《大学物理》教学大纲

大学物理大学物理 教学大纲教学大纲 课程代码 2013025b 总学时 128 开课学期 第二学期和第三学期 适用专业 理工类非物理各专业 一 一 课程的性质与任务课程的性质与任务 该课程面向理工类非物理各专业 是公共基础课 以中学物理为基础 该课程面向理工类非物理各专业 是公共基础课 以中学物理为基础 在更高的层次上 系统 全面地介绍物理学基础知识 它所包括的经典物理 在更高的层次上 系统 全面地介绍物理学基础知识 它所包括的经典物理 近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员 所必备的 它是主要课程 侧重理论同时注重技能培养 为后续各专业课程的所必备的 它是主要课程 侧重理论同时注重技能培养 为后续各专业课程的 进一步学习提供基础 使学生逐步培养且掌握用物理思维解决工程实际问题的进一步学习提供基础 使学生逐步培养且掌握用物理思维解决工程实际问题的 能力 激发学生的探索和创新精神 能力 激发学生的探索和创新精神 二 课程教学的基本要求二 课程教学的基本要求 通过本课程的学习 学生对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系有比较 全面和系统的认识 对物理学的基本概念 基本理论 基本方法有比较正确的理解 并具 有初步应用的能力 三 课程教学内容和要求三 课程教学内容和要求 一 课程主要内容和要求 一 课程主要内容和要求 本课程由力学 热学 电磁学 振动与波动 波动光学 近代物理等六部分组成 带 的内容 在课时允许时讲授 第 1 章 力学 1 1 运动学 1 1 1 位矢 位移 运动方程 轨迹方程 速度 加速度 质点作圆周运动时的角速 度 角加速度 切向加速度和法向加速度 角量与线量的关系 一般曲线运动的切向加速 度和法向加速度 运动的相对性 相对速度和相对加速度等基本概念和相关计算 1 2 牛顿运动定律 1 2 1 掌握牛顿运动三定律 一维变力作用下的质点动力学问题 理解惯性参考系 非 惯性参考系 力学相对性原理 惯性力及应用 1 3 质点动力学基本定理 1 3 1 掌握功的概念 动能定理 理解保守力与非保守力 势能与势能曲线 从势能函 数求得保守力 掌握能量守恒定律 掌握动量定理 动量守恒定律 理解质心及质心运动定理 了解可变质量系统 碰撞 掌握质点的角动量 角动量定理及角动量守恒定律 1 4 刚体力学 1 4 1 掌握刚体的定轴转动 角位移 角速度 角加速度 力矩 理解转动惯量 平行 轴定理 掌握转动定律 刚体的角动量 角动量定理及角动量守恒定律 理解刚体的平面 平行运动 质点和刚体系统的机械能守恒 第 2 章 气体动理论及热力学 热学 2 1 气体动理论 2 1 1 了解气体分子热运动的图像 宏观量和微观量 统计的思想和方法 理解气体的 压强公式和温度公式 能从宏观和统计意义上理解压强 温度 内能等概念 理解麦克斯 韦分子速率分布律 气体分子热运动的平均速率 方均根速率和最概然速率 了解玻尔兹 曼能量分布律 理解能量按自由度均分定理 理想气体的内能 平均碰撞频率 平均自由 程 了解迁移现象 真实气体 范德瓦尔斯方程 2 2 热力学 2 2 1 理解准静态过程 掌握热力学第一定律 理想气体各等值过程和绝热过程 定压 和定容热容量 循环过程 卡诺循环 理解可逆和不可逆过程 热力学第二定律 卡诺定 理 熵 热力学第二定律的统计意义 第 3 章 电磁学 3 1 真空中的静电场 3 1 1 掌握电荷守恒定律 电场强度的定义及计算 高斯定理及应用 电势能 电势的 定义及计算 环路定理 场强与电势的关系 3 2 导体与电介质 3 2 1 掌握导体的静电平衡条件 电容的定义及计算 理解电场的能量 了解电介质及 其极化 理解电介质中的高斯定理 了解三个电矢量及相互关系 3 3 直流电 3 3 1 理解电流密度 欧姆定律微分形式 焦耳定律微分形式 掌握电动势 一段含 源电路的欧姆定律 理解基尔霍夫第一 第二定律 