物理系课程教学大纲

物理系课程教学大纲(2004版)南京大学物理系2004年5月1目 录1大学物理实验（一） 12大学物理实验（二） 33大学物理实验（三） 54力学 75热学 96电磁学117光学138原子与亚原子物理学159近代物理实验1710数学物理方法2311理论力学2812电动力学3013统计物理3314量子力学3515固体物理3716原子核物理4017结构与物性4218计算物理4419微机原理与应用4520C 语言程序设计4721统计物理补充5022量子力学补充5223近代物理设计性实验5324数据库原理与应用5525现代电子技术5726晶体衍射6027晶体物理性能6228铁磁学6429磁性材料6730粒子物理6931反应堆与加速器7132生物物理7333超导物理与器件7534现代光学7835光电子技术8136半导体物理8337半导体器件物理 8538单片机原理与接口技术 8739硬件描述语言 8940计算机图形学 9141物理学史 9342物理英语文献 9543晶体生长物理学 9744集成电路原理与设计基础 9945微加工技术10246能源工学10347辐射探测与防护10548机械制图10749数字电路10950电工学11151操作系统11352计算机网络11453计算机辅助设计11754汇编语言12055离散数学12256光通信原理与技术12457凝聚态光物理12658高新技术中的物理12859计算机基础13060制冷原理与技术13361管理学概论13562演示物理137143一、课程编号：1200A二、课程名称：大学物理实验（一）三、英文名称：Experiments in physics(I)四、周讲课时数：3 学分：2五、先修课程：无六、课程目的和要求：本课程是为理科学生开设的公共基础课。课程的目的是为了给学生奠定实验物理学的基础，使学生获得实验物理学的基本知识和技能，并且使学生初步建立实验物理学的基本思维方式，形成初步从事物理实验研究的能力。与此同时，还要培养学生将已知的物理规律运用于实际问题的意识，激发学生从事探索未知规律的热情。七、课程简介：序号实验项目名称内容提要学时本专业非本专业（一）绪论基本物理实验方法：比较法、放大法、补偿法、转换法、模拟法、量纲法物理实验中常用的数据处理方法、误差和有效数字理论列表法、作图法、累加法、分组逐差法、经验公式拟合法33（二）基础实验3636（1）物体冷却规律研究冷却法测比热,了解热电偶原理与应用33（2）用扭摆法测定金属（钢）的切变模量和内耗切变和扭变力矩的关系，测量转动惯量、扭转系数、切变模量及内耗33（3）用光杠杆法测钢的杨氏模量杨氏模量的物理意义、静态测量，光杠杆放大法，累加法及作图法处理数据33（4）用拉脱法测液体的表面张力表面张力及其系数的概念及测量，乔力秤原理，逐差法处理数据33（5）自搭电位差计测电动势掌握补偿电路的原理，测量微小电动势的方法33（6）示波器的使用示波器的构造及原理，波形的观察，利用李萨如图测量频率及相位差33（7）地球磁场水平分量的测量测量地磁场水平分量，在振动周期达不到无限大时，采用作图外推法33（8）运算放大器的简单应用运算放大器的原理及使用方法：反比例器、加法器、减法器、电压比较器33（9）透镜组基点的测量透镜组的基点及其性质，转台法测量节点，测量透镜组的焦距33（10）用分光计测量玻璃的折射率分光计的构造、使用方法，三棱镜分光，观察光谱，绘制色散曲线33（11）平行光束在球形界面上的反射和折射通过光线在球面的反射、折射，熟悉反射和折射定律，球面镜的基本性质，光路的基本调节，激光器的使用33（12）黑白照相技术印相和放大照相机的构造和使用方法，拍摄相片和冲洗负片的操作技术33（三）开放式讨论课33（四）实验方案设计，开卷考评66八、教材：大学物理实验（一），万春华编，南京大学出版社，2002年版。九、参考书：1普通物理实验，林抒、龚镇雄编，高等教育出版社，1982年。2基础物理实验，沈元华、陆申龙，高等教育出版社，2003年。十、授课手段：物理实验十一、成绩考核方式：学生主要以平时实验成绩为主，期末考核是提供若干个实验中未有的测量题目。要求学生综合所学知识、方法写出测量方案。考核训练旨在开拓学生在实验领域的知识面，同时在实验综合能力上有个飞跃，从而调动他们的学习积极性和创造性。