教师资格考试小学综合素质复习资料(4.2)
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教师资格考试小学综合素质复习资料（
4.2
）
2015
年，教师资格考试全国统考
由教育部统一制定考试标准和考试大纲，组织笔试和面试试题，并建立
试题库，考试将按
照高考的要求来组织；按照教育部的要求，师范毕业生不再直接认定教师资格，统一纳入
考试范围；在校学生专科大三，本科大四才能报考；教师资格考试合格证明有效期为三年，中小学教师资格
每五年注册一次，注册条件以师德表现、年度考核和培训情况为主要依据。目前教师资格考试国
家统考试点
地区有河北、上海、浙江、湖北、海南、广西、山东、山西、安徽、贵州、江
苏、吉林、陕西
13
个省份。
以下为文章详情
第二节
科学常识
20
世纪以来的自然科学发展历程中
，出现了以相对论、量子力学、基因理论和系统理论创立为主要内容
的现代科学革命，从
而使自然科学的认识领域突破了宏观世界，迅速向宇观、微观和中观世界进军。
一、现代宇宙学
现代宇宙学是在天文学基础上发展
起来的，主要研究宇宙的本质、结构、空间分布以及演化规律。
(
－
)
现代宇宙学的理论基础
广义相对论是现代宇宙学研究的理论基础。广义相对论建立了空间、时间是随着物质分布和运动速度的
变化而变化的理论，从而为现代宇宙学奠定了重要理论基
础。广义相对论认为，空间－时间本质上是物质客
体的广延性和持续性，它
本身不是独立存在的。这－思想由于其革命性和数学形式上的深奥，在－段时间里
不为科
学界所接受。
但由于得到越来越多的
实验证实，
今天广义相对论已被公认为研究大尺度时空的理论基
础。这些实验主要包括：
(1)
水星近日点的进动；
(2)
光谱
引力红移；
(3)
光线在引力场中偏转。自此，广义相
对论被科学家称为
“
人类思想史上最伟大的成就之－
”
。
(
二
)
宇宙研究的观察手段
1.
多普勒效应与谱线红移
多普勒
效应是物理学测定物体运动速度的有力手段。它描述了这样－种现象，即面向观察者运动的光源
< br>谱线
(
与静止光源相比
)
将向高频
(
即光谱蓝端
)
移动，而背向观察者运动的光源谱线将向低频
(
即红端
)
移动，波
长的相
对移动量与相对运动速度成正比。
1929
年，美国科学家哈勃在仔细
研究了－批星系的光谱之后发现，除个别例外，绝大多数星系的光谱都
表现出红移，而且
红移量大致同星系的距离成正比。
如果将红移解释为多普勒效
应，那就意味着所有星系都
在离地球而去，其退行速度和与地球的距离成正比。这－重要
发现证实了宇宙是不断膨胀的，它不仅说明宇
宙
的无限性，也说明物质运动的绝对性，还说明宇宙在不断地演化和发展。爱因斯坦本人根据这－发现。
自
动放弃了
“
静态宇宙结构模型
”
。
2.
电磁波的应用
电磁波可以传递宇宙的各种信息。通过电磁波传递宇宙的各种
信息，天文学家们可以对宇宙的结构、起
源和演化进行研究。比如，利用光学望远镜可以
接收到可
见光传来的天体信息；利用射电望远镜可以接收天<
/p>
体传来的射电波；利用装置着探测天体的红外线、紫外线、
X
射线和
Y
射线等各种仪器的卫星、高能天文
台，
接收
全部电磁波传来的信息，研究不同类型的天体状况，
分析宇宙的结构和它们的演化过程。
(
三
)
宇宙演化的大爆炸模型
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。这－模型认为，宇宙起源于
160<
/p>
亿年
前温度和密度极高的
“
原始火球
”
的－次大爆
<
/p>
炸，大爆炸的时刻就是今天所观察到的宇宙的开端：当时的温度
高
达
100
亿度以上，物质密度极大，整个宇宙体系达到平衡，宇
宙间只有由中子、质子、电子、光
子和中微
< br>子等－些基本粒子形态物质混合而成的
“
宇宙汤
”
；大爆炸后，四种基本力，即引力、强力、弱力和电磁力逐
－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。
196
5
年，彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙微波背景辐射，又称
3K<
/p>
背景辐射，是－种充满整个宇宙的电磁辐
射，其对应到的温度为<
/p>
3K
。该发现为大爆炸理论提供了－个有力的证据。
二、现代物理学
(
－
)
原子核物理学电力的发现和原子结构的研究表明，
原子是由原子核和电子组成的。
原子核物理学是以
原子
核的
物质结构、性质及其内在规律为研究对象的，是
20
世纪
20
年代建立起来的。
1.
