大学物理大纲9.doc

大学物理A（I、II）课程教学大纲（06级）编 号：40212111,40212121英文名称：University Physics A适用专业：全校工科各专业责任教学单位：基础部物理教研室总 学 时：112学 分：7考核形式：闭卷课程类别：公共基础课修读方式：考试、必修教学目的：大学物理课程是高等工科院校各专业学生一门重要的必修基础课，目的是使学生了解和掌握物理学的基本概念，基本原理，基本知识，基本思想和方法，以及它们的实验基础；了解物理学的发展方向及物理学与其他自然科学和社会等的关系；培养学生创新意识与创造能力，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。1使学生理解物理学基本规律，了解物理学基本理论在生产技术中的重要应用。2使学生在思维能力方面受到进一步的训练，培养学生分析问题、解决问题的能力和自学能力，使学生毕业后在实际的工程技术工作中具有一定的适应能力。3为学生学习专业知识和参加工程实践打下必要的物理基础。4培养学生实事求是的科学态度和辨证唯物主义的世界观。主要教学内容及要求：教学内容要求分为四级：掌握、理解、了解和 * 。“掌握”要求学生深刻理解，熟练掌握。“理解” 要求学生理解和基本掌握。“了解”要求学生一般性的了解，能进行定性分析，知道所涉及的物理量和相关的公式。* 为选用内容，为开阔学生视野而设定，教师根据各专业需要选取，考试不作统一要求。主要内容：绪 论1 物理学研究的对象和研究方法。2 物理学与数学、物理学与其它自然科学的关系（包括物理学发展史）。3 怎样学好物理学。4 科普知识讲座与欣赏宇宙与人。第一篇 力学基础第一章 运动的描述1理解质点、参考系。 2. 掌握描述质点运动的物理量：时刻、和时间，位置矢量，位移和路程，速度和速率，加速度。3. 掌握描述质点运动的坐标系：直角坐标，自然坐标。4. 掌握圆周运动（角位置、角位移、角速度、角加速度），圆周运动角量与线量关系。第二章 运动定律与力学中的守恒定律1. 掌握牛顿运动定律：牛顿第一、二、三定律。2. 掌握力学中常见力：万有引力、弹性力、摩擦力。3. 掌握牛顿定律的解题方法。4. 掌握冲量、质点的动量，质点动量定理。掌握质点系动量定理，质点系动量守恒。5掌握动能、动能定理：功、功率，恒力直线运动的功，变力曲线运动的功。掌握势能：引力势能和重力势能，弹力势能，保守力，势能曲线。6 掌握机械能守恒定律：质点系动能定理，功能原理，机械能守恒定律。7理解刚体的运动：刚体平动、刚体定轴转动。掌握定轴转动的角位置、角速度、角加速度，匀变速转动公式，角量与线量关系。8理解刚体对定轴的角动量，角动量定理，角动量守恒。理解刚体对定轴转动的动能定理：力矩的功，转动动能，转动动能定理。* 9了解混沌理论、时空对称性和守恒定律。第三章 相对论1. 理解狭义相对论的基本原理：伽利略变换与经典力学时空观、迈克耳孙莫雷实验、相对性原理与光速不变原理、洛仑兹变换。2. 了解狭义相对论的时空观：同时性的相对性、时间延缓、长度收缩。*3. 了解相对论的动力学：质速关系、相对论力学基本方程、质能关系、能量与动量关系。* 4. 广义相对论简介。第二篇 振动与波第四章 机械振动1. 理解简谐振动：谐振动的基本特征。2. 掌握描述简谐振动的特征量：振幅、周期、频率、角频率、相位，及A和的确定。3. 掌握旋转矢量，掌握谐振动的能量。4. 理解谐振动的迭加：同一直线上两个同频率谐振动的合成、同一直线上两个频率相近谐振动的合成、两个互相垂直的谐振动的合成。5了解阻尼振动、受迫振动、共振。*6非线性振动简介。第五章 机械波1. 理解机械波的基本概念：机械波产生与传播、横波与纵波、波线、波面与波前。2. 掌握描述波动的物理量：波长、波的周期的频率、波速。3. 掌握简谐波、波动方程。理解波的能量。* 声强4理解波的迭加原理、惠更斯原理。5理解波的干涉：波的干涉现象和规律性、驻波。6了解多普勒效应。*7了解色散、波包、群速度的概念。*8了解非线性波动、孤波的概念。第三篇 热 学第六章 气体动理论基础1. 理解理想气体微观模型：气体分子数密度和线度，分子力，统计规律性。2. 掌握理想气体压强公式：理想气体微观模型，理想气体压强公式，理解推导过程。3. 掌握理想气体分子平均平动能与温度关系。4. 理解分子运动自由度，掌握能量按自由度均分原理、理想气体内能。5理解麦克斯韦速率分布律，最概然速率，算术平均速率，方均根速率。*6了解玻耳兹曼能量分布。*7了解气体分子的平均碰撞频率和平均自由程。