“大学物理”课程教学计划.doc

“大学物理”课程教学要求和计划（理工科各专业）一九九六年九月修订使用教材：程守洙 江之永主编普通物理学,总学时：120修订说明：根据“大学物理”课程学时数的调整和国家教委颁布的大学物理课程教学基本要求，现将“大学物理”课程教学要求和计划修订如下，从下学期开始参照执行。一.绪论（2小时）二.力学（21学时）（一）质点运动学基本要求：1正确地应用矢量概念理解质点的运动函数的意义和运动的叠加以及位移、速度和加速度等概念。 2掌握一维变速运动、自由落体运动及抛射运动的规律。能利用分离变量法解质点的运动问题。 3正确理解切向加速度和法向加速度的意义，并能正确地进行计算。 4正确理解和应用伽利略变换。学时安排：1、位矢、速度、加速度（1）2、质点运动学的两类问题（2）3、圆周运动和一般曲线运动、相对运动（2）（二）质点动力学基本要求：1理解牛顿运动定律的意义以及惯性系的概念。2熟练掌握重力、弹性力、摩擦力及万有引力的规律和计算方法。熟练地应用牛顿定律分析和解答基本力学题目。 3理解惯性力的意义并能利用它来解答简单的力学问题。 4. 掌握动量和冲量的概念及动量定理及动量守恒定律。 5. 理解质点的角动量的意义，理解质点的角动量守恒定律。 6掌握功的定义及变力做功的计算方法。理解质点的动能定理的意义及其应用。 7掌握保守力作功的特点，掌握重力势能、万有引力势能和弹簧的弹性势能的概念及其计算方法。 8. 熟练掌握机械能守恒定律，能与动量守恒定律及角动量守恒定律联系解决简单问题。学时安排：1、牛顿三定律（2） 2、变力的功、保守力、势能（2） 3、动量定理，动量守恒定律（2） 4、功能定理、机械能守恒定律（2） 5、角动量和角动量守恒定律（质点在平面内运动）（1） 6、碰撞（1）（三）刚体定轴转动基本要求：1掌握刚体定轴转动的角位移、角速度和角加速度等概念，以及和有关线量的关系。 2掌握力对固定转轴的力矩的计算方法。 3掌握转动惯量的意义及计算方法。 4掌握刚体定轴转动定律，并能应用它求解定轴转动刚体和质点联动的问题。 5会计算力矩的功，刚体转动动能，刚体重力势能。能正确地应用机械能守恒定律。 6能正确理解和计算刚体对固定轴的角动量，并能对含有定轴刚体在内的系统正确应用角动量守恒定律。学时安排：1、转动惯量、转动定律（2） 2、力矩的功、转动动能定理（2） 3、角动量定理、角动量守恒定律(2)三.气体动理论及热力学（15学时）（一）气体动理论基本要求：1理解系统和外界意义，了解微观描述与宏观描述的不同和联系。理解平衡态的概念。 2理解理想气体状态方程的意义并能用它解有关气体状态的问题。 3理解理想气体的微观模型和有关的统计性假设及理想气体压强公式的推导。 4理解理想气体压强和温度的统计意义。 5理解能量均分定理的意义及其物理基础，能由它导出理想气体内能公式。 6理解速率分布函数及麦克斯韦速率分布定律的意义。理解三种速率的统计意义。 7理解平均自由程概念及其计算公式的推导。 8了解气体中三种输运过程的物理本质及其宏观规律和微观定性解释。 9了解实际气体等温变化的特点，特别是饱和汽和临界温度的意义。学时安排：1、理想气体压强公式和温度公式（2） 2、能量按自由度均分原理、理想气体内能（2） 3、麦克斯韦速率分布率（1） 4、气体分子平均碰撞频率及平均自由程、内迁移现象（）（二）热力学基本要求：1理解热量的概念及功、热和内能的微观意义。 2理解热力学第一定律的意义并能利用它对理想气体各过程进行分析和计算。 3理解热容量概念并能利用它直接计算理想气体各过程的热量传递。 4理解理想气体绝热过程的状态变化特征和能量转化关系。 5理解循环过程概念及其图线表示法；理解热循环和致冷循环的能量转换特征；理解热效率和致冷系数的意义并能进行计算。 6理解卡诺循环的特征，能够计算卡诺循环的效率和卡诺逆循环致冷系数。 7理解热力学第二定律的表达，了解可逆和不可逆过程。学时安排：1.