大学物理教学大纲-2010级使用.doc

大学物理学教学大纲一、课程简介课程代码：121100222 课程名称：大学物理学学时： 84 理论/实验学时：54/30课程属性：必修课 课程类型：专业基础课 先修课程：高等数学 开课学期：第2学期适合专业：信息管理与信息系统（医学信息管理方向），环境工程专业二、课程的性质、目的与任务大学物理学为专业基础课。大学物理学的任务是使学生比较系统地掌握物理学的基本概念、基本原理和研究方法；培养学生辩证唯物主义世界观，并通过学习物理理论、观察实验现象、解答物理问题，培养学生科学思维的能力、分析问题、解决问题的能力以及独立获取知识的能力，使学生具备实事求是、严格认真的科学态度。为学生学习后续课程以及将来从事的工作和科学研究打下必要的物理基础。 三、教学内容和要求（一）理论课在各章节内容中，按“了解”、“熟悉”、“掌握”三个层次要求。“了解”是要求学生知道所涉及问题的现象和有关实验，知道与问题直接有关的物理量和公式的物理意义。对于要求了解的内容，一般不要求定量计算；所涉及的内容大都是一些基本概念和简单叙述，知道了就行，没有进一步深入和扩展的要求。“熟悉”是要求学生对于相关的概念、定律、定理、原理等能领会其物理意义及适用条件，并能运用它们进行简单的定量计算和判断、推理。“掌握”是要求学生相关的概念、定理、定律、原理等能深刻领会其物理意义，并能熟练地进行定量计算和判断、推理。学生能够全面、深入地掌握所学内容，能够举一反三，熟练解决相关问题。各章节的重、难点用下划线表示。1、绪论（1学时）（1）物理学的研究内容。（2）物理学的研究方法。（3）学习物理学的意义。（4）如何学习物理学。教学要求：了解：物理学的研究对象、学科特点，学习物理学的意义，物理学的研究方法。2、质点运动学（1学时）（1）参考系质点（2）运动方程速度加速度（3）圆周运动教学要求：了解：质点、参考系及坐标系的概念。掌握：描述质点运动的基本物理量的定义以及性质，明确这些物理量的矢量性、相对性和瞬时性。运动方程的物理意义及作用。3、刚体定轴转动（3学时）（1）刚体的平动和转动（2）转动惯量（3）转动定律（4）刚体定轴转动的动能定理（5）刚体定轴转动的角动量守恒定律教学要求：熟悉：描述刚体定轴转动的基本物理量；角动量的概念；转动动能定理和机械能守恒定律；刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律。掌握：握角量与线量的关系；力矩、转动惯量和转动中的功和能的计算；刚体定轴转动的转动定律。 4、气体动理论（4学时）（1）气体动理论的基本概念（2）气体的物态参量理想气体物态方程（3）理想气体的压强公式（4）气体分子平均平动动能与温度的关系（5）能量均分定理理想气体的内能（6）气体分子速率分布（7）分子碰撞教学要求：了解：对分子无规则热运动要有一个清晰的图像；平衡态下气体分子运动的统计规律。熟悉：自由度概念；压强和温度的微观本质。掌握：理想气体状态方程和气体动理论的两个基本公式理想气体的压强公式及平均平动动能与温度的关系式；能量均分定理。 5、热力学（6学时）（1）内能功热量（2）热力学第一定律（3）热力学第一定律在等值过程中的应用（4）循环过程卡诺循环（5）热力学第二定律（6）卡诺定理（7）热力学第二定律的统计意义教学要求：了解：热力学第二定律及意义。熟悉：内能、功和热量等概念；循环过程、卡诺定理及能量转换关系。掌握：热力学第一定律和它在理想气体各准静态等值过程、绝热过程中的应用；循环过程效率的计算。6、静电场（6学时）（1）库仑定律（2）电场 电场强度（3）高斯定理及应用（4）静电场中的导体和电介质（5）电势（6）电容器 静电场的能量教学要求：了解：电荷的性质；静电场中的导体和电介质；电容器。熟悉：高斯定理和静电场的环路定理是静电场的基本定理，并能进行定量计算。电场强度与电势的关系；熟悉电场作为物质存在的一种形态，具有能量。掌握：库仑定律的表达式及适用范围和条件；描述电场的两个基本物理量电场强度和电势的定义；电场强度和电势的叠加原理。会运用电势叠加原理求解电荷连续分布的带电体的电势。7、恒定磁场（6学时）（1）恒定电流电流密度（2）磁场 磁感应强度 （3）毕奥萨伐尔定律（4）安培环路定理及应用（5）磁场对载流导线的作用及磁场对运动电荷的作用（6）物质的磁性教学要求：了解：电流密度的概念；磁介质中的高斯定理和环路定理。