十二、主讲教师：周进，王思慧，丁剑平，苏为宁，王均义，章建荣，张志方，石荣章，桑海，章建辉，高文莉，杨燚，应学农，李昂，张序余十三、撰稿人：周进一、课程编号：1200B二、课程名称：大学物理实验（二） 三、英文名称：Experiments in physics(II)四、周讲课时数：3 学分：2五、先修课程：大学物理实验（一）六、课程目的和要求：本课程是大学物理实验（一）的后续课程。继续对学生进行基础实验的训练，要求学生完成12个基础训练的实验项目，以完成“三基”训练的基本要求。本课程的另一项教学目标是：培养学生对物理现象的观察、分析、研究和创造性思维能力。实现这个目标的主要教学手段是开放实验室，进行“实验中问题研究”的小论文考试。从开学提要求、期中辅导讲座、期末论文答辩，贯彻在教学的全过程中。七、课程简介：本课程的课内学时共48学时，绪论3学时，基本实验36学时，小论文考试9学时。具体实验项目及学时分配如下：序号实验项目名称内容提要学时本专业非本专业（一）绪论实验误差与数据处理的基本理论33（二）基本物理实验3636（1）物体在流体中运动阻力的研究气垫导轨和光电计量系统装置的使用，不同形状物体在水中阻力的研究33（2）用物理摆测重力加速度物理摆的性质研究，用物理摆测当地的重力加速度33（3）多用电表的设计与安装、调试多用电表的原理及安装调试，综合设计的训练33（4）声速的测量驻波的性质，相位比较法测量声速33（5）相变潜热相变过程的研究，测量液氮的汽化热33（6）用电视显微油滴仪测电子电荷利用电视显微密立根油滴仪测量电子电荷，CCD图象传感器的原理与应用33（7）迈克耳逊干涉仪了解迈克耳逊干涉仪原理,测量激光波长33（8）振动的研究阻尼振动与受迫振动的研究，音叉谐振曲线及频率33（9）用霍尔效应测磁感应强度霍尔效应的原理、霍尔器件的应用及物理参数33（10）等厚干涉牛顿杯等厚干涉的观察、现象及特点，用牛顿环精确测量球面曲率半径，测量光波长33（11）衍射光栅了解光波的衍射特性，测量光栅常数和角色散率以及分辨本领，测量光波长33（12）用双臂直流电桥测低电阻双臂电桥的工作原理，掌握低电阻的测量方法33（三）研究性小论文考核99八、教材：大学物理实验（二），潘元胜等编，南京大学出版社，2002年版。九、参考书：1（美）大学物理实验（伯克利物理实验室），A.M.波斯、H.D.杨著，科学出版社，1982年出版。十、授课手段：物理实验十一、成绩考核方式：学生主要以平时实验成绩为主，期末考核进行“实验中问题研究”的小论文考试。十二、主讲教师：王思慧，王均义，周进，章建荣，张志方，石荣章，桑海，章建辉，高文莉，杨燚，应学农，李昂，张序余十三、撰稿人：周进一、课程编号：1200C二、课程名称： 大学物理实验（三）三、英文名称：Experiments in Physics(III)四、周讲课时数：3 学分：2五、先修课程：大学物理实验（一）（二）, 普通物理六、课程目的和要求：大学物理实验（三）定位于学生研究型物理实验，以学生为主导形式，通过大学物理实验（三）开设的实验平台，使得学生获得一整套的科学研究方法的训练，包含课题的选择，实验设备条件的准备，实验方案的设计，实验，论文的写作以及论文的交流和答辩。通过本课程的学习，获得以下能力培养：1选择实验研究课题2灵活应用所学的理论指导实验3查阅有关文献、资料的能力4与老师探讨相关问题，与同学协作的能力5设计方案的可行性合理性的认证6正确进行实验操作，取得正确可靠的实验结果，获得用实验解决问题的动手能力。观察现象，分析判断，逻辑推理的能力，正确记录和处理数据，误差表示。7论文写作和表达能力。七、课程简介：序号实验项目名称内容提要学时本专业非本专业一绪论科学研究方法的介绍如何选择实验研究课题，灵活应用所学的理论指导实验，查阅有关文献、资料。如何进行设计方案的可行性合理性的认证。如何进行论文写作和论文交流准备。