X1080042大学物理课程教学大纲.doc

X大学物理课程教学大纲课程名称：大学物理英文名称：College Physics课程编号：X学时数： 96实验学时：0 课外学时数：0学 分： 6适用专业：所有非物理专业理工科专业一、 课程的性质和任务 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质的最基本、最普通的运动形式（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学科。以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术中运用的初步知识,都是一个高级技术人员所必备的。另外，作为素质教育的实际载体，大学物理课是对于培养和提高理工科学生的综合素质有着十分重要的作用。因此，大学物理课是我校所有理工科类专业的一门重要的必修基础课。我校非物理专业理工科各专业开设大学物理课的任务，一方面在于为学生打好必要的物理基础使其对课程中的基本理论、基本知识能够正确的理解，并有初步的应用能力；另一方面注重学生的素质和能力的培养，使学生初步学会科学的思维方式和研究问题的方法，逐步提高分析问题、解决问题的能力。通过大学物理课的学习，使学生对物质世界中最普通、最基本的运动形式及其规律有一个较为全面和系统的认识，从而牢固树立辨证唯物主义世界观。而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识，将发生深远的影响。这正是培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高富于创新意识和国际意识的德智体全面发展的复合创新型人才的需要。二、 课程教学内容的基本要求、重点和难点第一部分 力学（一） 教学内容 (学时数：32 )质点运动函数、位移、速度、 切向加速度和法向加速度、参考系变换、 牛顿运动定律、惯性参考系、惯性力、 动量定理、动量守恒定律、火箭飞行原理、质心运动定理、角动量定理、角动量守恒定律、功和功率、动能定理、势能、功能原理、机械能守恒定律、 刚体的定轴转动、刚体的定轴转动定律、刚体定轴转动动能定理、 简谐振动、谐振子、同一直线上两个简谐振动的合成、简谐波、波动方程与波速、波的能量、惠更斯原理、反射与折射、波的叠加、波的干涉和驻波、牛顿相对性原理和伽利略变换、光速、爱因斯坦相对性原理和洛伦兹变换、时钟效应与长度收缩、相对论质量、相对论动力学。（二） 基本要求1. 理解质点、刚体等物理模型和参照系、惯性系等概念。2. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面运动时的速度、加速度、角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度。3. 熟练掌握牛顿三定律及其适用条件。4. 理解功的概念，保守力作功特点及势能的概念，会计算重力势能和弹性势能。5. 掌握质点的动能定理和动量定理，能用它们分析、解决质点在平面内运动的简单力学问题；掌握机械能守恒、动量守恒定律及其适用条件。6. 理解转动惯量概念；会计算简单情况下物体的转动惯量；熟练掌握刚体绕定轴转动定律。7. 理解角动量概念、角动量守恒定律及其适用条件；能应用该定律分析、计算有关问题；掌握刚体定轴转动动能定理并会使用。8. 确切理解简谐振动的概念及描述简谐振动的三个特征量振幅、圆频率和位相。9. 掌握确定谐振动系统特征量的方法，同方向同频率两谐振动合成的规律及合振幅极大、极小条件。10. 明确波动是振动状态的传播，区分开质点振动速度与波的传播速度；掌握、间的关系式，理解反映波的空间周期性，反映波的时间周期性。11. 掌握简谐行波函数的导出及其物理意义，能熟练运用波函数做练习题。12. 明确什么是干涉现象，掌握位相差与波程差的关系式，熟悉干涉加强、减弱条件。13. 理解牛顿力学的相对性原理、伽利略坐标、速度变换。14. 理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。15. 理解洛伦兹坐标变换，了解狭义相对论中同时性的相对性，以及长度收缩和时间膨胀概念，了解牛顿力学时空观和狭义相对论时空观以及二者的差异。16. 理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系并能用以分析、计算有关简单问题。（三）重点和难点重点：位移，速度，加速度，牛顿三定律，功的概念，保守力，质点的动能定理和动量定理，机械能守恒，动量守恒定律，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，简谐振动，波的干涉，惠更斯原理，爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设.，洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀，狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。难点：变力做功和变力冲量的计算，保守力的定义，转动惯量的概念，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，振动初相位的确定、波动方程、洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀概念。