现代科学技术概论自学考试各章综合练习3.doc

《现代科学技术概论》各章综合复习题
第一章 现代科学技术的特点及作用
一、名词解释
1、基础科学（P1）
是研究自然界中物质的结构和各种基本运动形态及规律的学科。担负着探索新领域，发现新现象、新物质、新原理、新规律的任务。主要有物理、化学、生物、天文、地理等。表现为由概念、定理、定律或规律构成的理论体系。
2、技术科学(P2)
是在基础科学理论指导下，研究某类技术的特殊规律，并解决工程技术中带有普遍性问题的科学。技术科学的任务是把认识自然的理论转化为改造自然的能力。技术科学有两方面的特点。一是中介性，技术科学是基础科学的应用，以基础科学作为理论基础，同时它又是工程科学的基础。是将基础科学知识转向实际应用的中间环节，是两者之间的桥梁。二是应用性，技术科学着重研究应用的基础理论。其研究成果对于工程科学有着直接的指导作用。
3、工程科学(P2)
研究把基础科学和技术科学转化为生产技术、工程技术和工艺流程的原则和方法。
l 三者的关系是既相互独立又相互联系、相互促进。基础科学是技术科学和工程科学的基础，起着指导作用，其发展水平反映一个国家的科学水平。技术可续起着中间环节、承上启下的作用，工程科学以基础科学和技术科学为基础，同时又和经济和社会的发展有密切的联系，是生产力发展的最重要的组成部分，是推动经济和社会发展的动力。工程科学的发展状况反映了一个国家的生产力发展水平。
4、实验技术(P2)
是科学实验中采用的技术。或是说为了科学认识而探索自然客体而采用的技术。包括力学实验、物理实验、化学实验和生物实验技术等。
5、基本技术(P2)
与基本运动形态（机械运动、物理运动、化学运动和生物运动）相应的技术。主要有机械技术、物理技术、化学技术、生物技术等。也可以说是在技术科学研究中大量采用的最基本的技术。
6、产业技术(P3)
是由不同劳动过程中的不同技术所组成的更为复杂的系统，一定产业一般与某一类的劳动过程中的技术相关或以其中的某一类的技术为主。简单地说，产业技术就是某一产业或实际生产过程中大量采用的技术。比如建筑业中的建筑技术，通信产业中的通信技术等等。
l 产业的分类(书P6-P7)
一般我们把产业分为三类：第一产业（农、林、牧、渔、采掘业，一般是最艰苦、最原始的行业，这些人基本上属于灰领阶层，以体力活为主，如农民、渔民等。不需要太多的知识和技术，直接从自然界中获取某些东西而不是制造新产品），第二产业（制造业和加工业，稍微有些技术的行业，对一些原材料进行加工，制造出新的东西，从事第二产业的人大多属于蓝领阶层如工人）。第三产业（高技术产业、研究与设计业、金融保险业、文化教育业、商业与服务业等，大多数以智力话为主，体力活为辅，从事第三产业的人以白领居多）。
从技术与产业或经济的关系我们还可以将产业技术分为：劳动密集型产业技术；资本密集型产业技术；知识密集型产业技术
7、小科学(书上P21)
指在科学史上以自然界为研究对象，以认识自然，增长知识为目的，以个人的自由研究为主要方式的科学。
8、大科学(P6)
是指在按照指数规律增长基础上的科学已经成为全社会范围内的，以集体合作形式有计划地进行的事业。基本特点是：科研规模巨大，创造性的集体研究、巨额的科研投资、科研设备庞大复杂、社会化高效的科研组织管理。实施大科学战略应当
：树立大科学观念、建立大科学体制、实行大科学管理、加速大科学流通、培养大科学文化、实施大科学教育、营造大科学环境。
9、高技术(P7)
一般认为：1942.12.2世界上第一座核反应堆的运行标志着高技术的产生。高技术首先是一个科技概念，它与基础科学理论的前沿紧密相连，以最新科学成就作为技术理论的基础；其次高技术是一个经济概念，它与产品、企业和产业紧密相连，总是时最快的速度实现商品化、产业化，创造最大的经济效益。因此，从本质上讲，高技术是指那些对一个国家的经济、政治和军事等各方面的进步都产生深远影响，并能形成产业的技术群。
10高技术体制（P9）
高技术体制是关于高技术活动的体系结构和制度系统的总称，一般包括高技术活动的机构设置、隶属关系、权限划分、运行机制、管理方式和规章制度等方面的内容。高技术活动主要由高技术的研究、开发、生产、销售、服务等环节构成的完整过程，与此相应，高技术体制也是由高技术的研究体制、开发体制、生产体制、销售体制和服务体制构成的有机统一整体。
11、高技术管理（P9）
高技术管理是对高技术工作进行管辖和处理的活动，它是按照高技术自身发展的规律和特点，运用现代管理科学的眼里方法和手段对高技术工作进行的决策，实行有效的计划、组织、指挥、协调和控制的活动，其目的在于合理地、经济地使用人力、物力、财力、信息等资源，确保高技术发展的预定目标的实现。
12、高技术产业（P9）
是指把生产过程和产品建立在高技术基础上所形成的产业，它是一种技术密集度高、技术创新速度快、具有高附加值、节约资源并能对相关产业产生较大辐射效果的新型产业。
高技术产业具有四个方面的特征：首先是投入比例高，这是高技术产业获得竞争优势的根本保证，其次是技术密集度高，这是保证高技术产业获得竞争优势的核心因素。第三、技术创新速度快、产品生命周期短；第四、市场国际化程度高。

