《普通物理学》教学大纲.doc

普通物理学教学大纲课程名称：普通物理学课程类型：必修课学 时：72学 分：4.5适用对象：理工非物理类专业一、课程的性质、目的和任务物理学是研究自然界中最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的科学。物理学的研究对象具有极大的普遍性，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，应用于生产技术的各个部门，它是其它自然科学和工程技术的基础。以物理学基础知识为内容的普通物理学课，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所必备的。因此，普通物理学是高等工科院校各专业学生的一门重要的必修基础课程。普通物理学课程的任务是：1、使学生对物理学的基本内容有较全面、系统的理解，对物质的各种运动形式的物理图像有比较完整的认识，对物理学的现代发展和成就以及物理学在工程技术中的应用有较全面的了解。2、使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力方面受到初步的训练；使学生在应用高等数学知识表达物理规律、分析和解算物理问题的能力方面受到初步的训练；使学生在科学实验基本技能方面得到初步的训练。3、开阔思路，激发学生的探索和创新精神，提高学生的科学文化素养，帮助学生建立辩证唯物主义世界观，增强爱国主义观念。4、为学生今后进一步学习专业知识，适应新理论、新技术、新工艺、新材料的发展，参与高新技术研究开发，承担技术领导和管理工作打好必要的物理基础。二、教学基本要求（一）质点运动学和刚体的转动(1)掌握参照系质点质点的位移运动方程质点的速度,质点的加速度。(2)掌握圆周运动，一般曲线运动。圆周运动的角量描述，线量与角量的关系，理解相对运动(3)理解刚体的平动、定轴转动、转动，掌握并会计算刚体的角动量、转动动能、转动惯量。(4)熟练掌握力矩、刚体定轴转动定律及其应用，熟练掌握刚体的角动量和角动量守恒定律及其应用，(5)掌握刚体的动能定理及其计算。（二）静电场（1）了解电场的物质性。（2）熟练掌握电场强度的定义、电场强度的矢量性和电场强度的迭加原理。（3）熟练掌握高斯定理的表述、证明及应用。（4）熟练掌握静电场的环路定理的表述、本质及应用；熟练掌握电势的定义、电势迭加原理及有关计算。（5）理解电场强度与电势的定性关系，掌握电力线、等势面的概念。（三）稳恒磁场（1）了解磁场的物质性。掌握磁感应强度的定义和磁场的高斯定理。（2）熟练掌握毕奥-萨伐尔定律及应用。（3）熟练掌握安培环路定理及应用。（4）理解带电粒子在电场和磁场中的运动规律，熟练掌握霍耳效应（5）熟练掌握安培力，掌握磁场对载流导线和载流线圈的作用及电流的单位“安培”的定义， （四）电磁感应(1）熟练掌握法拉第电磁感应定律的表述及应用，理解其本质。(2)掌握动生电动势、感生电动势的定义和计算，理解感生电场。(3)了解电子感应加速器、涡电流的原理。(4)理解自感应和互感应，掌握自感系数和互感系数计算。（五）机械振动(1)掌握简谐振动。(2)掌握同方向同频率简谐振动的合成。（六）机械波(1)理解机械波产生和传播。(2)掌握平面简谐波波函数。(3)了解波的能量和和能量密度，理解波的能流和能流密度。(4)理解慧更斯原理、波的叠加原理。(5)掌握波的干涉。（七）波动光学(1)理解相干光，扬氏双缝干涉实验(2)理解光程与光程差。掌握薄膜干涉现象，熟练掌握增透膜和增反膜。(3)熟练掌握光线入射到厚度不均匀的薄膜上产生的干涉劈尖干涉，理解牛顿环。(4)掌握迈克耳逊干涉仪。(5)理解光的衍射现象、慧更斯菲涅耳原理。(6)掌握单缝夫朗禾费衍射。了解圆孔衍射(7)理解光栅衍射现象，熟练掌握光栅的衍射规律，了解光栅光谱。(8)理解自然光和偏振光。(9)掌握偏振片的起偏和检偏，掌握马吕斯定律。(10)掌握反射和折射时光的偏振。（八）相对论(1)理解伽利略变换式、牛顿的绝对时空观，理解迈克耳逊-莫雷实验。(2)熟练掌握狭义相对论基本原理、洛伦兹变换式及相关运算，了解速度变换式。(3)掌握狭义相对论时空观。(4)掌握相对论动量、质量与速度的关系，熟练掌握质能关系式，理解动量和能量的关系（九）量子物理(1)理解黑体辐射、普朗克能量子假设。(2)掌握光电效应、爱因斯坦的光子理论。(3)理解氢原子光谱的实验规律，掌握波尔的氢原子理论。