第二部分 热学（一）教学内容 (学时数：16 ) 物质聚集态的宏观与微观描述、温度、实用温标、理想气体的压强、温度的微观意义、能量均分定理、麦克斯韦速率分布律、 范德瓦斯方程、气体分子平均自由程、准静态过程、热力学第一定律、对理想气体的应用、卡诺循环、自然界演化过程的方向性、热力学第二定律、热力学概率，玻尔兹曼熵公式与熵增加原理。（二） 基本要求1. 能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能概念，了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现，宏观量是微观量的统计平均值。2. 了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式及它们的物理意义。通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量微观本质的思想和方法。3. 了解气体分子平均碰撞频率及自由程。4. 理解麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，掌握麦氏速率分布函数和速率分布曲线的对应关系。能用麦氏速率分布函数处理一些简单的问题。5. 理解气体分子平均能量按自由度均分定理。会应用该定理计算理想气体的定压、定容热容量和内能。6. 理解功、热量和内能的概念以及热力学第一定律；熟练掌握理想气体一些简单过程中的功、热量、内能改变的计算方法。7. 理解热力学第二定律的实质及统计意义，了解热力学定律对提高热机效率的指导意义。 （三）重点和难点 重点：压强、温度、内能概念，理想气体的压强公式和温度公式，麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，功、热量和内能的计算，热力学第一定律，热力学第二定律。难点：内能和熵概念，麦克斯韦速率分布函数，不可逆过程以及它的相互依存性，热力学第二定律的统计意义。第三部分 电磁学（一）教学内容 (学时数：32 ) 静电场、库仑定律、高斯定律、场强环路定理、电势、 静电场中的导体、静电场中的电介质、电容器、静电场的能量、磁场、磁感应强度、 磁场的高斯定理、 安培环路定理极其应用、带电粒子在磁场中的运动、磁场对电流的作用、磁介质、法拉第电磁感应定律、动生电动势和感生电动势、自感和互感、磁场的能量、位移电流、全电流安培环路定理、麦克斯韦方程组积分形式。 （二） 基本要求1. 理解静电场的电场强度和电势的概念并掌握计算场强分布和电势分布的方法；熟悉几种典型带电体的场强分布和电势分布。2. 理解静电场的规律,高斯定理和环路定理。 明确这两个定理全面反映了静电场的性质；熟练掌握用高斯定理计算场强的条件和方法,并能熟练运用。3. 理解并掌握导体的静电平衡条件及静电平衡导体的基本性质；使学生理解电介质的机构。4. 正确理解电容概念，掌握计算电容器电容的方法，并通过电容器的储能了解电场的能量。5. 正确理解磁感应强度的概念并掌握毕奥-萨伐尔定律，能计算一些简单电流回路的磁感应强度。6. 理解稳恒磁场的规律,磁场高斯定理和安培环路定理， 正确理解并掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法,并能熟练应用。7. 正确理解并掌握安培定律和洛仑兹力公式，理解磁力矩的概念；了解霍耳效应及引起霍耳效应的原因。8. 理解电动势的概念。9. 熟练掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势的概念和规律。10. 明确自感系数和互感系数的定义；了解计算自感系数的方法。11. 了解电磁场的物质性。理解电能密度概念。正确理解位移电流的概念，掌握麦克斯韦方程组积分形式并知道麦克斯韦方程组的定义及在电磁学中的地位。 （三）重点和难点 重点：库仑定律，电场强度，高斯定理，静电场的环路定理，电势，毕奥-萨伐尔定律，安培环路定理，电磁感应定律，麦克斯韦方程组。难点：高斯定理，电场强度的环路定理，毕奥-萨伐尔定律，感生电场，位移电流的概念。第四部分 光学（一）教学内容 (学时数：16 )干涉现象、杨氏双缝干涉、光的时空相干性、分振幅干涉、迈克耳孙干涉仪、惠更斯-菲涅耳原理、单缝夫琅禾费衍射、光栅衍射、伦琴射线的衍射、光的偏振状态、起偏与检偏、光的双折射。 （二） 基本要求1. 理解光的相干性，说明获得相干光的方法，熟练掌握双缝干涉实验。2. 理解光程的概念熟悉光程差和位相差的关系。3. 了解透镜虽能改变光波传播路径，但不造成附加光程差。知道在什么条件下会发生相位突变 。4. 通过薄膜干涉导出光程差公式，分析反射干涉及透射干涉条件。掌握劈尖干涉及牛顿环原理及应用。5. 掌握单缝夫琅和费衍射的波带解释法，掌握光栅衍射公式。6. 理解自然光和线偏振光概念，理解起偏和检偏概念，掌握马吕斯定律。7. 明确反射和折射时光的偏振现象，掌握布儒斯特定律。 （三）重点和难点 重点：波的干涉，惠更斯-菲涅耳原理，单缝夫琅和费衍射，光栅衍射，薄膜干涉，布儒斯特定律。难点：单缝夫琅禾费衍射，薄膜干涉。三、 教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一力学讲授加演示实验322：1二热学讲授加演示实验162：1三电磁学讲授加演示实验322：1四光学讲授加演示实验162：1四、课程其它教学环节要求本课程除课堂讲授、演示实验、讨论等教学方式以外。每次课后作业练习题数目：3-5题，练习题的类型为：计算题和思考题，题型的比例为4：1。