13科教兴国（P12-13）
提出科教兴国的背景：有国际和国内两个原因。从国际发展形势来看，科学技术的迅猛发展对世界各国社会的进步产生了巨大的推动作用，给人来的生产和生活方式带来了巨大的影响，从国内发展情况来看，到21世纪中叶，实现我国现代化建设三步走的战略目标是一项艰巨的任务，必须实施科教兴国的战略。
科教兴国的主要内容：邓小平理论是实施科教兴国战略的基石。它首先强调的是加快科技进步，把科技成果转化为现实的生产力，在社会主义市场经济条件下必须把握好五个结合：
科技与经济相结合，近期目标和远期目标相结合，自主研究开发和引进国外先进技术相结合，市场经济和宏观管理相结合，自然科学和社会科学相结合。
其次，坚持教育优先发展。第一是要坚持教育在国民经济中的基础性地位。提高全民族的思想道德和科学文化素养，提高知识创新和技术创新能力，从根本上增强国家的综合国力，使得在激烈的国家竞争中占据主动地位。第二是要深化教育改革，推进素质教育，坚持教育与生产劳动相结合的教育方针，培养适应21世纪现代化建设需要的人才。
实施科教兴国的关键是：科技创新、科技体制改革、科技人才的培养、社会公众科学素养的提高。
14、环境问题（P15）
环境问题是由于自然因素或人类的活动引起环境的结构与状况的变化，对人类或其他生物的正常生存与发展造成各种影响和破坏问题。其核心是环境污染和生态平衡的破坏。环境问题主要包括：大气质量恶化、水污染与水资源短缺，土地资源的流失、生态危机等。
15、资源问题（15）
是指人来社会生存发展的需求与资源的供给之间的矛盾所引发的资源匮乏和枯竭的情况。科学技术应当在扩大资源利用范围和效率的同时，以保护人类赖以生存发展的自然资源为发展目标。
16、可持续发展（16）
是指在社会发展过程中，既满足当代人的需要又不对后代人的需要构成危害。
实施可持续发展，必须依靠科技进步，合理利用科技，减少对不可再生资源的浪费，扩大对再生资源的利用，实现人和自然的协调发展。
17、人文精神
是指尊重人的价值，重视人文文化的作用，强调依靠调动人的积极性来推动社会发展。
18、科学精神
主要指尊重科学技术的价值，重视科学技术的作用，强调依靠科技推动社会的发展。
19、科学
科学是正确反映客观事物的本质和发展规律的知识体系，是人类社会实践经验的概括和总结，是关于自然、社会和思维的严密的知识体系和有目的、有步骤的实践过程。科学回答是什么？为什么？
20、技术
技术是改造自然的手段与方法（加工手段，工艺流程和方法），是科学知识、劳动技能和生产经验的物化形态。技术回答做什么？怎么做？是改造世界的有力武器。技术讲发明，讲创造。
21、863计划
我国的863计划是1986年3月由王大珩、王淦昌、陈芳允、杨家墀等四位科学家提出的《高技术研究发展计划纲要》。列入该纲要的有八个技术群，它们是：生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能源技术、新材料技术和海洋技术。
863等各类计划简介
高技术研究发展计划（863计划）
1986年3月，面对世界高技术蓬勃发展、国际竞争日趋激烈的严峻挑战，邓小平同志在王大珩、王淦昌、杨嘉墀和陈芳允四位科学家提出的“关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议”上，做出“此事宜速作决断，不可拖延”的重要批示，在充分论证的基础上，党中央、国务院果断决策，于1986年11月启动实施了“高技术研究发展计划（863计划）”，旨在提高我国自主创新能力，坚持战略性、前沿性和前瞻性，以前沿技术研究发展为重点，统筹部署高技术的集成应用和产业化示范，充分发挥高技术引领未来发展的先导作用。
l 攀登计划
为了加强国家对基础研究和应用基础研究的支持，推动基础性研究持续稳定地发展，攀登世界科学高峰，国家从1992年起设立“攀登计划”。
“攀登计划”项目的遴选，必须符合以下四个条件之一：(1)属于学科前沿性研究，预测在本世纪末可能取得重大突破；(2)具有重要应用背景，为我国经济建设所急需，国际上很活跃；(3)能发挥中国地理、资源和研究工作特点，可望取得中国特色的成果；(4)已在国际上具有优势，居世界先进水平，将继续取得重大进展的研究。
l 国家科技攻关计划
国家科技攻关计划是第一个国家科技计划，也是20世纪中国最大的科技计划，1982年开始实施。 这项计划是要解决国民经济和社会发展中带有方向性、关键性和综合性的问题，涉及农业、电子信息、能源、交通、材料、资源勘探、环境保护、医疗卫生等领域。
l 火炬计划
火炬计划是一项发展中国高新技术产业的指导性计划，于1988年8月经中国政府批准，由科学技术部（原国家科委）组织实施。
宗旨:实施科教兴国战略，贯彻执行改革开放的总方针，发挥我国科技力量的优势和潜力，以市场为导向，促进高新技术成果商品化、高新技术商品产业化和高新技术产业国际化。
l 星火计划
星火计划是经中国政府批准实施的第一个依靠科学技术促进农村经济发展的计划。中国国民经济和科技发展计划的重要组成部分。1985年5月，国家科委向国务院提出了“关于抓一批短、平、快科技项目促进地方经济振兴”的请示，引用了中国的一句谚语“星星之火，可以燎原”，因而誉名为“星火计划”，意为科技的星星之火，必将燃遍中国农村大地。1986年初，中国政府批准实施这项计划。
二、简答题
1、对于构成现代科技体系的各个方面，分析它们之间的关系
答：现代科学和技术分别由三个层次组成，现代科学包括基础科学、技术科学和工程科学；现代技术包括实验技术、基本技术和产业技术。（P1-3）
其关系参阅书上第八页图1-1以及辅导材料2-3
其要点是：1、基础科学、技术科学和工程科学三者既互相独立，又相互促进、相互影响。基础科学是技术科学和工程科学的基础，起着指导作用。技术科学是将基础知识应用于解决实际问题的中间环节。它是工程科学的基础，又为基础科学提供研究课题和手段，推动基础科学的发展。工程科学是解决实际问题的科学方法和原则，是与经济和社会发展密切相关，是产生力最重要的组成部分，是推动社会发展的强大力量。
与此相对应，实验技术、基本技术和产业技术也是相互独立、相互联系、相互影响
实验技术是基本技术和产业技术的基础。基本技术为实验技术提供必要的仪器设备推动实验技术的发展，又推动产业技术的巨大进步，产业技术与经济部们密切相关。实验技术和基本技术代表了技术水平，而产生技术则代表一个国家的经济水平。
技 术 实 践
科 学 理 论
工程科学
技术科学
基础科学
产业技术
基本技术
实验技术
开发阶段(生产)
应用阶段(技术)

