载器／运载工具：

将动能和势能传递给航天器，使其进入预定轨

道。

【目前有两类运载器：

多级运载火箭、空间运输系统】

7.空间技术的应用与展望：

（简单看）P203-204

第十章：

海洋技术

1.海洋技术海洋探测技术

海洋资源开发技术

2.丰富的海洋资源：

（一）海洋生物资源

（二）海洋矿藏资源：

（1）海洋油气资源（占总油气资源的50%）

（2）锰结核

（3）海底热液矿床

（4）滨海砂矿

（三）海洋能资源：

（可再生能源）海洋生物能、海洋地热能、

潮汐能、海流能、波浪能、温差能、盐差能

（四）海水资源

（五）海洋空间资源