《大学物理》教学大纲.doc

文科物理教学大纲一、课程基本信息课程编号： 12204 课程英文名称：Physics Literacy for Non-Science Students 课程所属单位：数理系大学物理教研室 课程面向专业：全院工科本、专科学生课程类型： 选修课 先修课程：高等数学或经济数学学分： 2学分 总学时： 42学时二课程性质与目的文科物理是为高等工科院校文科专业开设的一门选修课。主要介绍20世纪物理学的重大成就及物理学在现代高新技术中的应用。结合物理学在航天、激光、材料、信息、能源、医学、生命科学和宇宙学等方面的应用，介绍物理学基本知识，融物理知识和前沿应用为一体。通过本课程的学习，使学生获得物理学基本知识，拓展学生的知识面，培养学生的科学思维方法和研究方法，提高文科学生的自然科学素质。三课程教学内容与要求（一）第一章 导论1、教学内容与要求（1）了解经典物理学产生的条件和建立过程；（2）了解19世纪物理学的成就和危机；（3）了解20世纪物理学的发展及其特点；（4）了解物理学的社会教育和思想文化功能。2、教学重点了解物理学的建立和发展过程，理解物理学的发展对人类世界观形成所起的重要作用3、教学难点物理学的社会教育和思想文化功能（二）第二章 航天与力学1、教学内容与要求（1）了解万有引力定律的发现；（2）掌握宇宙速度与动量及机械能守恒；（3）掌握卫星运动与角动量守恒；（4）了解人造地球卫星的应用。2、教学重点理解万有引力定律、动量守恒定律、机械能守恒定律、角动量守恒定律的建立及应用3、教学难点角动量守恒定律概念的建立（三）第三章 波动1、教学内容与要求（1）掌握机械振动、机械波的基本概念及其声波的多普勒效应；（2）了解电磁波的产生及电磁波谱；（3）理解光的反射、折射、干涉、衍射和偏振；（4）了解无线电波和微波的应用。2、教学重点声波的多普勒效应，光的干涉现象3、教学难点声波的多普勒效应。（四）第四章 光与物质的相互作用1、教学内容与要求（1）了解光的量子性的实验基础黑体辐射、光电效应、康普顿效应；（2）理解光的“波粒二象性”；（3）理解量子能级间的跃迁和辐射谱；（4）了解红外线、紫外线的产生、性质及应用。2、教学重点黑体辐射、光电效应、康普顿效应实验规律的理解，对光的“波粒二象性”的认识3、教学难点光的“波粒二象性”的理解（五）第五章 微观世界及其探索1、教学内容与要求（1）了解揭开微观世界序幕的三大发现X射线的发现、放射性的发现、电子的发现；（2）了解原子及原子核结构；（3）了解X射线的产生及应用；（4）了解电子显微镜及扫描隧道显微镜的工作原理及应用。2、教学重点三大发现的意义，原子及原子核结构的建立3、教学难点原子和原子核结构的建立（六）第六章 激光1、教学内容与要求（1）掌握激光产生的原理及激光器的结构；（2）掌握激光的特性及应用。2、教学重点激光产生的原理、激光的特性及应用。3、教学难点激光产生的原理。（七）第七章 物理学与材料科学1、教学内容与要求（1）掌握半导体的分类及半导体材料的应用；（2）掌握超导体的特性及应用；（3）了解纳米材料的特性及应用，了解纳米加工与原子操纵。2、教学重点半导体的分类及半导体材料的应用，超导体的特性及应用3、教学难点能带理论及半导体的导电性能的理解（八）第八章 物理学与能源科学1、教学内容与要求（1）了解能源的概况、利用和开发；（2）理解核裂变产生的可能性和可控性；（3）了解核电的优势及发展概况；（4）了解可控热核聚变反应。2、教学重点能源的概况、核能的利用。3、教学难点核裂变产生的可能性和可控性（九）第九章 医学中的物理学。