基础阶段(科学)
图2.2-1科技体系结构图

简单地说，基础科学是其他科学的基础，技术科学是基础科学和工程科学的中间环节，它既为基础科学提供手段和课题，又是工程科学的基础。工程科学是两者在实际生活中的应用与延伸。基础科学代表科学水平，技术科学代表生产力。
三个技术之间的关系也是如此。

2、在了解现代科技发展趋势的前提下，对现代科技发展的三化，结合实例进行分析，形成对现代科技发展特征的总体认识。
答：现代科技发展的主要趋势是三化：高速化、综合化、社会化。（书上9）
l 科技发展的高速化表现在两个方面：一是科学技术自身的加速发展。科研规模不断扩大，国际或国际规模的科技项目日益增多（如人类基因组计划，核聚变等等）科研人员的数量急剧增加（1800年不到1000人到现在占人口的1%，预计未来100年为20%）；现代知识更新的周期缩短（以前科学知识是50年增加一倍，而现在是3-5年），技术和技术产品的老化速度加快（著名的摩尔定律：芯片的元件数每18个翻一番）
二是科学技术向现实生产力转化的周期缩短（蒸汽机从发明到应用为100年，内燃机80年，电动机65年，原子能40年，集成电路3年，激光1年）。
l 综合化表现在四个方面：一是科技自身发展的综合；二是科学的技术化和技术的科学化；三是科学技术与人文社会科学的结合；四是科学技术和生产的一体化。
l 社会化表现在：
（1）科技活动主体的社会化；大体经历了由科学家的个人研究→研究所集体研究→国家组织的协调研究→国际间的合作研究。现代科技活动是社会化活动，只有把科技活动主体的自觉性和社会性有机结合起来，把科技成果应用于社会，才能对科技有所推动，活动才有意义。
（2）科技活动过程的社会化：由于科技与生产的一体化，科技研究活动从选题的目的，研究开展的步骤，研究中各方面的协调都体现了社会化；科技成果的确认已经形成了一整套社会性的学术内部规范，成果转化需要通过一定的社会组织形式，如科研产生联合体。成果的推广需要采取科技的社会化传播和教育形式。成果的管理包括奖励制度和国家对科技事业的管理等也具有社会化性质。
（3）科技功能的社会化。一是科学技术是第一生产力，科技的重大进展推动社会的发展。二是科技对社会生活方式产生了积极的影响；三是通过物质生活，社会结构和社会文化，对社会价值观的形成影响；从思维的主体和客体，思维的工具对社会思维方式生产影响。