44二实验室提供参考实验48481光的偏振实验偏振光中偏振片、波片的作用，产生和检验偏振态的方法662旋光法测量糖浓度旋光材料的特性，检测偏振光的高灵敏度方法663椭偏法测量薄膜厚度和折射率椭偏仪的原理，测量薄膜的厚度和折射率的方法664迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪原理，厚度，折射率，波长等的精密测量665光纤传输技术电信号的光调制，光纤传输，解调，放大等特性666全息照相全息照相的基本原理、光路，菲涅耳全息图，反射式全息图的拍摄，再现667阿贝成像原理与空间滤波光信息处理的基本光路，物空间，频谱空间的概念，图像的滤波668激光双光栅法测量微小位移多普勒效应，微小振动位移的测量，光栅的应用669光的偏振效应的应用克尔效应，法拉第效应，泡克尔斯效应，电光调制方法和信息传输6610热波法测量良导体的热导率动态法测量，热波的产生，波动的理解6611气体热导率的测量真空技术，热导率的测量6612闪光法测量材料的热导率闪光法，测量方法6613夫兰克赫芝实验测量微电流的方法，测定原子能级的方法6614小型制冷装置制冷量和制冷系数的测量压缩机的结构，工作原理，补偿法测量方法，制冷量和能效比测量，制冷系数的估测方法6615介电谱的测量介电参数的矢量电压测量法，材料介电频率特性测量6616磁滞回线和磁化曲线的测量电子积分器原理，用途，磁化曲线，磁滞回线，基本磁化曲线的测量，计算机数据采集6617电子束的偏转与聚焦现象电聚焦，磁聚焦，示波管的原理，测量电子荷质比方法6618交流电桥交流电桥测量电容，电感，电阻量，元件的损耗，品质因素等6619RLC电路的暂态与稳态电学元件电容，电感，电阻的特性，RLC电路的轩昂态与稳态，示波器测量相位差6620模拟散射数据采集处理误差分析，物体相互作用的概率，二项式分布规律6621模拟约瑟夫逊结非线性混沌实验电子模拟约瑟夫逊结方法，测量其结电流，直流伏安特性，了解非线性混沌现象6622超声波实验超声波的反射，超声波的干涉，超声波研究多普勒效应6623风洞实验气压的测量，空气阻力与物体形状的关系，流线型机翼的压力曲线6624微波实验分米波的辐射特性和偏振，分米波的幅度调制，微波的干涉与衍射现象等66三实验论文答辩22八、教材：九、参考书：1.设计性研究型物理实验教程，沈元华，复旦大学出版社，2004。2.基础物理实验教程，朱鹤年，高等教育出版社，2003。3.大学物理实验（二），万春华，南京大学出版社,2002。十、授课手段：物理实验十一、成绩考核方式：学生自主选择上述实验仪器完成4个实验，在此基础上，进行实验研究，完成两篇实验研究论文分别作为期中考核和期末考核，期末论文要求答辩，根据论文的创新性、内容的丰富度和深度、答辩的情况综合评分。十二、主讲教师：周进，王思慧，苏为宁，于瑶，章建荣，张志方，石荣章，桑海，章建辉十三、撰稿人：周进一、课程编号：12005二、课程名称：力学三、英文名称：Mechanics四、周讲课时数：3 学分：3五、先修课程：高等数学（目前与力学同时开设）六、课程目的和要求： 力学是大学物理课程的第一门课，它研究物体机械运动及其规律。力学是许多后续课程的基础，其基本原理不仅是经典物理学的基础，也在近、现代物理学中具有重要地位。例如：能量守恒、动量守恒和角动量守恒，相对性原理，惯性与引力等等。课程要求学生掌握和理解重要的力学原理和定律，学会建立物理模型，熟悉运用物理图象和数学工具（特别是微积分）解决物理问题的方法。七、课程简介：绪论（2学时）首先简要介绍物理学的概况，同时介绍力学概况以及物理学中力学的地位、力学与科学技术的关系，历史背景，思想与方法，怎样学好力学。微积分（2学时）微积分的初步概念及简单应用第一章：质点运动学（4学时）1.1. 直线运动，曲线运动1.2. 标系，极坐标系，自然坐标系1.3 相对运动第二章：质点动力学（6学时）2.1. 牛顿三定律，质点动力学的解法举例2.2. 摩擦力，约束运动第三章：运动定律与非惯性参考系（4学时）3.1. 平动加速参考系3.2. 转动参考系，质点相对静止3.3. 转动参考系，质点相对参考系运动第四章：质点动力学的运动定理（6学时）4.1. 动量定理，角动量定理4.2. 功与能，能量守恒定律4.3. 对称性与守恒律*演示实验运动学与动力学演示（根据学期时间长短而定）第五章：质点组动力学的运动定理（6学时）5.1. 两体问题5.2. 质点组的质心运动定理，质点组动量定理5.3. 碰撞，恢复系数。实验室系与质心系*5.4. 火箭、变质量问题5.5. 角动量定理，角动量守恒，质点组的角动量与质心角动量5.6. 动能定理，质点组的动能与质心动能。机械能守恒第六章：刚体力学（8学时）6.1. 刚体概念，刚体的平衡6.2. 