、功、热量、内能、热力学第一定律（1） 2、定压、定体热容（1） 3、绝热过程（2） 4、循环过程、卡诺循环（2） 5、热力学第二定律（2）、四、电磁学（32学时）（一）静电场基本要求：1理解电荷守恒定律和电荷的量子化。 2掌握库仑定律和电力叠加原理。 3理解电场的概念、电场强度的定义和电场叠加原理的意义。 4能用电荷元电场的叠加法计算简单电荷体分布的电场。 5理解电通量的概念和高斯定律的意义以及它与库仑定律的关系。 6掌握用高斯定律求解有特定对称性的电荷分布电场的方法，特别是带电的球、线、面对称的电场。 7理解电势概念引入的条件和它的意义，掌握利用场强线积分和电势叠加求已知电荷分布的电势的方法。 8理解电势梯度的意义，并能利用它由电势求电场强度。学时安排：1、库仑定律、电场强度及其计算（2） 2、电通量、高斯定理及其应用（2） 3、环路定理，电势（2） 4、电场强度与电势的关系（1）（二）静电场中的导体和介质基本要求：1. 理解导体静电平衡的条件，掌握静电平衡导体上电荷分布的特点。 2能够利用导体静电平衡的规律求解导体存在时的电场和电荷分布的问题。 3理解两种电介质极化的微观机制及宏观束缚电荷的产生。了解电极化强度的意义。 4理解电位移D的定义及D的高斯定律的意义，并能利用它们求解有电介质存在时具有一定对称性的电场的问题。 5理解电容的意义，并会计算简单电容器和电容器组的电容。 6能推导电容器的电能公式并能利用它计算电容器的能量。 7. 理解电场能量密度的概念，并能利用它来计算电荷系统的能量。学时安排：1、导体静电平衡条件及静电平衡时的电荷分布（2） 2、介质极化机理（1） 3、介质中高斯定理及环路定理（1） 4、电容、电场能量（2）（三）稳恒磁场基本要求：1理解电流密度概念及其与电流强度的关系，理解欧姆定律的微分形式。 2理解电动势的概念，会计算含有电动势的简单电路。 3理解磁力是运动电荷之间相互作用的表现。理解洛仑兹力公式的意义，了解如何用它来定义磁感应强度B。 4会计算带电粒子在均匀磁场中的螺旋运动。 5能从洛仑兹力导出电流元受磁场力的公式，并能利用后者计算简单情况下载流导线受磁场的作用力。 6理解载流线圈的磁矩的定义并能计算它受磁场作用的力矩。 7理解毕奥一萨伐尔定律，并能利用它求简单情况下电流的磁场分布。 8理解安培环路定理的意义，并能利用它求具有一定对称性的电流的磁场分布。 9了解三种磁介质磁化的微观机制和束缚电流的产生。 10了解磁场强度H的定义及H的环路定理的意义并能利用它们求解有磁介质存在时具有一定对称性的磁场的问题。 11了解铁磁介质的特性，包括它的m值、磁滞效应、磁滞回线、磁畴等的意义。学时安排：1、电动势的概念（） 2、磁感应强度、磁场高斯定理（） 3、毕奥-萨伐尔定律（1） 4、安培环路定理（） 5、安培定律、磁场的功（2） 6、洛仑兹力公式（2） 7、磁介质（）（三）电磁感应基本要求：1理解法拉第电磁感应定律公式的意义，特别是公式中负号的意义。 2理解产生动生电动势的原因，能计算动生电动势并判断它的方向。 3理解感应电场的意义，能计算简单情况下感生电动势和感应电场并能判定其方向。 4. 理解互感和自感的意义并能计算互感和自感系数。 5理解磁场能量的概念和磁场能量密度公式。 6. 理解变化电场产生磁场的意义及根据它而作的对安培环路定理的补充。 7理解麦克斯韦方程组中各方程的物理意义。 8了解真空中的电磁波中的电场、磁场以及传播速度之间的关系。学时安排：1、法拉第电磁感应定律（1） 2、动生电动势（2） 3、涡旋电场、感生电动势（1） 4、自感、互感、磁场能量（2） 5、位移电流、麦克斯韦方程组（）五、振动和波动（14学时）（一）振动基本要求：1理解简谐振动的概念及具三个特征量的意义和决定因素。掌握用旋转矢量表示简谐振动的方法，理解相及相差的意义。 2理解简谐振动的动力学和运动学特征。能根据条件列出运动微分方程从而判定简谐振动并求出其周期。掌握利用初始条件写出振动表达式的方法。 3理解简谐振动的能量特征。 4. 掌握在同一直线上两个同频率简谐振动的合成规律，了解拍与拍频。 