3、大科学形成的原因是什么？发展大科学的战略有哪些？促进大科学发展的措施？
大科学形成的原因：首先是大科学形成的理论前提确立；其次是先进的生产和实验技术为大科学的发展提供了有力的支撑，是大科学的发展成为可能。第三是科学技术的社会体制化和各种社会条件的形成。
发展大科学的战略有七个：树立大科学观念；建立大科学体制；实行大科学管理；加速大科学流通；培养大科学文化；实施大科学教育；营造大科学环境。
4、高技术的主要特征及社会发展趋势
答案：高技术的主要特征有七个：高智力；高渗透；高投入；高风险；高竞争；高效益；高战略；包括六个方面：电子信息技术；新能源技术；新材料技术；空间技术；海洋技术；生物技术(8)
高技术的社会发展趋势是：高技术体制，高技术管理，高技术产业。
5、马克思关于科学技术与生产力关系的基本观点和邓小平“科学技术是第一生产力”思想的主要内涵有哪些？实施科教兴国的战略意义
l 马克思的观点：第一马克思从资本主义产生的前提阐明了科学技术是生产力；第二、马克思对资本主义社会劳动生产力进行了深入的分析，阐明了科技在生产力中的特点。第三马克思从资本主义生产与科学技术的关系阐明了科学技术是生产力的思想。
l 邓小平的观点：1988年9月邓小平首次突破马克思100年前的说法，提出科学技术是第一生产力的命题。
首先从科学技术的功能角度揭示了现代科学技术是生产力发展中起第一位变革的决定性因素，指出了科学技术的作用已经不再是生产力的外在力量，而是构成现代生产力的内在的重要因素。其次，阐明了现代科技构成了生产力的超前性因素，科技研究是第一生产过程；第三指明了科学技术是现代经济发展最强大的动力和源泉。第四是对传统生产力观念的突破，确立了新的马克思主义生产力的观念。
科学技术是第一生产力的论断，赋予生产力以新的内涵，是对传统生产力概念的重大突破，在现代科学技术的基础上确立了现代生产力的新观念，进一步把马克思主义生产力学说推向一个新的阶段。(12)
l 科教兴国：提出科教兴国的背景：有国际和国内两个原因。从国际发展形势来看，科学技术的迅猛发展对世界各国社会的进步产生了巨大的推动作用，给人来的生产和生活方式带来了巨大的影响，从国内发展情况来看，到21世纪中叶，实现我国现代化建设三步走的战略目标是一项艰巨的任务，必须实施科教兴国的战略。
科教兴国的主要内容：邓小平理论是实施科教兴国战略的基石。它首先强调的是加快科技进步，把科技成果转化为现实的生产力，在社会主义市场经济条件下必须把握好五个结合：
科技与经济相结合，近期目标和远期目标相结合，自主研究开发和引进国外先进技术相结合，市场经济和宏观管理相结合，自然科学和社会科学相结合。
其次，坚持教育优先发展。第一是要坚持教育在国民经济中的基础性地位。提高全民族的思想道德和科学文化素养，提高知识创新和技术创新能力，从根本上增强国家的综合国力，使得在激烈的国家竞争中占据主动地位。第二是要深化教育改革，推进素质教育，坚持教育与生产劳动相结合的教育方针，培养适应21世纪现代化建设需要的人才。
实施科教兴国的关键是：科技创新、科技体制改革、科技人才的培养、社会公众科学素养的提高。
7、高技术对现代社会的积极和负面影响表现在哪些方面?(13-16)，理解可持续发展对促进高科技发展和社会进步的作用
答：积极作用：促进社会生产的发展；引起社会生活方式的进步；引起价值观念和思维方式的提升；负面影响有：环境问题；资源问题；高科技战争问题；法律和社会伦理问题。
可持续发展是指在社会发展过程中，既满足当代人的需要又不对后代人的需要构成危害。实施可持续发展，必须依靠科技进步，合理利用科技，减少对不可再生资源的浪费，扩大对再生资源的利用，实现人和自然的协调发展。
坚持可持续发展不仅可以促进社会的进步，也可以避免高科技的负面影响，保证高科技健康发展。
8、科学文化和人文文化对立的根源？如何结合社会发展的现实，进行高科技时代人文精神的培养？（16-17）
由于近代机械论世界观的影响，理性在科学中的作用被过分强调，一切非理性的因素都被排除出科学而被归属于人文，才出现了科学和人文两个对立的领域，科学文化和人文文化出现了对立。
现代科技的发展无论从科学发展内部还是时代的要求，都呼吁两种文化、两种精神的融合。
高技术时代的人文精神包括：一是对人类的文明传统和文化教养的认同和珍视，用健全的理性去观照人的终极价值，对人的价值，人的生存意义和生活质量进行关注，对他人，对社会，对人类进步事业勇于投入与奉献；二是在“高科技-人-社会-自然”这个大系统中体现出人之为人的素质与品格，把真、善、美作为科技发展的自觉和永恒的追求，既注重高科技对社会发展的作用，又强调科技文明对道德进步的影响，在人类从自然界获得利益的同时，特别注意人与自然的协调。
第二章 现代物理学

