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一、自然知識

1．地球

地球是一個北極稍凸，南極略凹，外部地形起伏多變的球體。長半軸6378．245千米，短半軸6356．863千米，平均半徑6371．118千米的梨狀體。地球上29％是陸地，71％是海洋。

2．地理現象

(1)地震

地震就是地球表層的快速振動，又稱為地動。2008年5月12日，在我國四川省汶川發生了震級為8．0的地震，直接嚴重受災地區達10萬平方公里。

(2)臺風

臺風和颶風都是產生于熱帶洋面上的一種強烈的熱帶氣旋，只是發生地點不同，叫法不同，在北太平洋西部、國際日期變更線以西，包括中國南海范圍內發生的熱帶氣旋稱為臺風；而在大西洋或北太平洋東部的熱帶氣旋則稱颶風。臺風經過時常伴隨著大風和暴雨天氣，風向呈逆時針方向旋轉。

(3)海嘯

海嘯是一種具有強大破壞力的海浪。當地震發生于海底，因震波的動力而引起海水的劇烈起伏，形成強大的波浪，向前推進，將沿海地帶——淹沒的災害，稱之為海嘯。

(4)泥石流

泥石流是山區溝谷中，由暴雨、冰雪融水等水源激發的，含有大量的泥沙、石塊的特殊洪流。在很短時間內將大量泥沙、石塊沖出溝外，在寬闊的堆積區橫沖直撞、漫流堆積，常常給人類生命財產造成重大危害。

(5)洪水

大雨、暴雨引起洪水暴發、河水泛濫、淹沒農田、毀壞農業設施等。自然災害中，洪水造成的死亡人數占全部自然災害的75％，經濟損失占全部經濟損失的40％。中國、孟加拉國是世界上水災最頻繁的地方。

3．太陽系

太陽系由太陽、八顆行星(原先有九大行星，因為冥王星被剔除為矮行星)、66顆衛星以及無數的小行星、彗星及隕星組成的。

行星由太陽起依次往外的順序是∶水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

4．銀河系

銀河系是地球和太陽所屬的星系。因其主體部分投影在天球上的亮帶被稱為銀河。銀河系約有2000多億個恒星。其中90％是恒星，10％是由氣體和塵埃組成的星際物質。銀河系側看像一個中心略鼓的大圓盤，整個圓盤的直徑約為10萬光年，太陽位于據銀河中心3．3萬光年處。

5．光年

光年，長度單位，指光在真空中一年時間中行走的距離，即約94600億公里。

二、促進人類進步的自然科技發明

1．X射線的發現

X射線由德國物理學家W．K．倫琴于1895年發現，故又稱倫琴射線。倫琴在試驗中發現，真空放電管放出的射線不僅能使某些物質發出熒光，而且具有很強的穿透力。1895年12月倫琴宣布了自己的發現，并公布了X射線照出的手骨照片。

2．原子核物理學

原子核物理學是以原子核的物質結構、性質及其內在規律為研究對象的，是20世紀20年代建立起來的。

1919年，著名物理學家盧瑟福用a粒子作炮彈轟擊原子核時，首次發現了質子。由于核內所含質子的總質量與原子量差別很大，促使人們去探索組成原子核的其他基本粒子。1932年，查德威克發現了中子，這才使人們認識到原子核是由質子和中子組成的。質子和中子統稱為核子，核子在原子核中的結合能遠大于電子在原子中的結合能。

4．電子的發現

19世紀末，電學興起，這提供了破壞原子的方法。在低壓氣體下放電，原子被分為帶電的兩部分。1897年，美國的湯姆遜在研究該兩部分電荷時，發現其一帶負電(稱為電子)，而另一個較重要的部分則帶正電。這一事實說明原子不再是不可分割的。這是科學史上里程碑的偉大發現。

5．相對論

愛因斯坦的第二種相對性理論。該理論認為引力是由空間一時間幾何的畸變引起的，因而引力場影響時間和距離的測量。

廣義相對論是愛因斯坦于1915年以幾何語言建立而成的引力理論，統合了狹義相對論和牛頓的萬有引力定律，將引力改描述成因時空中的物質與能量而彎曲的時空，以取代傳統對于引力是一種力的看法。因此，狹義相對論和萬有引力定律，都只是廣義相對論在特殊情況之下的特例。狹義相對論是在沒有重力時的情況；而萬有引力定律則是在距離近、引力小和速度慢時的情況。

6．量子力學

量子力學是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態物質以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。

1905年，愛因斯坦引進光量子(光子)的概念，并給出了光子的能量、動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋了光電效應。

7．電磁理論

1864年，麥克斯韋用一組偏微分方程概括了電場、磁場本身以及電轉化為磁、磁轉化為電等全部電磁現象所滿足的數學關系，預言了電磁波的存在，并預言光是一種電磁波。1888年，赫茲發現錄入電磁波。麥克斯韋電磁理論，被稱為自然科學的第三次理論大綜合。電磁波的發現為無線電開辟了道路。

8．熱力學三定律

熱力學第一定律即能量守衡與轉化定律，其內容為∶在任何孤立的系統中，不論發生何種變化，無論能量是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。

熱力學第二定律的內容∶熱能的傳遞具有不可逆性，即在沒有外界作用的情況下，熱能只會從熱體傳向冷體，而不可能從冷體傳到熱體。

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。

9．細胞

細胞是一切生物機體構造和發育的基本單位。德國植物學家施萊登提出細胞是一切植物機構的基本單位，德國動物學家把這一觀點擴大到動物界，正式建立了細胞學說。這一學說的創立是19世紀最偉大的發現之一，實現了生物學知識的又一個層次的綜合，證明了生物在構造和發育上的統一性。

10．蛋白質

20種結構不同的氨基酸按照其組成和排列次序的不同，構成了成千上萬種大小不等、功能不同的蛋白質。蛋白質是構成細胞的主要成分，是存在于一切生物體中的高度復雜物質，具有重要的生物化學功能。