熟悉：稳恒磁场的基本定律毕奥-萨伐尔定律；会计算磁场对载流导线和带电粒子的作用力，熟悉带电粒子在均匀磁场中的运动规律。掌握：磁场叠加原理；磁场中的高斯定理和安培环路定理。会根据直线电流、环形电流及载流长直螺线管的磁场公式，结合磁场叠加原理计算电流产生的磁场。8、电磁感应和电磁场（6学时）（1）电磁感应的基本规律（2）动生电动势（3）感生电动势（4）自感和互感（5）磁场的能量（6）电磁场理论教学要求：了解：位移电流、麦克斯韦的电磁场理论的基本概念。熟悉：自感和互感现象；磁场具有能量。掌握：法拉第电磁感应定律，明确产生动生电动势和感生电动势的本质是洛仑兹力和涡旋电场。熟练掌握动生电动势和感生电动势的计算方法。9、机械振动（3学时）（1）简谐振动（2）描述简谐振动的物理量（3）谐振系统的能量（4）简谐振动的合成教学要求：了解：同方同不同频率两个谐振动的合成；相互垂直同频率的两个谐振动的合成。熟悉：描述谐振动的旋转矢量法和图线表示法；同方向同频率两个谐振动合成的特点和规律。掌握描述谐振动的特征量，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并熟悉其物理意义。10、机械波（6学时）（1）机械波（2）平面简谐波（3）波的能量（4）惠更斯原理波的衍射（5）波的干涉驻波（6）声波（7）多普勒效应教学要求：了解：波的能量传播特征及能流、能流密度概念。熟悉：波函数的物理意义；波形图线；驻波及其形成条件；惠更斯原理和波的叠加原理；波的相干条件，能应用相位差和波程差分析确定相干波叠加后振幅加强减弱的条件；多普勒效应。掌握：机械波产生的条件，会根据质点的简谐振动方程写出平面简谐波的波函数。 11、光的干涉（3学时）（1）光波（2）相干光光程差（3）双缝干涉（4）薄膜干涉（5）薄膜的等厚干涉（6）迈克耳孙干涉仪等倾干涉教学要求：了解：光波；迈克耳孙干涉仪。掌握：光的干涉现象、性质和规律；光程和光程差；双缝干涉；薄膜干涉。12、光的衍射（3学时）（1）光的衍射现象惠更斯菲涅耳原理（2）单缝衍射（3）衍射光栅（4）光学仪器的分辨本领教学要求：熟悉：惠更斯-菲涅耳原理；光学仪器的分辨本领。掌握：单缝的夫琅和费衍射、光栅衍射。13、光的偏振（3学时）（1）自然光和偏振光（2）马吕斯定律（3）布儒斯特定律（4）光的双折射教学要求：了解：线偏振光的获得方法和检验方法；双折射现象。熟悉：自然光与偏振光的区别。掌握：布儒斯特定律和马吕斯定律。14、波和粒子（3学时）（1）黑体辐射普朗克能量子假设（2）光电效应（3）光量子爱因斯坦光电效应方程（4）康普顿散射（5）实物粒子的波粒二象性德布罗意波（6）不确定关系（7）波函数（8）量子力学简介（9）一维无限深势阱中的粒子（10）势垒穿透教学要求：了解：经典物理理论在说明热辐射现象、光电效应、康普顿效应所遇到的困难；波函数和薛定谔方程的物理意义。熟悉：普朗克量子假设、爱因斯坦光量子假设的内容和意义；微观粒子的波粒二象性；德布罗意假设和不确定关系。（二）实验课大学物理实验应使学生了解物理学的研究方法。通过物理实验，要求学生熟悉基本物理仪器的一般原理和使用方法；了解实验误差的基本概念，能大体分析误差发生的原因，能正确地按照有效数字的规定进行数据记录和运算；能正确地按照数据画出曲线，并利用曲线分析实验结果；能写出正确的实验报告1、实验绪论2、基本测量3、示波器的使用4、螺线管磁场的测量5、光波波长的测定6、模拟测绘静电场7、超声波波速的测量8、杨氏模量的测量9、电表的改装及校准10、迈克尔逊干涉仪的调整与使用四、学时分配内 容讲授讨论实验、见习示教其它小计绪论1质点运动学1刚体定轴转动3气体动理论4热力学6静电场6恒定磁场6电磁感应和电磁场6机械振动3机械波6光的干涉3光的衍射3光的偏振3波和粒子3实验课绪论3基本测量3示波器的使用3螺线管磁场的测量3光波波长的测定3模拟测绘静电场3超声波波速的测量3杨氏模量的测量3电表的改装与校准3迈克尔逊干涉仪的调整与使用3总 计572784五、考核方式 按平时20%、实验20%、考试60%的标准综合评定该课程的总成绩。六、教材及主要参考书1、教材：大学物理