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1、第四章现代技术第四章现代技术 能源 材料 信息及综合运用本章涉及的内容第第1 1节节 能源与材料技术能源与材料技术一一.文明发展的两条主线文明发展的两条主线1.1.能源利用能源利用2.2.材料利用材料利用二二.现代能源现代能源1.1.能源与能源问题能源与能源问题2.2.核能的开发应用核能的开发应用3.3.可再生能源可再生能源三三.现代材料现代材料1.1.不断发展的新材料技术不断发展的新材料技术2.2.超导材料超导材料3.3.纳米材料纳米材料 本章涉及的内容第第2 2节节 信息及光电技术信息及光电技术计算机技术计算机技术1.1.计算机技术的萌芽计算机技术的萌芽2.2.二进制逻辑和程序控制思想二进
2、制逻辑和程序控制思想3.3.计算机技术的发展计算机技术的发展二二.传感器技术传感器技术1.1.基于各种原理的传感器基于各种原理的传感器2.2.传感器的广泛应用传感器的广泛应用三激光技术三激光技术1 1激光原理和激光器激光原理和激光器2 2技术应用技术应用 本章涉及的内容第第3 3节节 生物技术、人工智能生物技术、人工智能一一.生物技术生物技术1.1.酶工程与微生物工程酶工程与微生物工程2.2.细胞工程细胞工程3.3.基因工程基因工程二二.人工智能人工智能1.1.人工智能的诞生和发展人工智能的诞生和发展2.2.人工智能的领域人工智能的领域3.3.机器人机器人 本章涉及的内容第4节 海洋与空间技术
3、一.海洋技术1.海洋探测2海洋资源二空间技术1.运载工具2.人造卫星和空间站3.载人航天 第1节 能源与材料技术 n n能源、材料和信息鼎足三分，支撑起现代文明的大厦。n n我们完全可以把对能源与对材料的利用史看作是整个人类文明历史的一个缩影。一.文明发展的两条主线 1.能源利用 n n火火是是人人类类最最早早利利用用的的能能源源，“火火使使人人类类脱脱离离了了动动物物界界”。公公元元前前20002000年年前前后后，人人类类开开始始使使用用火火来来冶炼金属。冶炼金属。n n农农业业文文明明所所使使用用的的能能源源主主要要来来自自农农业业生生产产自自身身获获取的生物燃料；取的生物燃料；n n工
4、工业业文文明明开开始始以以后后，煤煤炭炭是是第第一一种种大大规规模模开开采采的的矿矿物物燃燃料料、其其主主导导地地位位持持续续了了200200年年。由由于于石石油油能能源源的的发发现现和和利利用用，才才有有了了内内燃燃机机的的发发明明和和现现代代交交通通工工具具的的出出现现。电电力力的的使使用用将将人人类类社社会会推推进进了了巨巨大也是关键的一步。大也是关键的一步。2.材料利用 n n原始文明时期，人们利用的材料主要是自然物。陶是人类最早学会制造的人工材料、这一工艺也为冶炼金属进行了技术上的准备。n n近代以来的工业文明开始了对矿物材料的大规模利用。n n20世纪后半叶以来，人类开始进入对材料
5、节省、替代、多元化、深度开发和循环利用的时代，这是信息文明的重要标志之一。二.现代能源 1.能源与能源问题 n n近百年来，世界能源消耗增加了20倍。化石能源储量有限，其广泛使用对自然生态和环境产生破坏性影响。n n占世界人口1/4的工业化国家，消耗世界能源的3/4；n n本世纪中叶天然气和石油将告罄、煤炭开采维持不足200年，能源危机已迫在眉睫。2.核能的开发应用 n n核能是原子核结构发生变化时产生的能量；在使用上是指重核裂变和轻核聚变所释放的巨大能量。n n利用受控核裂变释放的能量、加热水蒸气推动发电机，是核电站的基本运行方式。n n使核聚变释放的能量转变为电能的关键是对核聚变过程进行人工控制。3.可再生能源 n n太阳能 n n氢能n n地热能 n n生物能n n风能n n海洋能 三.现代材料 1.不断发展的新材料技术 n n先进金属材料n n新型无机非金属材料n n高分子合成材料n n复合材料n n电子信息材料 2.超导材料 n n零电阻效应n n迈斯纳效应3.纳米材料 n n表面效应n n体积效应 小结 现代文明的物质基础n n能源是工业文明的动力源泉n n材料是工业文明的物质基础n n现代文明依靠能源、材料、信息的支持