热力学基础1理解气体的物态参量、平衡态，掌握理想气体物态方程。2掌握准静态过程，静态过程功的计算、热量计算和内能计算。3掌握热学第一定律。4理解气体的热力学过程：等体过程、等压过程、摩尔热容、等温过程、绝热过程，* 多方过程。5理解循环过程，掌握卡诺循环。6理解热力学第二定律：可逆与不可逆过程、热二定律两种表述。7理解热二定律的实质及统计意义，了解玻尔兹曼熵。8理解卡诺定理，了解克劳修斯熵。*9了解熵、熵增原理。*10了解耗散结构。第四篇 电磁学第八章 静电场和稳恒电场1.掌握电荷和库仑定律：电荷量子化、电荷守恒、电荷相互作用。 掌握电场和电场强度：静电场、电场强度、场强计算。2. 掌握高斯定理：电场线、电通量、高斯定理。3掌握静电场环路定理、电势能、电势，电势计算。4理解场强与电势关系。5理解静电场中的金属导体：导体平衡条件、趋肤效应、静电屏蔽。理解静电场中电介质极化、电容率，掌握极化强度、电位、介质中高斯定理。6掌握电容器、电容计算。7理解电流、电流密度、电动势。8理解电场能量密度、能量计算。第九章 稳恒磁场与电磁场的相对性1.了解基本磁现象、安培分子电流假说。掌握磁场、磁感应强度定义。掌握毕奥萨伐尔定律及其应用，磁偶极矩、磁矩，运动电荷的磁场。掌握磁感线、磁通量、磁场的高斯定理。2.掌握磁感线、磁通量、磁场的高斯定理。3.理解带电粒子在电、磁场中运动：电场力、洛仑兹力。4.理解安培定律、安培力计算、两平行长直导线相互作用力、线圈受力矩。*5. 了解回旋加速器、磁聚焦、等离子体磁约束。6磁性的概述、分子磁矩、顺磁和抗磁、磁化强度。了解介质存在时的安培环路定理、磁场强度、磁化率、相对磁导率。了解铁磁性、磁畴、磁化曲线、居里点、磁滞回线、屏蔽磁。*7. 了解电磁场的相对性变换。第十章 电磁感应1掌握电磁感应定律、感应电流、感应电量、楞次定律。2掌握动生电动势计算、涡电流、涡旋电场和感生电动势。3. 理解自感现象、自感系数、自感电动势。4. 理解互感现象、互感系数、互感电动势。5了解磁场能量和能量密度。第十一章 电磁场和电磁波1.理解位移电流、全电流安培环路定律、麦克斯韦电磁场方程的积分形式。2.* 了解电偶极子振荡、电磁波产生和传播。*3. 了解电磁场的能量与动量。第五篇 波动光学 第十二章 光的干涉1. 理解光波、相干条件、获得相干光波的方法。2. 掌握扬氏双缝干涉条件、干涉条纹特点、条纹间距。3. 掌握光程、光程差。4掌握薄膜干涉5掌握劈尖和牛顿环，* 了解等倾干涉。6了解迈克耳孙干涉仪原理及应用。第十三章 光的衍射1.理解光的衍射、惠更斯菲涅耳原理、衍射现象的分类。2.掌握单缝夫琅禾费衍射、半波带法、明暗条纹位置、光强分布、半角宽度。3.理解衍射光栅：光栅常数、光栅公式、光栅明暗条件、理解缺级。4.了解光学仪器的分辩率、瑞利判据、最小分辩角。5.了解X射线衍射、布喇格公式。第十四章 光的偏振1.掌握光的偏振现象：自然光与偏振光。2.掌握起偏与检偏、马吕定律。3.理解反射与折射的偏振、布儒斯特定律。*4. 了解晶体的双析射、光轴、寻常光与非寻常光、尼科耳梭镜、二向色性、波片。*5. 了解偏振光干涉。*6. 了解旋光现象。*第十五章 现代光学简介1. 了解全息照相技术。2. 非线性光学简介。3. 了解光纤通讯。第六篇 量子论第十六章 量子物理基础1.理解热辐射：单色彩辐出度、单色吸收比与单色反射比、基尔霍夫辐射定律。2.理解光的量子性。3.理解氢原子玻尔理论：氢光谱规律、核型结构、玻尔解释、能级、轨道及局限性。4.理解德布罗意波、德布罗意波长公式、德布罗意波实验验证、实物粒子波粒二象性。5.理解测不准关系。6.了解波函数、薛定谔方程。7.了解一维无限深方势阱问题的求解：各系数的确定、波函数形式、概率密度、能级。8.量子力学中氢原子的解体简介。9.了解斯特藩盖拉赫实验。10.了解电子自旋假设与自旋算符11.了解原子的壳层结构。*第十七章 原子核物理和粒子物理简介1. 了解原子核的基本性质。2. 了解原子核的放射性衰变。3. 了解原子能的利用。4粒子物理简介。第十八章 新技术的物理基础1.了解固体能带结构。2.了解激光的原理。*3.了解超导电性。*4.纳米科学技术简介。说明：标有* 的部分为选学内容。本课程与其他课程的联系与分工：本课程的先修课是高等教学，后续课是理论力学、材料力学、电磁场与电磁波、电路分析，电工学等课，本课程的相关性课是大学物理实验。学时分配表：序号章节及名称学时分配学时备注讲授习题课第一章 运动的描述426第二章 运动定律与力学中的守恒定律628第三章 相对论426第四章 机械振动628第五章 机械波8210第六