一、名词解释
1、伽利略变换：是关于两个（相互作匀速直线运动的）惯性参照系之间的时空坐标的变换：
具体关系为：

上式中带撇的时空坐标为运动参照系中的坐标，而不带撇的时空坐标
为静止参照系中的坐标。伽利略变换是牛顿绝对时空观的一种数学表现形式。
2、以太危机：“以太”一词来源于古希腊，愿意是指高空，笛卡尔最早把它用在科学上，表示一种充满宇宙的能传递相互作用的无质量的物质。因为这个以太并不妨碍大多数物体的运动，所以它的密度一定无限小，但是因为光速很大，所以以太必须具有极其巨大的张力或刚性，以太有弹性，可压缩，无引力，对沉浸在以太海洋中的天体运动有阻滞作用。这个以太是绝对静止的。光速c=3×108m/s就是相对于这个绝对静止的参照系而言的.
如果太阳和以太是相对静止的，那么由于地球的公转，它相对于太阳或以太运动时，地面上的人会测量到以太风对光速的影响，但是19世纪的许多实验，特别是1876-1887年间美国科学家迈克尔逊-莫雷实验表明，以太风根本不存在，这样也就证明了绝对静止的以太坐标系是不存在的，所有的参照系都处于相对运动中。这样牛顿提出的存在着一个“充满以太介质的绝对静止的参照系”的假设和实验事实之间就产生了矛盾，这个矛盾就是所谓的以太危机。
3、狭义相对论的基本假设有两条：第一条叫做狭义相对性原理：物理定律在所有彼此作匀速直线运动的参照系（即惯性系）内都具有相同的数学形式。 第二条为光速不变原理：光在真空中的速度恒定不变，它与光源的运动无关，对任意惯性系的观察者来说都是C。

