大学物理(A)课程考核大纲.pdf

1 大学物理大学物理 A 课程考核大纲课程考核大纲 一 考核对象 所开大学物理课程为 112 学时本科专业学生 二 考核要求 一 运动学 一 运动学 1 深刻理解描述质点运动及运动变化的基本物理量 位置矢量r 位移r 速度 和加速度a 等 掌握它们的矢量定义 理解速度 加速度的瞬时性 掌握它们在直角坐标系中 自然坐标系 中的表示 掌握质点做圆周运动时的角量描述以及角量与线量之间的关系 2 理解运动方程的概念 熟练掌握用微积分的方法处理质点运动学的两类基本问题 3 掌握刚体定轴转动的描述方法 4 了解相对运动 相对速度 二 牛顿运动定律 二 牛顿运动定律 刚体定轴转动定律刚体定轴转动定律 1 掌握牛顿运动定律的基本内容和物理实质 明确牛顿运动定律的适用范围 会用微积分的 方法处理变力作用下的简单力学问题 2 掌握转动惯量的概念 掌握其计算方法 了解平行轴定理和正交轴定理 3 掌握刚体定轴转动定律 能应用该定律处理刚体定轴转动 刚体定轴转动和质点联动问题 三 动量 三 动量和和角动量角动量 1 掌握动量 冲量的概念 掌握动量定理 动量守恒定律并能熟练运用 了解质心运动定理 2 理解力矩 质点的角动量的概念 掌握质点的角动量定理和角动量守恒定律 3 掌握刚体定轴转动的角动量的概念 掌握刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律并 能熟练应用 了解进动的概念 四 功和能 四 功和能 1 掌握功的概念 能计算作用在质点上变力的功 能计算刚体定轴转动中的力矩特别是重力 矩的功 2 掌握保守力做功的特点和势能的概念 掌握重力势能 引力势能和弹性势能的概念和势能 函数表达式 能熟练计算刚体的重力势能 3 掌握质点和质点系的动能定理 功能原理和机械能守恒定律 理解刚体转动动能的概念 掌握刚体定轴转动的动能定理 能在刚体定轴转动的问题中应用机械能守恒定律 五五 狭义相对论基础狭义相对论基础 1 了解经典力学的绝对时空观 相对性原理 伽利略坐标变换和速度变换公式 2 理解爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理 理解洛仑兹坐标变换公式并能正确用以坐标变 换 了解相对论速度变换公式 3 理解狭义相对论的时空观 即理解同时的相对性 长度收缩效应和时间膨胀效应 并能进行 相关计算 4 理解狭义相对论中质量 动量 动能和能量的概念及其与速度的关系 了解动量与能量的 关系 2 六六 静电场静电场 1 掌握库仑定律 理解静电力叠加原理 2 掌握电场的概念 电场强度的定义 理解电场叠加原理的意义 掌握用点电荷电场的叠加方 法计算点电荷系和电荷连续分布的带电体的电场分布 3 理解电场线 电通量的概念 掌握高斯定理 能熟练应用高斯定理计算求解有特定对称性 的电荷分布的电场 特别是均匀带电球 面 体 无限大平面 无限长直线 无限长圆柱的电场 分布 4 理解静电场的保守性和环路定理 理解电势概念引入条件 掌握利用场强的线积分和利用电 势叠加原理求电势的两种方法 掌握电势能 电势差 电场力的功及其相互关系 5 理解等势面的概念 了解场强和电势的微分关系 6 掌握导体静电平衡的条件及电荷分布规律 7 理解电容的定义及其物理意义 掌握几种常见电容器的电容的计算方法 8 了解电介质的极化现象及其微观机理 了解电介质中的高斯定理和各向同性电介质中D 和 E 的关系 能用高斯定理处理几种常见电容器填以各向同性电介质时的电场问题 9 理解电场能量密度的概念 会计算一些简单的对称情况 特别是几种常见电容器 下电场中 贮存的能量 七七 稳恒磁场稳恒磁场 1 理解电流 电流密度 电源 电动势的概念 2 掌握磁感应强度的概念 掌握毕奥 萨伐尔定律并能应用该定律和磁场叠加原理计算简单 情况下电流的磁场分布 特别是直线电流和圆形电流的磁场分布 了解运动电荷所产生的磁场 3 理解磁感应线 磁通量的概念 能计算磁通量 理解磁场的高斯定理 掌握安培环路定理 能应用安培环路定理计算某些具有特殊对称性电流分布的磁场分布 4 掌握洛仑兹力 洛仑兹关系式 能够计算分析电荷在均匀磁场中的运动问题 了解霍尔效 应及几个应用实例 5 理解磁矩概念 掌握安培定律 能计算磁场对载流导线的作用力与对平面载流线圈的磁力 矩 6 了解磁介质的磁化现象与分类 了解磁场强度和磁介质中的安培环路定理 了解铁磁质的特 性 八八 电磁感应电磁感应 1 掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律 能用电磁感应定律求解感应电动势 2 理解动生电动势的起因 能计算动生电动势 3 理解麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设 理解感生电场与变化磁场的关系 了解位移电 流与变化电场的关系 变化的电场与所产生的涡旋磁场的关系 