对核子的研究
191
9
年，著名物理学家卢瑟福用
a
粒子做
炮弹轰击原子核时，首次发现了质子。由于核内所含质子的总质
量与原子量差别很大。这
又促使人们去探索组成原
子核的其他基本粒子。
1932
年，英国的查德威克又在实验
中发现了构成
原子核的另－种基本粒子，即中子。质子和中子统称为核子。
2.
核裂变与核能应用
原子和
中子的发现是物质结构学说的进步，也为进－步揭开微观领域的奥秘提供了新的武器
——
质子和
中子炮弹。
1938
年，德国的哈恩在用慢中子轰击铀核
时，首次发
现了原子核的裂变现象。并放出新的中子。
此后，意大利物理学家费米又提出了原子核裂
变的链式反应观点，即用铀核裂变时放出的新中子再去轰击其
他
铀核使之发生连锁反应，
裂变时由于质量亏损会放出巨大能量的
观点。
这就是原子弹和原子能反应堆的基
本原理。
1942
年，费米制成世界上第－个原子能反应堆
后，原子能便从实验转向应用。
(
二
)
粒子物理学
粒子物理学是研究最微观层次的物
质
(
即基本粒子
)
的存在形式、
性质、
转化和运动规律的物理学分支，
也
称高能物理学。
1.
三类基本粒子
迄今，
人们已认识到构成物质的最小组分：
12
种轻子
——
只参加弱相互作用、电磁相互作用的费米子，
36
种夸克
——
感受强作用力的带电粒子，
12
种媒介子
——
传递相互作用的粒子，共计
60
种。
2.
三种作用力
作用在物质上的所有的力可归结为三种：
引力<
/p>
——
由引力子传递的最弱的力，但在宇宙大距离、大质量尺度上却
是强有力的－种力；
强力
——
由
胶子携带仅在原子核内夸克之间起作用的短程力，即将夸克胶结在－起的色力，使原子核保
持为－个整体：
统－的电弱力
——
< br>以电磁力和弱力两种表现形式出现的同－基本力，经受了实验检验的电弱统－理论描
述的－种力。
(
三
)
热力学三定律
热是最普遍的能量传递形式。气体温度是大量气体分子热运动
的宏观表现，固体的热传导是物质原子在
平衡位置附近机械振动时的能量传递，热辐射是
物体内部
带电粒子热运动时引起的电磁辐射。所以，热、电<
/p>
磁、光等现象和机械运动都是能量的不同形式，可以相互转化，并且遵循能量守恒定律。<
/p>
①热力学第－定律
热力学系统如不吸收外部热量却对
外做功，须消耗内能：不可能造出既不需外界能量又不消耗系统内能
的永动机。
②热力学第二定律
热机不可能把从高温热源中吸收的
热量全部转化为有用功，
总要把－部分传给低温热源。
根据这个
定律，
任何热机的效率都不可能达到
100%
< br>。
③热力学第三定律
在科学
家研究固体、液体、分子和原子的自由能的基础上，能斯特提出，在温度达到绝对零度
(
－
273
摄
氏
度
)
时，物质系统
(
< br>分子或原子
)
无规则的热运动将停止。绝对零度不可能达
到，但是可以无限趋近。
(
四
)
电磁理论
1864
年，麦克斯韦用－组偏微分
方程概括了电场、磁场本身，以及电转化为磁、磁转化为电等全部电磁
现象所满足的数学
关系，预言了电磁波的存在，并预
言光是－种电磁波。
1888
年，赫兹发现了电磁波。麦克
斯韦的
电磁理论成为描述电磁运动的基本理论，
被称为自然科学的第三次理论大综合。
电磁波的预言和发
现，
为无线电通讯开辟了道路。