五、本课程与其他课程的联系先修课程： 高等数学 后续课程：各专业基础课及专业课六. 教材和参考书目大学物理学 上海交通大学物理教研室 编 上海交通大学出版社 2011.1 第四版大学物理学 余虹 主编 科学出版社 2001.2大学物理学张三慧 编 清华大学出版社 1999.12 第二版普通物理学程守洙、江之永 编 高等教育出版社 1982.10 物理学教程马文蔚 主编（上、下册） 高等教育出版社 2002.7 大纲撰写人：赵汝顺大纲审阅人：高首山负 责 人：王艳X大学物理课程教学大纲课程名称：大学物理英文名称：College Physic课程编号： X学时数： 120实验学时0 课外学时数：0学 分： 7.5适用专业：冶金工程A类、材加A类一、 课程的性质和任务 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质的最基本、最普通的运动形式（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学科。以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术中运用的初步知识,都是一个高级技术人员所必备的。另外，作为素质教育的实际载体，大学物理课是对于培养和提高理工科学生的综合素质有着十分重要的作用。因此，大学物理课是我校所有理工科类专业的一门重要的必修基础课。我校非物理专业理工科各专业开设大学物理课的任务，一方面在于为学生打好必要的物理基础使其对课程中的基本理论、基本知识能够正确的理解，并有初步的应用能力；另一方面注重学生的素质和能力的培养，使学生初步学会科学的思维方式和研究问题的方法，逐步提高分析问题、解决问题的能力。通过大学物理课的学习，使学生对物质世界中最普通、最基本的运动形式及其规律有一个较为全面和系统的认识，从而牢固树立辨证唯物主义世界观。而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识，将发生深远的影响。这正是培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高富于创新意识和国际意识的德智体全面发展的复合创新型人才的需要。二、 课程教学内容的基本要求、重点和难点第一部分 力学（二） 教学内容 (学时数：32 )质点运动函数、位移、速度、 切向加速度和法向加速度、参考系变换、 牛顿运动定律、惯性参考系、惯性力、动量定理、动量守恒定律、火箭飞行原理、质心运动定理、角动量定理、角动量守恒定律、功和功率、动能定理、势能、功能原理、机械能守恒定律、 刚体的定轴转动、刚体的定轴转动定律、刚体定轴转动动能定理、 简谐振动、谐振子、同一直线上两个简谐振动的合成、简谐波、波动方程与波速、波的能量、惠更斯原理、反射与折射、波的叠加、波的干涉和驻波、牛顿相对性原理和伽利略变换、光速、爱因斯坦相对性原理和洛伦兹变换、时钟效应与长度收缩、相对论质量、相对论动力学。（二） 基本要求1. 理解质点、刚体等物理模型和参照系、惯性系等概念。2. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面运动时的速度、加速度、角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度。3. 熟练掌握牛顿三定律及其适用条件。4. 理解功的概念，保守力作功特点及势能的概念，会计算重力势能和弹性势能。5. 掌握质点的动能定理和动量定理，能用它们分析、解决质点在平面内运动的简单力学问题；掌握机械能守恒、动量守恒定律及其适用条件。6. 理解转动惯量概念；会计算简单情况下物体的转动惯量；熟练掌握刚体绕定轴转动定律。7. 理解角动量概念、角动量守恒定律及其适用条件；能应用该定律分析、计算有关问题；掌握刚体定轴转动动能定理并会使用。8. 确切理解简谐振动的概念及描述简谐振动的三个特征量振幅、圆频率和位相。9. 掌握确定谐振动系统特征量的方法，同方向同频率两谐振动合成的规律及合振幅极大、极小条件。10. 明确波动是振动状态的传播，区分开质点振动速度与波的传播速度；掌握、间的关系式，理解反映波的空间周期性，反映波的时间周期性。11. 掌握简谐行波波动方程的导出及其物理意义，能熟练运用波动方程作练习题。12. 明确什么是干涉现象，掌握位相差与波程差的关系式，熟悉干涉加强、减弱条件。13. 理解牛顿力学的相对性原理、伽利略坐标、速度变换。14. 理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。15. 理解洛伦兹坐标变换，了解狭义相对论中同时性的相对性，以及长度收缩和时间膨胀概念，了解牛顿力学时空观和狭义相对论时空观以及二者的差异。16. 理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系并能用以分析、计算有关简单问题。（三）重点和难点重点：位移，速度，加速度，牛顿三定律，功的概念，保守力，质点的动能定理和动量定理，机械能守恒，动量守恒定律，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，简谐振动，波的干涉，惠更斯原理，爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设.，洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀，狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。难点：变力做功和变力冲量的计算，保守力的定义，转动惯量的概念，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，振动初相位的确定、洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀概念。第二部分 热学（一）教学内容 (学时数：18 ) 物质聚集态的宏观与微观描述、温度、实用温标、理想气体的压强、温度的微观意义、能量均分定理、麦克斯韦速率分布律、 范德瓦斯方程、气体分子平均自由程、准静态过程、热力学第一定律、对理想气体的应用、卡诺循环、自然界演化过程的方向性、热力学第二定律、热力学概率，玻尔兹曼熵公式与熵增加原理。（二） 基本要求1. 能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能概念，了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现，宏观量是微观量的统计平均值。8. 了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式及它们的物理意义。通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量微观本质的思想和方法。9. 了解气体分子平均碰撞频率及自由程。10. 理解麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，掌握麦氏速率分布函数和速率分布曲线的对应关系。能用麦氏速率分布函数处理一些简单的问题。11. 理解气体分子平均能量按自由度均分定理。会应用该定理计算理想气体的定压、定容热容量和内能。12. 理解功、热量和内能的概念以及热力学第一定律；并能较熟练地掌握理想气体一些简单过程中的功、热量、内能改变的计算方法。13. 理解热力学第二定律的实质及统计意义，了解热力学定律对提高热机效率的指导意义。 （三）重点和难点 重点：压强、温度、内能概念，理想气体的压强公式和温度公式，麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，功、热量和内能的计算，热力学第一定律，热力学第二定律。难点：内能和熵概念，麦克斯韦速率分布函数，不可逆过程以及它的相互依存性，热力学第二定律的统计意义。第三部分 电磁学（一）教学内容 (学时数：34 ) 静电场、库仑定律、高斯定律、场强环路定理、电势、 静电场中的导体、静电场中的电介质、电容器、静电场的能量、磁场、磁感应强度、 磁场的高斯定理、 安培环路定理极其应用、带电粒子在磁场中的运动、磁场对电流的作用、磁介质、法拉第电磁感应定律、动生电动势和感生电动势、自感和互感、磁场的能量、位移电流、全电流安培环路定理、麦克斯韦方程组积分形式。 （二） 基本要求1. 理解静电场的电场强度和电势的概念并掌握计算场强分布和电势分布的方法；熟悉几种典型带电体的场强分布和电势分布。12. 理解静电场的规律,高斯定理和环路定理。 明确这两个定理全面反映了静电场的性质；熟练掌握用高斯定理计算场强的条件和方法,并能熟练运用。13. 理解并掌握导体的静电平衡条件及静电平衡导体的基本性质；理解电介质的机构。14. 正确理解电容概念，掌握计算电容器电容的方法，并通过电容器的储能了解电场的能量。15. 正确理解磁感应强度的概念并掌握毕奥-萨伐尔定律，能计算一些简单电流回路的磁感应强度。16. 理解稳恒磁场的规律,磁场高斯定理和安培环路定理， 正确理解并掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法,并能熟练应用。17. 正确理解并掌握安培定律和洛仑兹力公式，理解磁力矩的概念；了解霍耳效应及引起霍耳效应的原因。18. 理解电动势的概念。19. 熟练掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势的概念和规律。20. 明确自感系数和互感系数的定义；了解计算自感系数的方法。21. 了解电磁场的物质性。理解电能密度概念。正确理解位移电流的概念，掌握麦克斯韦方程组积分形式并知道麦克斯韦方程组的定义及在电磁学中的地位。 （三）重点和难点 重点：库仑定律，电场强度，高斯定理，静电场的环路定理，电势，毕奥-萨伐尔定律，安培环路定理，电磁感应定律，麦克斯韦方程组。难点：高斯定理，电场强度的环路定理，毕奥-萨伐尔定律，感生电场，位移电流的概念。第四部分 光学（一）教学内容 (学时数：18)干涉现象、杨氏双缝干涉、光的时空相干性、分振幅干涉、迈克耳孙干涉仪、惠更斯-菲涅耳原理、单缝夫琅禾费衍射、光栅衍射、伦琴射线的衍射、光的偏振状态、起偏与检偏、光的双折射。 （二） 基本要求i. 理解光的相干性，说明获得相干光的方法，熟练掌握双缝干涉实验。ii. 理解光程的概念熟悉光程差和位相差的关系。iii. 了解透镜虽能改变光波传播路径，但不造成附加光程差。知道在什么条件下会发生相位突变 。iv. 通过薄膜干涉导出光程差公式，分析反射干涉及透射干涉条件。掌握劈尖干涉及牛顿环原理及应用。v. 掌握单缝夫琅和费衍射的波带解释法，掌握光栅衍射公式。vi. 理解自然光和线偏振光概念，理解起偏和检偏概念，掌握马吕斯定律。vii. 明确反射和折射时光的偏振现象，掌握布儒斯特定律。 （三）重点和难点 重点：波的干涉，惠更斯-菲涅耳原理，单缝夫琅和费衍射，光栅衍射，薄膜干涉，布儒斯特定律。难点：单缝夫琅禾费衍射，薄膜干涉。第五部分 量子物理学基础（一） 教学内容（学时数：18）量子物理学的早期证据、康普顿效应、微观粒子的波动性、概率波与概率幅、量子物理学的基本原理、定态薛定谔方程、双态系统、 一维定态问题、原子中的电子、 激光。（二） 基本要求1. 理解入射光频率对光电效应的影响，会利用光电效应公式计算有关的物理量。2. 理解康普顿效应，会计算散射波长等有关物理量。3. 理解实物粒子的波粒二象性及不确定性关系，并能计算德布罗意波长和坐标或速度的不确定量。4. 理解氢原子光谱的形成及理论解释，并能计算有关氢原子光谱的问题。5. 理解描述原子中电子运动状态的四个量子数的物理意义及其取值。6. 了解黑体单色辐射本领与波长的关系，知道普朗克黑体辐射公式。7. 了解波函数与概率幅、定态薛定谔方程和一维无限深势阱的内容。（三） 重点和难点重点：光电效应，康普顿效应，德布罗意关系式，不确定性关系式，玻尔的氢原子理论，四个量子数。难点：波函数与概率幅，定态薛定谔方程，一维无限深势阱。三、 教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一力学讲授加演示实验322：1二热学讲授加演示实验182：1三电磁学讲授加演示实验342：1四光学讲授加演示实验182：1五量子物理学基础讲授加演示实验182：1四、 课程其它教学环节要求本课程除课堂讲授、演示实验、讨论等教学方式以外。每次课后作业练习题数目：3-5题，练习题的类型为：计算题和思考题，题型的比例为4：1。五.、本课程与其他课程的联系先修课程： 高等数学 后续课程：各专业基础课和专业课六.、教学参考书目大学物理学 上海交通大学物理教研室 编 上海交通大学出版社 2011.1 第四版大学物理学 余虹 主编 科学出版社 2001.2大学物理学 张三慧 编 清华大学出版社 1999.12 第二版普通物理学 程守洙、江之永 编 高等教育出版社 1982.10 物理学教程 马文蔚 主编（上、下册） 高等教育出版社 2002.7 大纲撰写人：赵汝顺大纲审阅人：高首山负 责 人：王艳X大学物理课程教学大纲课程名称：大学物理英文名称：College Physic课程编号： X学时数： 112实验学时：0 课外学时数：0学 分： 7适用专业：冶金工程、材加A类一、课程的性质和任务 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质的最基本、最普通的运动形式（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学科。以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术中运用的初步知识,都是一个高级技术人员所必备的。另外，作为素质教育的实际载体，大学物理课是对于培养和提高理工科学生的综合素质有着十分重要的作用。因此，大学物理课是我校所有理工科类专业的一门重要的必修基础课。我校非物理专业理工科各专业开设大学物理课的任务，一方面在于为学生打好必要的物理基础使其对课程中的基本理论、基本知识能够正确的理解，并有初步的应用能力；另一方面注重学生的素质和能力的培养，使学生初步学会科学的思维方式和研究问题的方法，逐步提高分析问题、解决问题的能力。通过大学物理课的学习，使学生对物质世界中最普通、最基本的运动形式及其规律有一个较为全面和系统的认识，从而牢固树立辨证唯物主义世界观。而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识，将发生深远的影响。这正是培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高富于创新意识和国际意识的德智体全面发展的复合创新型人才的需要。二、 课程教学内容的基本要求、重点和难点第一部分 力学（一） 教学内容 (学时数：32 )质点运动函数、位移、速度、 切向加速度和法向加速度、参考系变换、 牛顿运动定律、惯性参考系、惯性力、动量定理、动量守恒定律、火箭飞行原理、质心运动定理、角动量定理、角动量守恒定律、功和功率、动能定理、势能、功能原理、机械能守恒定律、 刚体的定轴转动、刚体的定轴转动定律、刚体定轴转动动能定理、 简谐振动、谐振子、同一直线上两个简谐振动的合成、简谐波、波动方程与波速、波的能量、惠更斯原理、反射与折射、波的叠加、波的干涉和驻波、牛顿相对性原理和伽利略变换、光速、爱因斯坦相对性原理和洛伦兹变换、时钟效应与长度收缩、相对论质量、相对论动力学。（二） 基本要求1. 理解质点、刚体等物理模型和参照系、惯性系等概念。2. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面运动时的速度、加速度、角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度。3. 熟练掌握牛顿三定律及其适用条件。4. 理解功的概念，保守力作功特点及势能的概念，会计算重力势能和弹性势能。5. 掌握质点的动能定理和动量定理，能用它们分析、解决质点在平面内运动的简单力学问题；掌握机械能守恒、动量守恒定律及其适用条件。6. 理解转动惯量概念；会计算简单情况下物体的转动惯量；熟练掌握刚体绕定轴转动定律。7. 理解角动量概念、角动量守恒定律及其适用条件；能应用该定律分析、计算有关问题；掌握刚体定轴转动动能定理并会使用。