能应用电磁感应定律求解感应电 动势 4 掌握自感 互感的概念 能计算简单载流回路的自感和互感 5 理解磁场能量的概念 理解磁能密度公式 6 了解麦克斯韦方程组的积分形式及各方程的物理意义 7 了解电磁波的基本特性 3 九九 气体动理论气体动理论 1 理解平衡态 状态参量 状态方程的概念 掌握理想气体状态方程 能熟练应用于气体有 关状态参量的计算 2 理解理想气体的微观模型和统计假设 掌握压强和温度这两个宏观量的统计意义和微观本 质 掌握理想气体压强公式和温度公式 3 理解分子自由度 掌握能量均分定理和刚性理想气体分子平均平动动能 平均总动能 平 均总能量 理想气体内能的计算公式 4 了解速率分布函数的概念 理解麦克斯韦分子速率分布函数和速率分布曲线的物理意义 理 解三种统计速率的意义 并掌握三种速率的计算方法 了解玻尔兹曼分布率 5 了解平均自由程 平均碰撞频率等概念 十 十 热力学基础热力学基础 1 理解准静态过程的特点 掌握功 热量和内能的概念 2 掌握热力学第一定律 能熟练地计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功 热量 内能及 理想气体定体 定压摩尔热容 3 掌握循环过程的特征 能计算热机效率 致冷系数 掌握卡诺循环的特点 能熟练进行相关 计算 4 理解热力学第二定律的两种表述 5 了解玻尔兹曼关于熵与热力学概率的关系式 理解克劳修斯熵公式的意义 并用于计算简单 过程的熵变 了解熵增加原理和热力学第二定律的统计意义 十一 十一 机械振动机械振动 1 掌握简谐振动的特征和规律 动力学方程和振动表达式 2 掌握描述简谐振动特征的三个物理量的意义 能够用解析法 旋转矢量法求解描述简谐振动 特征的物理量和振动表达式 能够从弹簧振子与单摆的初始运动状态求出振动表达式 3 掌握简谐振动的能量特征 4 掌握同方向同频率的简谐振动的合成规律 能够计算合振动的振幅和初相 理解 拍 和 拍 频 的概念 5 了解两个互相垂直 同频率简谐振动的合成规律和李萨如图形的形成 了解阻尼振动和受 迫振动的特点 十二 十二 机械波机械波 1 理解机械波产生的条件 传播的方式 掌握描述波动的 3 个重要参量 波长 周期 频率 波速的物理意义 相互关系和由什么因素决定 理解与波的几何描述相关量 波线 波面 波前 波阵面 等的意义 2 掌握平面简谐波表达式的物理意义 掌握已给定某点的振动状态或某时刻的波动图象建立 表达式的方法 能根据波的表达式进行相关计算 如某点的振动表达式 振动速度 某时刻的波形 图象等 3 理解波的能量传播特点及能流 能流密度的概念 4 理解惠更斯原理和波的叠加原理 掌握波的相干条件及相长 相消干涉的条件并进行有关计 算 5 理解驻波的形成条件 能确定波腹和波节的位置 理解半波损失的概念 6 了解多普勒效应 4 十 十四四 波动光学波动光学 1 理解单色光 复色光概念 普通光源发光的微观机制 光的相干条件和相干光的获得方法 2 理解光程与光程差的概念 掌握光程差与相位差的关系和计算方法 明确在什么情况下反射 光有半波损失 了解透镜不引起附加光程差的意义 3 掌握杨氏双缝干涉 薄膜干涉 劈尖干涉和牛顿环的特征 能根据干涉装置熟练地计算光 程差及光程差的变化与干涉条纹之间的关系 并能进行实际应用的计算 了解迈克尔孙干涉仪的 结构和原理 4 了解惠更斯 菲涅耳原理以及它对光的衍射现象的定性解释 5 掌握单缝的夫琅禾费衍射图样的特点 能应用半波带法分析单缝衍射规律 6 理解光栅衍射条纹的特点及其形成原因 掌握用光栅方程计算谱线位置 理解光栅光谱的缺 级现象 7 了解衍射对光学仪器分辨率的影响 了解 X 射线的衍射现象 8 理解自然光 线偏振光和部分偏振光的概念 9 理解起偏器与检偏器的原理与作用 掌握马吕斯定律及其应用 10 掌握布儒斯特定律及其应用 11 了解单轴晶体中的光的双折射现象和o光及e光的性质 十五 量子物理基础 十五 量子物理基础 1 熟悉热辐射 黑体的概念 理解黑体辐射的两个实验定律 理解普朗克能量子假设及其意义 2 理解光电效应和康普顿效应的实验规律 理解爱因斯坦光子理论及对这两个效应的解释 掌 握爱因斯坦光电效应方程 康普顿散射公式和反映光的波粒二象性的公式 3 了解德布罗意的物质波假设和实物粒子波粒二象性的物理意义 能应用德布罗意关系式计算 实物粒子的波长 掌握描述实物粒子波动性的物理量 波长 频率 和粒子性的物理量 动量 能量 间的关系 4 了解描述实物粒子运动状态的波函数及其统计解释 理解不确定关系的物理意义并能进行 一些简单估算 5 了解一维定态薛定谔方程 通过求解一维无限深势阱问题 进一步理解波函数的物理意义 通过求解一维势垒问题 了解隧道效应 6 了解氢原子光谱的实验规律和玻尔的氢原子理论 了解氢原子的的量子力学处理方法 理解 能量量子化 角动量量子化和角动量的空间量子化 了解电子自旋和自旋角动量的