(4)理解德布罗意波和波粒二象性，掌握其有关计算；掌握不确定关系。(5)理解波函数的物理意义和波函数的条件；理解薛定谔方程。(6)掌握薛定谔方程在一维无限深势阱中应用，了解势垒和谐振子。(7)了解量子力学中的氢原子问题，掌握电子的自旋与原子的壳层结构。三、课程的内容及学时分配1质点运动学（6学时）（1）质点运动的描述学（2）圆周运动2刚体的转动（8学时）（1）刚体的定轴转动（2）力矩 转动定律 转动惯量（3）角动量 角动量守恒定律（4）力矩的功 刚体绕定轴转动的动能定理3静电场（8学时）（1）电荷的量子化 电荷守恒定律（2）电场强度（3）电场强度通量 高斯定理（4）静电场的环路定理 电势能（5）电势（6）电场强度与电势梯度4稳恒磁场（8学时）（1）磁场 磁场强度（2）毕奥萨伐尔定律（3）磁通量 磁场的高斯定理（4）安培环路定理（5）带电粒子在电子和磁场中的运动（6）载流导线在磁场中所受的力（7）磁场对载流线圈的作用5电磁感应（6学时）（1）电磁感应定律（2）动生电动势与感生电动势（3）自感与互感6机械振动（2学时）（1）简谐运动（2）简谐运动中的振幅 周期 频率和相位（3）简谐运动的合成。（只讲两个同方向同频率简谐运动的合成）7 机械波（4学时）(1)简谐波几个概念(2)简谐波的波函数(3)简谐波的能量(4)慧更斯原理 (5)波的干涉8波动光学（12学时）(1)相干光(2)扬氏双缝干涉实验(3)光程 薄膜干涉(4)劈尖 牛顿环(5)迈克耳逊干涉仪(6)光的衍射(7)单缝衍射(8)圆孔衍射(9)衍射光栅(10)光的偏振 马吕斯定律(11)反射和折射光的偏振9相对论（6学时）(1)伽利略变换式 牛顿的绝对时空观(2)迈克尔孙莫雷实验(3)狭义相对论的基本原理 洛仑兹变换式(4)狭义相对论的时空观(5)相对论性动量和能量10量子物理（12学时）(1)黑体辐射 普朗克能量子假设(2)光电效应 光的波粒二象性(3)氢原子的玻尔理论(4)德布罗意波 实物粒子的二象性(5)不确定关系(6)量子力学简介(7)多电子原子中的电子分布四、教材及参考文献教 材：普通物理学 程守洙、江之永主编第六版，高等教育出版社参考文献：大学物理学（上、下册），赵近芳主编 北京邮电大学出版社大学物理学 何世湘主编 重庆出版社大纲制订：王佐成制定日期：2011年8月普通物理学实验课程教学大纲课程名称 ：普通物理学实验课程类型：必修课 总 学 时：30 理论学时：3 实验学时:27学 分: 1.5适应对象：非物理类理工科专业一.实验目的 1.在中学物理实验的基础上,按照循序渐进的原则让学生系统的学习物理实验的基本知识、基本技能和基本方法。培养学生科学实验能力,使学生初步掌握实验科学的思想和方法，培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握科学实验研究的基本方法、提高学生发现问题和解决问题的能力及创新能力。2.提高学生的综合素质，培养学生理论联系实际和实事求是的科学素养，认真严谨的科学态度，积极主动的探求精神，遵守纪律，团结协作，爱护公物的优良品质。二 实验基本要求1.掌握基本物理量的测量方法。如：长度、质量、温度、压力、电流、电压、电阻等2.了解并逐步学会常用的物理实验方法。如：比较法、放大法、平衡法、转换法、补偿法、模拟法3.掌握实验室常用仪器的性能，并能正确使用。如：长度测量仪、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、常用电源等。4.掌握常用的实验操作技术。如：水平、铅直调整、视差消除调整、逐次逼近调整、根据电路图正确接线、简单的电路故障检查和排除等。三 实验内容及学时分配1.绪 论 (3学时) 2.长度测量 (3学时)3.测定钢体的转动惯量 (3学时)4.测定金属丝的杨氏模量 (3学时) (综合性实验项目)5分光计的调整和使用 (3学时)6.用模拟法测绘静电场 (3学时)7.用惠斯通电桥测电阻 (3学时)8.示波器的使用 (3学时)9.用线式电位差计测电池的电动势 (3学时)10.迈克耳孙干涉仪 (3学时)四 考核方法及成绩评定学生物理实验平时成绩考核及评定:学生实验平时考核及评定是指学生完成一个实验题目考核评定一次,每个实验题目考核分5个部分,成绩评定对应5个等级5个分数段.5个部分: 5个等级 5个分数段(1)实验预习 (0.5分) 优 5(2)实验操作 (1 分) 良 4(3)实验记录 (0.5 分) 中