8. 确切理解简谐振动的概念及描述简谐振动的三个特征量振幅、圆频率和位相。9. 掌握确定谐振动系统特征量的方法，同方向同频率两谐振动合成的规律及合振幅极大、极小条件。10. 明确波动是振动状态的传播，区分开质点振动速度与波的传播速度；掌握、间的关系式，理解反映波的空间周期性，反映波的时间周期性。11. 掌握简谐行波波动方程的导出及其物理意义，能熟练运用波动方程作练习题。12. 明确什么是干涉现象，掌握位相差与波程差的关系式，熟悉干涉加强、减弱条件。13. 理解牛顿力学的相对性原理、伽利略坐标、速度变换。14. 理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。15. 理解洛伦兹坐标变换，了解狭义相对论中同时性的相对性，以及长度收缩和时间膨胀概念，了解牛顿力学时空观和狭义相对论时空观以及二者的差异。16. 理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系并能用以分析、计算有关简单问题。（三）重点和难点重点：位移，速度，加速度，牛顿三定律，功的概念，保守力，质点的动能定理和动量定理，机械能守恒，动量守恒定律，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，简谐振动，波的干涉，惠更斯原理，爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设.，洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀，狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。难点：变力做功和变力冲量的计算，保守力的定义，转动惯量的概念，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，振动初相位的确定、洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀概念。第二部分 热学（一）教学内容 (学时数：16 ) 物质聚集态的宏观与微观描述、温度、实用温标、理想气体的压强、温度的微观意义、能量均分定理、麦克斯韦速率分布律、 范德瓦斯方程、气体分子平均自由程、准静态过程、热力学第一定律、对理想气体的应用、卡诺循环、自然界演化过程的方向性、热力学第二定律、热力学概率，玻尔兹曼熵公式与熵增加原理。（二） 基本要求1. 能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能概念，了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现，宏观量是微观量的统计平均值。14. 了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式及它们的物理意义。通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量微观本质的思想和方法。15. 了解气体分子平均碰撞频率及自由程。16. 理解麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，掌握麦氏速率分布函数和速率分布曲线的对应关系。能用麦氏速率分布函数处理一些简单的问题。17. 理解气体分子平均能量按自由度均分定理。会应用该定理计算理想气体的定压、定容热容量和内能。18. 理解功、热量和内能的概念以及热力学第一定律；并能较熟练地掌握理想气体一些简单过程中的功、热量、内能改变的计算方法。19. 理解热力学第二定律的实质及统计意义，了解热力学定律对提高热机效率的指导意义。 （三）重点和难点 重点：压强、温度、内能概念，理想气体的压强公式和温度公式，麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，功、热量和内能的计算，热力学第一定律，热力学第二定律。难点：内能和熵概念，麦克斯韦速率分布函数，不可逆过程以及它的相互依存性，热力学第二定律的统计意义。第三部分 电磁学（一）教学内容 (学时数：32 ) 静电场、库仑定律、高斯定律、场强环路定理、电势、 静电场中的导体、静电场中的电介质、电容器、静电场的能量、磁场、磁感应强度、 磁场的高斯定理、 安培环路定理极其应用、带电粒子在磁场中的运动、磁场对电流的作用、磁介质、法拉第电磁感应定律、动生电动势和感生电动势、自感和互感、磁场的能量、位移电流、全电流安培环路定理、麦克斯韦方程组积分形式。 （二） 基本要求1. 理解静电场的电场强度和电势的概念并掌握计算场强分布和电势分布的方法；熟悉几种典型带电体的场强分布和电势分布。22. 理解静电场的规律,高斯定理和环路定理。 明确这两个定理全面反映了静电场的性质；熟练掌握用高斯定理计算场强的条件和方法,并能熟练运用。23. 理解并掌握导体的静电平衡条件及静电平衡导体的基本性质；理解电介质的机构。24. 正确理解电容概念，掌握计算电容器电容的方法，并通过电容器的储能了解电场的能量。25. 正确理解磁感应强度的概念并掌握毕奥-萨伐尔定律，能计算一些简单电流回路的磁感应强度。26. 理解稳恒磁场的规律,磁场高斯定理和安培环路定理， 正确理解并掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法,并能熟练应用。27. 