4、尺缩、钟慢效应：尺缩是指运动的尺（或物体的长度）要比静止的尺（或物体的长度）要短，缩短的程度与它的运动速度有关，并且这种缩短只是发生在运动方向上，其他方向没有发生变化。这种缩短是一种测量的结果而不是观察的结果或视觉上的一种错觉，其根本原因在于测量两端的长度时必须是同时的，而同时具有相对性。 钟慢是指运动的时钟（或任意事件所经历的过程）走得（进行得）比静止的钟（或事件）要慢。这种变慢并非观察的结果或错觉，而是实际测量所获得的结果。这种变慢是所有的一切过程都变慢，包括人的新陈代谢等。
5、爱因斯坦质能关系：，式中的E为物体的能量，m为物体的动质量，
为静止时的质量，c为真空中的光速。它表明：任何有质量的物体内部都蕴含着巨大的能量，质量和能量是相当的，成比例的。它表明了量度物质多少或惯性大小的质量与量度运动的能量之间有一种等价的关系。也表明了宏观上静止的物体内部实际上蕴含着剧烈的运动（因为静止的物体也有能量）。
6、紫外灾难
所谓紫外灾难是指，英国物理学家瑞利和琼斯根据长波段的辐射实验得出了一个经验公式（瑞利-琼斯公式）：, 【式中的表示在某一个特定温度T下，（黑体辐射出的电磁波中）频率为的电磁波（在单位频率间隔内）的辐射功率密度。（焦耳/开） 为波尔兹曼常数。】，这一公式在波长较短或频率较高时（比如紫外线）就会完全失效（因为当频率很大时，也很大，趋向于无穷时也趋向于无穷，而实际上完全不是这样的）。这时必须用维恩公式来处理。
7、普朗克能量量子假说：1900年普朗克为了解决黑体辐射的困难，提出了一个假说：认为黑体相当于一组连续振动的谐振子，振子的能量只能取最小能量的整数倍。黑体辐射或吸收电磁波的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份的能量为一个量子，每个量子的能量与波的频率成正比，即，为普朗克常数。
8、爱因斯坦光量子假说：根据光电效应实验结果，爱因斯坦认为，光在发射、吸收、传播时，能量也是不连续的，而是一份一份的，每一份能量叫做一个光量子，简称为光子。一个光子的能量也为。
l 光电效应方程：
能量为的光子打到金属表面时，金属中的电子或者吸收一个光子或者不吸收，吸收一个光子后电子一方面需要克服库仑引力的束缚，另一方面获得动能，根据能量守恒有：
， 其中的为逸出功，即电子离开金属表面所需要的最小能量。
9、德布罗意物质波假说：
任何（静止质量不为零的）运动物质都具有相应的波伴随着运动，这种与一切运动着的实物粒子相应的波叫做物质波，其频率和波长满足与电磁波相类似的公式即：
，其中的h为普朗克常数。
（对于电磁波来说，这两个公式并不独立，由第一式可以导出第二式，推导如下：
， 但是对于静止质量不为零的实物粒子来说，两个公式是独立的）。
10、测不准关系是由德国物理学家海森堡提出的，具体关系为，其中的分别为坐标和动量的不确定量，h为普朗克常数.其意义为位置测得越精确（越小），动量就越不精确（越大）。反之亦然。它表明：完全与主体无关的，独立于主体之外的客体是不存在的，观察过程成为观察者通过仪器介入客体的过程，这样观察过程就成为观察者、观察仪器、观察客体(对象)的三方面相互作用的过程。
11、原子核的构成：原子核由质子和中子组成
12自然界四种基本相互作用力：强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、引力相互作用力。其中强相互作用力和弱相互作用力都是短程力，强力的作用范围为，弱力的作用范围小于，而电磁力和万有引力为长程力，作用范围没有限制
13、基本粒子的类型：表示基本粒子属性的量有：质量、寿命、电荷、自旋等。根据静止质量的大小可以把基本粒子分为四类：一是静止质量为零的光子,自旋为1，寿命为无限长，参与电磁相互租用。二是静止质量极小的轻子，包括电子，中微子等，自旋为，参与电磁相互作用和弱相互作用。三是质量介于电子和质子之间的介子，包括介子，K介子等。自旋为零，参与强、弱和电磁相互作用。不稳定。四是质量较大的重子，如质子、中子和各种超子等。自旋为半整数，参与强、弱和电磁相互作用。质子很稳定，中子的寿命较长，其他大质量的粒子寿命都很短。重子和介子因为都参与强相互作用，所以又统称为强子。
简单地说：基本粒子可分为光子、轻子、介子和重子四类。
14、夸克模型、夸克幽禁、渐近自由: (P31)
夸克模型：1964年，美国物理学家盖尔曼等人提出了关于强子结构的夸克模型，认为质子和中子等重子由三个夸克组成，而介子有正反两个夸克组成。当时提出的夸克有三种，即上夸克（up），下夸克d（down），奇夸克s，后来又发现了粲夸克c, 底夸克b (base) ,顶夸克t(top). 夸克带分数电荷（或），六种夸克也可以说六味夸克，每种夸克有三种不同的色荷（即红、绿、蓝），六味三色合起来就是6×3=18种，另外每一种夸克都有一种反夸克相对应，所以总共有36种夸克。这里的味和色都是指夸克的不同的状态而已。夸克之间就是通过色荷之间的超强相互作用而结合的，传递夸克之间作用的粒子为色胶子或简称为胶子。
与六种夸克相应，轻子也有六种即电子、电子中微子、子、子中微子、子、
子中微子，每一种轻子有相应的反粒子，所以一共有12种轻子。这样加起来就是48种粒子，再加上光子和引力子，总共为50种。到目前为止，我们的世界可以说就是由这50种不同的粒子所组成。
夸克幽禁就是指在强子内部把夸克分出来时，夸克之间的作用力几乎为无穷大，这种至今无法分离出自由夸克的现象叫做夸克幽禁或夸克禁闭。但是，当夸克之间的距离很小时，夸克之间的结合又是松散的，这叫做渐进自由。
15、裂变、聚变反应
裂变就是指一个重核受到中子或其他粒子的轰击后，分解为两个（或几个）中等质量的核并放出若个中子和能量的现象。聚变就是两个轻的原子核结合为一个较重的核，并放出若干粒子和能量的现象。
16、弱电统一理论和大统一理论
弱电统一理论是把弱相互作用和电磁相互作用统一起来的理论，大统一理论（grand unified theories，GUTs）。试图用同一组方程式描述全部粒子和力(强相互作用、弱相互作用、万有引力、电磁相互作用四种人类目前所知的所有的力)的物理性质的理论或模型的总称。这个理论认为质子不是绝对稳定的。弦理论就是比较流行的一个大统一理论，它认为所谓的点粒子实际上是一个弦，不同的粒子不过是弦的不同振动状态。书上说是26维时空理论，但是其他一些书上认为是10维理论。
二、简答题
1、牛顿时空观的特点
牛顿认为：空间好像是一无所有的绝对静止的无限大的箱子，时间好像是均匀流淌的小河，其流逝的速度是永恒不变的。空间与时间没有任何关系，它们与物质及其运动状态也没有任何关系。空间长度和时间间隔都是绝对的，和观察者无关。
2、以太危机的实质
以太危机就是牛顿所谓的“绝对静止的充满以太介质的参照系”被迈克尔逊-莫雷等一系列实验所否定，它实际上表明了绝对静止的参照系是不存在的，一切运动都是相对运动。
同时以太危机也动摇了牛顿的绝对时空观，为狭义相对论的诞生奠定了坚实的基础。