1、教学内容与要求（1）了解超声在医学上的应用；（2）了解放射性药物在诊断和治疗中的应用；（3）了解激光在医学上的应用。2、教学重点超声、激光在医学上的应用。3、教学难点超声在医学上的应用（十）第十章 相对论及现代时空观1、教学内容与要求（1）理解狭义相对论创立的历史背景及狭义相对论的基本原理；（2）掌握狭义相对论的主要结论同时的相对性、时间膨胀效应和长度收缩效应；（3）了解相对论的其它实验验证及实际应用。（4）掌握相对论的时空观。2、教学重点狭义相对论的基本原理、相对论的时空观。3、教学难点狭义相对论的时空观的理解（十一）第十一章 膨胀着的宇宙1、教学内容与要求（1）了解传统的宇宙观及其不足；（2）了解宇宙的起源及命运；（3）了解21世纪宇宙学面临的问题。2、教学重点宇宙的起源及命运、21世纪宇宙学面临的问题3、教学难点宇宙的起源及命运（十二）第十二章 从20世纪物理学看世界1、教学内容与要求（1）理解物理学的方法论，掌握物理学的模型、科学假说和类比等方法；（2）理解物理学的认识论，理解对真理、科学技术等方面的认识。2、教学重点对物理学的模型、科学假说和类比等方法的理解，对真理、科学技术作用的认识3、教学难点物理学的方法论四学时分配序号教 学 内 容（按章填写）学时课堂讲授实验课习题课讨论课1第一章 导论（1）经典物理学产生的条件和建立过程。（2）19世纪物理学的成就和危机。（3）20世纪物理学的发展及其特点。（4）物理学的社会教育和思想文化功能。312第二章 航天与力学（1）万有引力定律的发现。（2）宇宙速度与动量及机械能守恒。（3）卫星运动与角动量守恒。（4）人造地球卫星的应用。213第三章波动（1）机械波的基本概念及其声波的多普勒效应。（2）电磁波的产生及电磁波谱。（3）光的反射、折射、干涉、衍射和偏振。（4）无线电波和微波的应用。314第四章光与物质的相互作用（1）光的量子性的实验基础黑体辐射、光电效应、康普顿效应。（2）光的“波粒二象性”。（3）量子能级间的跃迁和辐射谱。（4）红外线、紫外线的产生、性质及应用。215第五章微观世界及其探索（1）揭开研究微观世界序幕的三大发现x射线的发现、放射性的发现、电子的发现。（2）原子及原子核结构。（3）x射线的产生及应用。（4）电子显微镜及扫描隧道显微镜的工作原理及应用。216第六章激光（1）激光产生的原理及激光器的结构。（2）激光的特性及应用。37第七章物理学与材料科学（1）半导体的分类及半导体材料的应用。（2）超导体的特性及应用。（3）纳米材料的特性及应用。了解纳米加工与原子操纵。58第八章物理学与能源科学（1）能源的概况、利用和开发。（2）核裂变产生的可能性和可控性。（3）核电的优势及发展概况。（4）可控热核聚变反应。39第九章 医学中的物理学（1）超声在医学上的应用。（2）放射性药物在诊断和治疗中的应用。（3）激光在医学上的应用。210第十章相对论及现代时空观（1）狭义相对论创立的历史背景及狭义相对论的基本原理。（2）狭义相对论的主要结论同时的相对性、时间膨胀效应和长度收缩效应。（3）相对论的其它实验验证及实际应用。（4）相对论的时空观。4211第十一章膨胀着的宇宙（1）传统的宇宙观及其不足。（2）宇宙的起源及命运。（3）21世纪宇宙学面临的问题。 312第十二章从20世纪物理学看世界（1）物理学的方法论。（2）物理学的认识论。3小计357比例82%18%合计42五教学环节与教学要求以课堂讲授为主，安排一定量的讨论课，采用多媒体教学。六课程考核办法1平时作业：10% 2课堂参与：20% 3期末考试：