5. 理解两个相互垂直，同频率简谐振动合成的规律，了解李萨如图的形成。学时安排：1、谐振动的特征及规律，谐振动表达式（2） 2、旋转矢量，谐振动能量（1） 3、谐振动合成（2）（二）波动基本要求：1理解机械波产生的条件和相的传播的概念，了解弹性模量的定义。 2理解波长、波速、频率的意义，相互关系以及各由什么因素决定。 3能利用相的传播的概念写出平面简谐彼的波函数（包括各种变换形式）并理解波函数和波形图的意义。 4理解平面简谐波中质元的动能和弹性势能的关系。理解波的能量密度、能流、能琉密度以及波的强度诸概念。 5理解惠更斯原理及其对衍射、反射、折射等现象中波的传播方向的说明。 6理解波的叠加原理。理解波的干涉的意义和相干波的条件。掌握干涉现象中合振动出现振幅极大和极小的条件。 7理解驻波的概念，包括它形成的条件，波腹和波节的意义和位置，各质元振动的相的关系，和行波的区别等。 8了解半波损失的意义。 9理解多普勒效应并能计算波源和观察者在同一直线上运动时频率的变化学时安排：1、机械波的产生及传播，平面简谐波函数（2） 2、波的能量（1） 3、惠更斯原理，波的衍射、反射和折射（1） 4、波的叠加原理、干涉和驻波（3） 5、多普勒效应（1） 6、电磁波的性质（1）六、波动光学（1学时）（一）光的干涉基本要求：1理解原子发光的特点和两个普通光源不相干的道理。 2理解获得相干光的两种方法分波阵面法和分振幅法的意义。 3掌握杨氏双缝干涉实验的基本装置及干涉条纹位置的计算。 4了解光的空间相干性和时间相干性的意义，它们的根源以及相干长度的意义。 5. 理解光程的物理意义，掌握它的计算方法，。知道透镜不引起附加光程差的意义。 6理解等倾干涉实验的基本装置及干涉环产生的原理，包括面光源的应用。 7掌握等厚干涉实验的基本装置及干涉条纹位置的计算。 8了解增透膜的原理和迈克耳逊干涉仪的基本结构和工作原理。学时安排：1、相干光的获得，杨氏双缝干涉（2） 2、薄膜等厚、等倾干涉（） 3、迈克耳逊干涉仪（1）（二）光的衍射基本要求：1理解惠更斯-菲涅耳原理中包含的基本概念。 2掌握用半波带法分析单缝夫琅和费衍射条纹的产生及其暗纹位置的计算。 3理解光栅衍射条纹的特点及产生的原因，掌握用光栅方程计算谱线位置的方法。 4了解衍射对光学仪器分辨本领的影响。学时安排：1、惠更斯-菲涅耳原理，单缝衍射（） 2、光栅衍射（2） 3、光学仪器分辨率（1）（三）光的偏振基本要求：1了解光的五种偏振状态；理解用偏振片起偏和检偏的方法；理解马吕斯定律。 2了解光在反射和折射时偏振状态的变化，理解布儒斯特定律。 3了解双折射现象和确定单轴晶体中0光、e光的传播方向的惠更斯作图法。学时安排：1、自然光和偏振光、布儒斯特定律，马吕斯定律（） 2、双折射现象（2）七、狭义相对论及量子物理基础（22学时）（一）狭义相对论力学基础基本要求：1. 了解绝对时空观，理解爱因斯坦相对性原理和光速不变原理。 2. 掌握洛伦兹坐标变换式，理解狭义相对论时空观。 3. 理解并能正确应用相对论速度变换公式。 4理解相对论质量、动量、动能、能量等概念和公式以及它们和牛顿力学中相应各量的关系，能正确利用这些公式进行计算。 5. 了解相对论动量能量变换和力的变换公式。学时安排：1、狭义相对论两个基本假设，洛仑兹坐标变换式（2） 2、狭义相对论时空观（2） 3、狭义相对论动力学基础（2）（二）量子物理基础基本要求：1. 理解黑体概念及黑体单色辐射本领与波长的图线关系。了解普朗克黑体辐射公式。 2. 理解光电效应中入射光频率的影响；理解光子概念及其对光电效应的解释。 3. 理解康普顿效应及利用光子概念对这一现象作出的解释。 4. 理解实物粒子的波粒二象性及联系波粒二性的基本公式。 5. 在波粒二象性的基础上理解概率波的概念及其统计意义。 6. 理解不确定性关系及普朗克常数的大小在区分经典的波和粒子以及具有二象性的粒子方面的意义。 7. 理解定态薛定谔方程及其波函数解一般应满足的条件。 8. 了解