3、洛仑兹变换和伽利略变换的关系
洛仑兹变换是洛仑兹首先导出的关于两个惯性系之间的时空坐标的变换关系，实际上可以从狭义相对论的两条基本原理导出（见下面的第一式）
（1） （2）
它们两者的关系是：当物体运动的速度远小于光速时，V/c →0，洛仑兹变换就转化为伽利略变换，或者可以这样说，伽利略变换是洛仑兹变换在速度较小时的一个近似变换公式。

4、波粒二象性的含义及实质
波粒二象性就是指任何物质都具有波动性和粒子性。以前认为是纯粹的连续的波（电磁波）后来发现它具有粒子性(能量是不连续的、分裂的)，以前认为是纯粹的实物粒子（如电子，质子等）后来发现它具有波动性（可以产生干涉和衍射等只有波才具有的基本特性）, 但是我们不能简单地认为物质既是粒子又是波，我们只能说物质具有波和粒子的一些基本特性。在某些条件下，物质客体的粒子性表现得比较明显（如光电效应中的光）, 在另外一些条件下，物质的波动性表现得比较明显，如电子通过晶体发生的衍射现象。物质客体或所观察的对象所表现出来的属性与主体认识的目的和介入客体的程度、方式有关，也与它自身运动过程有关。特别注意的是，这里的波并不是一般意义上的完全不可分割的连续的波而是具有离散性质（或粒子性质）的概率波，这里的粒子也不是一般意义上的完全独立的像质点那样的粒子，而是具有波的基本特性（各部分互相联系互相影响，能产生干涉衍射）的粒子，粒子仅仅是指它和别的物体相互作用时其能量（或质量）并不是随意的、可以连续变化的，而是一份一份的。物质的波粒二象性表明，世界上的任何事物本质上都是既对立又统一的矛盾统一体。

5、量子力学的应用及影响(37)
（1）量子力学打开了认识微观世界的新领域。揭示了一切物质都是有分子原子组成，使经典的分子运动论，电子论，电磁学说产生了实质性的革命，开辟了原子物理、核物理、粒子物理等新领域，深化了人类对物质结构的更深层次的认识。
（2）推动了人类自然观、物质观的革命。证实了物体客体的实在性和无限可分性。丰富了人类对主体和客体相互关系的认识，主体、客体和认识手段构成了一个互相依存相互作用的系统。使我们认识到自然界物质运动的统一是复杂多样性的统一
（3）量子力学为丰富和发展马克思主义哲学提供了有益的启示。如主客体之间的关系（科学认识活动不是主体对客体的被动的反映而是主体对客体的能动作用和反映过程），因果关系的复杂多样性（必然性和偶然性既相互对立又相互联接），事物之间的矛盾双方的互相依存性等。

6、物质无限可分性
物质无限可分是一个哲学观念或哲学思想，它表明人类对事物的认识是由表及里，由外到内，由现象到本质，由粗略到细致，层层深入，逐步完善的过程。人类对世界的认识不会永远停留在一个层次，一个角度。19世纪末20世纪初，随着原子结构和各种射线的发现，不仅原子不可再分的观念彻底破灭，而且认识到了实物粒子和场之间可以相互统一、相互转化。人类对物质结构的认识从原子到原子核再到构成物质的基本粒子如：夸克、轻子和媒介子等。这些所谓的基本粒子实际上也不是绝对的、人类无法再深入了解的点粒子。以超弦理论为代表的大统一理论表明，不同的粒子可能仅仅是超弦的不同的振动状态而已。因此人类对世界的认识是永无止境的。但是我们不能简单地把物质无限可分理解为任何物质都可以一二再，再而三地分得越来越小。事实上像电子这样看起来是点状的粒子，并不能简单地把它分为两半或分成N块，无限可分的实质是，人类对事物的认识总是可以逐步加深的。