正确理解并掌握安培定律和洛仑兹力公式，理解磁力矩的概念；了解霍耳效应及引起霍耳效应的原因。28. 理解电动势的概念。29. 熟练掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势的概念和规律。30. 明确自感系数和互感系数的定义；了解计算自感系数的方法。31. 了解电磁场的物质性。理解电能密度概念。正确理解位移电流的概念，掌握麦克斯韦方程组积分形式并知道麦克斯韦方程组的定义及在电磁学中的地位。 （三）重点和难点 重点：库仑定律，电场强度，高斯定理，静电场的环路定理，电势，毕奥-萨伐尔定律，安培环路定理，电磁感应定律，麦克斯韦方程组。难点：高斯定理，电场强度的环路定理，毕奥-萨伐尔定律，感生电场，位移电流的概念。第四部分 光学（一）教学内容 (学时数：16 )干涉现象、杨氏双缝干涉、光的时空相干性、分振幅干涉、迈克耳孙干涉仪、惠更斯-菲涅耳原理、单缝夫琅禾费衍射、光栅衍射、伦琴射线的衍射、光的偏振状态、起偏与检偏、光的双折射。 （二） 基本要求17. 理解光的相干性，说明获得相干光的方法，熟练掌握双缝干涉实验。18. 理解光程的概念熟悉光程差和位相差的关系。19. 了解透镜虽能改变光波传播路径，但不造成附加光程差。知道在什么条件下会发生相位突变 。20. 通过薄膜干涉导出光程差公式，分析反射干涉及透射干涉条件。掌握劈尖干涉及牛顿环原理及应用。21. 掌握单缝夫琅和费衍射的波带解释法，掌握光栅衍射公式。22. 理解自然光和线偏振光概念，理解起偏和检偏概念，掌握马吕斯定律。23. 明确反射和折射时光的偏振现象，掌握布儒斯特定律。 （三）重点和难点 重点：波的干涉，惠更斯-菲涅耳原理，单缝夫琅和费衍射，光栅衍射，薄膜干涉，布儒斯特定律。难点：单缝夫琅禾费衍射，薄膜干涉。第五部分 量子物理学基础（四） 教学内容（学时数：16）量子物理学的早期证据、康普顿效应、微观粒子的波动性、概率波与概率幅、量子物理学的基本原理、定态薛定谔方程、双态系统、 一维定态问题、原子中的电子、 激光。（五） 基本要求8. 理解入射光频率对光电效应的影响，会利用光电效应公式计算有关的物理量。9. 理解康普顿效应，会计算散射波长等有关物理量。10. 理解实物粒子的波粒二象性及不确定性关系，并能计算德布罗意波长和坐标或速度的不确定量。11. 理解氢原子光谱的形成及理论解释，并能计算有关氢原子光谱的问题。12. 理解描述原子中电子运动状态的四个量子数的物理意义及其取值。13. 了解黑体单色辐射本领与波长的关系，知道普朗克黑体辐射公式。14. 了解波函数与概率幅、定态薛定谔方程和一维无限深势阱的内容。（六） 重点和难点重点：光电效应，康普顿效应，德布罗意关系式，不确定性关系式，玻尔的氢原子理论，四个量子数。难点：波函数与概率幅，定态薛定谔方程，一维无限深势阱。三、 教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一力学讲授加演示实验322：1二热学讲授加演示实验162：1三电磁学讲授加演示实验322：1四光学讲授加演示实验162：1五量子物理学基础讲授加演示实验162：1四、 课程其它教学环节要求本课程除课堂讲授、演示实验、讨论等教学方式以外。每次课后作业练习题数目：3-5题，练习题的类型为：计算题和思考题，题型的比例为4：1。五.、本课程与其他课程的联系先修课程： 高等数学 后续课程：各专业基础课和专业课六.、教学参考书目大学物理学 上海交通大学物理教研室 编 上海交通大学出版社 2011.1 第四版大学物理学 余虹 主编 科学出版社 2001.2大学物理学 张三慧 编 清华大学出版社 1999.12 第二版普通物理学 程守洙、江之永 编 高等教育出版社 1982.10 物理学教程 马文蔚 主编（上、下册） 高等教育出版社 2002.7 大纲撰写人：赵汝顺大纲审阅人：高首山负 责 人：王艳X大学物理课程教学大纲课程名称：大学物理英文名称：College Physics课程编号： X学时数： 80实验学时：0 课外学时数：0学 分： 5适用专业：工科各专业一、 课程的性质和任务 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质的最基本、最普通的运动形式（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学科。以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术中运用的初步知识,都是一个高级技术人员所必备的。另外，作为素质教育的实际载体，大学物理课是对于培养和提高理工科学生的综合素质有着十分重要的作用。因此，大学物理课是我校所有理工科类专业的一门重要的必修基础课。我校非物理专业理工科各专业开设大学物理课的任务，一方面在于为学生打好必要的物理基础使其对课程中的基本理论、基本知识能够正确的理解，并有初步的应用能力；另一方面注重学生的素质和能力的培养，使学生初步学会科学的思维方式和研究问题的方法，逐步提高分析问题、解决问题的能力。通过大学物理课的学习，使学生对物质世界中最普通、最基本的运动形式及其规律有一个较为全面和系统的认识，从而牢固树立辨证唯物主义世界观。而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识，将发生深远的影响。这正是培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高富于创新意识和国际意识的德智体全面发展的复合创新型人才的需要。