3 4 磁场 3 4 1 掌握磁感应强度的概念 理解毕奥 沙伐尔定律及应用 磁场高斯定理和安培 环路定理 运动电荷的磁场 安培定律和洛仑兹力公式 了解霍尔效应 回旋加速器和同 步加速器 电场和磁场的相对性 3 5 磁介质 3 5 1 了解介质的磁化 顺磁性 抗磁性 铁磁性 磁介质中的高斯定理和安培环路 定理 三个磁矢量 3 6 电磁感应 3 6 1 掌握法拉第电磁感应定律 理解动生和感生电动势的本质 了解涡旋电场 电子 感应加速器 理解自感和互感 LR 电路 磁场能量 3 7 电磁场理论 3 7 1 了解位移电流 麦克斯韦方程的积分形式 微分形式 第 4 章 振动和波动 4 1 机械振动 4 1 1 掌握描写谐振动的各物理量 谐振动的运动方程和微分方程 振动的能量 理 解谐振动的合成 拍 振动的分解 了解阻尼振动和受迫振动 4 2 机械波 4 2 1 掌握描写谐波的各物理量 波动方程 了解波动微分方程 理解波的能量 能流 能流密度 了解惠更斯原理 波的衍射 理解波的迭加原理 波的干涉 驻波 了 解多普勒效应 声波 超声波和次声波 4 3 电磁振荡与电磁波 4 3 1 了解无阻尼自由振荡 阻尼与受迫振荡 电磁波的波动方程 电磁波的能量 坡印廷矢量 电磁波性质 电磁波谱 第 5 章 波动光学 5 1 光的干涉 5 1 1 理解获得相干光的方法 掌握光程的概念及光程差和相位差的关系 理解杨氏 双缝干涉 双棱镜干涉 洛埃镜干涉 薄膜干涉 牛顿环 劈尖 了解麦克尔逊干涉仪 5 2 光的衍射圆孔衍射 5 2 1 了解惠更斯 菲涅尔原理 理解单缝衍射 圆孔衍射 光栅衍射 光学仪器的 分辨率 X 射线的衍射 了解全息照相原理 5 3 光的偏振 5 3 1 理解自然光和偏振光 偏振光的起偏和检偏 马吕斯定律 反射和折射时光的 偏振 布儒斯特定律 了解双折射现象 椭圆偏振光和圆偏振光 偏振光的干涉 人造双 折射 旋光现象 第 6 章 近代物理 6 1 狭义相对论基础 6 1 1 了解狭义相对论基本原理 洛仑兹坐标变换 同时的相对性 长度收缩 时间 膨胀 速度变换 质量和速度的关系 相对论动量 相对论力学基本方程 质能关系 6 2 量子物理基础 6 2 1 了解热辐射 普朗克量子假说 理解光电效应和爱因斯坦光子理论 康普顿效 应 德布罗意波 波粒二象性 了解戴维逊 革末实验 理解氢原子光谱实验规律 玻尔 氢原子理论 了解测不准关系 波函数及其统计意义 定态薛定谔方程 势阱中的粒子 氢原子 电子自旋 泡利原理 原子的壳层结构 6 3 固体 激光 6 3 1 了解固体的能带结构 导体 半导体 绝缘体 本征半导体 N 型半导体和 P 型半导体 激光产生原理 激光的特性及应用 四 教学时数分配四 教学时数分配 课程总学时 课程总学时 128 学时 学时 学时分配 序 号 教学内容学时 讲课 实验 上机 实训 习题课 讨 论课 课程设计 大 作业 1力学30264 2热学18144 3电磁学36324 4振动与波16124 5波动光学16124 6近代物理12102 小 计12810622 五 教学建议五 教学建议 1 教学重点 难点可以采用课堂讨论 探究式 合作式教学方法 教师进行评 讲总 结 引导学生通过自主思考得出正确结论 2 尽量使用多媒体现代教学技术 辅以板书等传统教学方法 讲授为主 适当进行课堂讨 论和习题分析 主干内容讲透 留适量内容学生课后自学 并布置适当习题 3 习题作业 思考题 讨论题等不易过多 但要精 促使学生深入地理解问题 六 本课程与其它课程的关系六 本课程与其它课程的关系 1 本课程要求先修课程 微积分 矢量代数 2 本课程后续课程 电工学 电磁场与电磁波 通信原理 3 本课程在专业培养计划中安排在第 2 学期 第 3 学期 七 考核方法七 考核方法 该课程列为考试课 考核方式为闭卷 平时成绩占 30 期末考试成绩占 70 平时成绩由任课老师根据平时作业 课堂表现及其它考核方式给出 八 教 材 及 教 学 参 考 书 主教材主教材 物理学 第四版 3