7、粒子和场的统一性（29）
场和粒子之间存在着不可分割的联系，每一种场都有一种粒子与之相联系，反过来，每一种粒子也可以说是场的一种特殊状态。场通过交换有关中介粒子实现场与粒子之间的相互作用。场和实物粒子的统一性表现在粒子和场在一定条件下可以互相转化（如一对正负电子相遇可以湮灭为一对光子，即电磁场。反之，电磁场在核附近也可以转化为正负电子）。

8、物理学探测物质结构的基本方法
基本方法是用一些质量较小的粒子（如粒子、质子、中子、电子等）通过适当的加速装置加速后轰击原子、原子核或其他一些粒子，再通过适当的装置如威尔逊云雾室、闪烁计数器等观察撞击后出现的一些现象，特别是新粒子的运动情况和特性等，然后再通过分析推理验证新假说或提出新理论。

9、对现代的物理学革命作出重要贡献的科学家对待传统理论和新的实验事实的矛盾采取什么态度？
现代物理学革命主要表现在两个方面，即相对论和量子理论的创立。作为相对论的创立者——爱因斯坦，在对待传统理论（如牛顿力学）和实验事实（如迈克尔逊-莫雷实验）的矛盾时，采取的态度是勇敢地抛弃传统的错误观念（如绝对时空观，以太），以全新的思想和观念来创立一种新的理论。在抛弃传统错误观念的同时，也要注意传统理论中合理的成分，注意新旧理论之间的过渡和衔接，把旧理论作为新理论在一定条件下的近似。
量子论的创立者普朗克、对量子力学作出重要贡献的科学家如玻尔、薛定谔、海森堡、玻恩、狄拉克、费米等在对待传统理论和实验事实之间的矛盾时也是这样，既彻底地、毫不犹豫地抛弃传统思维中的错误观念，以大无畏的精神勇敢地提出一系列崭新的观念（如能量量子化、物质波、概率波等），创立崭新的理论。同时又注意把旧理论作为新理论在一定条件下的近似。这就是哲学上讲的扬弃，即在继承中创新，在创新中继承。
三、复习思考题
1、牛顿的时空观有什么特点，以太是怎样被否定的？
他认为时间和空间都是绝对的，时间和空间无关，同时它们又都和物质及其运动无关，与观察者无关。空间似乎是一无所有的、无限大的、绝对静止的箱子，而时间流逝的速度是永恒不变的。迈克尔逊-莫雷实验以及其他一些实验证明了，绝对静止的充满以太介质的参照系是不存在的。
2、试述爱因斯坦对建立狭义相对论的贡献
爱因斯坦彻底抛弃了以太和绝对静止的参照系，根据大量实验事实提出了两条基本原理，狭义相对论原理（物理规律在所有的惯性系中都有同样的数学形式）和光速不变原理（光在真空中的速度恒定不变，与任何东西无关）。并在此基础上，根据严密的数学推理得出了洛仑兹变换，并由此导出了新的速度和加速度变换公式。得出了（不同地点）同时的相对性、尺缩钟慢效应、横向多普勒等一系列相对论运动学效应。另外还提出了四维时空的概念，依据四维时空中的动力学方程（即四维力和等于四维动量对固有时的变化率）和协变性要求（不同参照系中必修有相同的数学形式）及其他一些基本概念，导出了著名的质能公式，动质量和速度的关系式等等。 为人工释放核能（如原子弹、氢弹、核电站等）以及解释恒星中的能量来源打下了坚实的理论基础。 狭义相对论不仅在解决高速运动问题时是必须的，在微观领域，对量子力学的建立和完善也有很大的作用。它是自牛顿力学建立以来，人类对时空观的一次大变革，它使我们对物质、时间、空间和运动及其相互关系的认识有了质的飞跃。
3、试述伽利略变换和洛仑兹变换的区别和联系
伽利略变换本质上是牛顿绝对时空观的数学表达形式，是部分实验加上主观想象的产物，它只适用于速度很小（与光速相比）时的情况。而洛仑兹变换是在狭义相对论的两条基本原理基础上通过严密的数学推理得出的。是时间、空间和运动不可分割，相互联系、相互影响的具体数学表现。 当速度远比光速小得多时（即V/c可以认为是零）洛仑兹变换就化为伽利略变换，因此伽利略变换不过是洛仑兹变换在低速下的近似表达。

4、狭义相对论的基本假设是什么？应当如何理解？
有两条：第一条叫做狭义相对性原理：物理定律在所有彼此作匀速直线运动的参照系（即惯性系）内都具有相同的数学形式。 第二条为光速不变原理：光在真空中的速度恒定不变，它与光源