二、 课程教学内容的基本要求、重点和难点第一部分 力学a) 教学内容 (学时数：32 )质点运动函数、位移、速度、 切向加速度和法向加速度、参考系变换、 牛顿运动定律、惯性参考系、惯性力、 动量定理、动量守恒定律、火箭飞行原理、质心运动定理、角动量定理、角动量守恒定律、功和功率、动能定理、势能、功能原理、机械能守恒定律、 刚体的定轴转动、刚体的定轴转动定律、刚体定轴转动动能定理、 简谐振动、谐振子、同一直线上两个简谐振动的合成、简谐波、波动方程与波速、波的能量、惠更斯原理、反射与折射、波的叠加、波的干涉和驻波、牛顿相对性原理和伽利略变换、光速、爱因斯坦相对性原理和洛伦兹变换、时钟效应与长度收缩、相对论质量、相对论动力学。（二） 基本要求i. 理解质点、刚体等物理模型和参照系、惯性系等概念。ii. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面运动时的速度、加速度、角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度。iii. 熟练掌握牛顿三定律及其适用条件。iv. 理解功的概念，保守力作功特点及势能的概念，会计算重力势能和弹性势能。v. 掌握质点的动能定理和动量定理，能用它们分析、解决质点在平面内运动的简单力学问题；掌握机械能守恒、动量守恒定律及其适用条件。vi. 理解转动惯量概念；会计算简单情况下物体的转动惯量；熟练掌握刚体绕定轴转动定律。vii. 理解角动量概念、角动量守恒定律及其适用条件；能应用该定律分析、计算有关问题；掌握刚体定轴转动动能定理并会使用。viii. 确切理解简谐振动的概念及描述简谐振动的三个特征量振幅、圆频率和位相。ix. 掌握确定谐振动系统特征量的方法，同方向同频率两谐振动合成的规律及合振幅极大、极小条件。x. 明确波动是振动状态的传播，区分开质点振动速度与波的传播速度；掌握、间的关系式，理解反映波的空间周期性，反映波的时间周期性。xi. 掌握简谐行波波函数的导出及其物理意义，能熟练运用波函数作练习题。xii. 明确什么是干涉现象，掌握位相差与波程差的关系式，熟悉干涉加强、减弱条件。xiii. 理解牛顿力学的相对性原理、伽利略坐标、速度变换。xiv. 理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。xv. 理解洛伦兹坐标变换，了解狭义相对论中同时性的相对性，以及长度收缩和时间膨胀概念，了解牛顿力学时空观和狭义相对论时空观以及二者的差异。xvi. 理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系并能用以分析、计算有关简单问题。（三）重点和难点重点：位移，速度，加速度，牛顿三定律，功的概念，保守力，质点的动能定理和动量定理，机械能守恒，动量守恒定律，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，简谐振动，波的干涉，惠更斯原理，爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设.，洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀，狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。难点：变力做功和变力冲量的计算，保守力的定义，转动惯量的概念，刚体绕定轴转动定律，刚体定轴转动动能定理，振动初相位的确定、波动方程、洛伦兹坐标变换，相对论中同时性的相对性，长度收缩和时间膨胀概念。第二部分 热学（一）教学内容 (学时数：16 ) 物质聚集态的宏观与微观描述、温度、实用温标、理想气体的压强、温度的微观意义、能量均分定理、麦克斯韦速率分布律、 范德瓦斯方程、气体分子平均自由程、准静态过程、热力学第一定律、对理想气体的应用、卡诺循环、自然界演化过程的方向性、热力学第二定律、热力学概率，玻尔兹曼熵公式与熵增加原理。（二） 基本要求1. 能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能概念，了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现，宏观量是微观量的统计平均值。20. 了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式及它们的物理意义。通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量微观本质的思想和方法。21. 了解气体分子平均碰撞频率及自由程。22. 理解麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，掌握麦氏速率分布函数和速率分布曲线的对应关系。能用麦氏速率分布函数处理一些简单的问题。23. 理解气体分子平均能量按自由度均分定理。会应用该定理计算理想气体的定压、定容热容量和内能。24. 理解功、热量和内能的概念以及热力学第一定律；熟练掌握理想气体一些简单过程中的功、热量、内能改变的计算方法。25. 理解热力学第二定律的实质及统计意义，了解热力学定律对提高热机效率的指导意义。 （三）重点和难点 重点：压强、温度、内能概念，理想气体的压强公式和温度公式，麦克斯韦速率分布定律及速率分布函数，功、热量和内能的计算，热力学第一定律