刚体的平动，刚体的定轴转动，刚体的平面运动，刚体的定点运动*。第七章：振动与波（8学时）7.1. 一个自由度的振动，相图*7.2. 振动的合成，两个自由度的振动*7.3. 机械波的产生与传播，横波与纵波，波速7.4. 波的能量与强度7.5. 多普勒效应7.6. 波的干涉、衍射，惠更斯原理演示实验（2学时）刚体、振动与波的演示（根据学期时间长短而定）八、教材：力学（上册），第三版，梁昆淼，1995年4月。九、参考书：1梁昆淼：力学，人民教育出版社，19782赵凯华，罗蔚茵：新概念物理教程力学，高等教育出版社，19953R. Feynman, Lectures on Physics, Addison-Wesley, Reading MA.,1964.4Charles Kittel, Mechanics, Berkeley Physics Course Vol.I5Daniel Kleppner, Robert J.Kolenkow, An Introduction to Mechanics6Kleppner, R.J.Kolenkow著，宁远源等译力学引论人民教育出版社，19807A.P.弗伦奇著，郭敦仁等译，牛顿力学人民教育出版社，1982十、授课手段：课堂多媒体讲解十一、成绩考核方式：采用平时成绩、小论文、期中考试、期末考试成绩相结合的考核模式十二、主讲教师：施毅，张荣，彭茹雯，王思慧，游彪，濮林，鞠国兴十三、撰稿人：施毅一、课程编号：12006二、课程名称：热学三、英文名称：Thermodynamics四、周讲课时数：3 学分：3五、先修课程：六、课程目的和要求：在热学教学中，应始终把培养学生的创新意识与创新能力放在首位。在教学内容上，应做到“实”、“宽”、“新”、“活”。“实”：指严谨扎实，“宽”：指加强热学与力、电、光、近代物理及与天文、化学、生物、气象、地学、环科及工程学科间横向联系。不仅要拓宽知识面，更要加强综合知识能力训练。“活”：指在传播基础知识同时，加强学生掌握、运用和创造知识能力的培养，从而树立通过学习知识去创造知识的思想意识。“新”：指加强创新意识的培养，要介绍科学前沿，使之产生浓厚兴趣，从中得到思想上的启迪与动力，从而产生时代紧迫感。“宽”和“新”要借助渗透法的运用。由于课堂学时很紧，一些“宽”“新”的内容主要依靠学生课外阅读热学教材中的相关内容来解决，但是教师在讲课时最好能够蜻蜓点水的点一下。课堂讲授与课堂讨论、课外阅读（或者讲座）、科学小论文四者结合。课堂讨论2次，每次2小时，每次讨论后再讲评2小时，讨论题选自教材中思考题，学生自由结合成小组，教师巡回启发引导。课外讲座由系领导列入学生全年课外讲座计划中，选题由具体情况而定。小论文是否计分由任课教师决定。教师最好能够做好小论文的启发引导工作，并鼓励学生在学生科学报告会上报告。针对一年级学生特点，要加强学生的学习方法指导。七、课程简介：第一章：导论（8学时）1.1. 宏观描述方法与微观描述方法 1.2. 热力学系统平衡态1.3. 温度与温度计1.4. 物态方程1.5. 物质的微观模型1.6. 理想气体微观描述的初级理论1.7. 分子间作用力势能与真实气体物态方程第二章：分子动理论的平衡态理论（8学时）2.2. 概率论的基本知识2.3. 麦克斯韦速率分布2.4. 麦克斯韦速度分布2.5. 气体分子碰壁数及其应用2.6. 外力场中自由粒子分布，玻尔兹曼分布2.7. 能量均分定理第三章：输运现象 宏观规律与分子动理论的非平衡态理论（6学时）3.1. 黏性现象的宏观规律3.2. 扩散现象的宏观规律菲克定律3.3. 输运现象宏观规律3.5. 对流传热3.6. 气体分子平均自由程3.7. 气体分子碰撞的概率分布3.8. 气体输运系数的导出3.9. 稀薄气体输运过程第一次课堂讨论，内容第一、二、三章（讨论2学时）第一次课堂讨论讲评（2学时）期中考试（2学时）第四章：热力学第一定律（6学时）4.1. 可逆与不可逆过程4.2. 功和热量4.3. 热力学第一定律4.4. 热容与焓4.5. 第一定律对气体的应用4.6. 热机4.7. 焦耳-汤姆逊效应与制冷机第五章：热力学第二定律与熵（4学时）5.1. 第二定律的表述及其实质5.2. 卡诺定理5.3. 熵与熵增加原理第六章：液态（2学时）6.1. 液体的表面现象第七章：相变（4学时）7.1. 气液相变7.2. 固-液、固-气相变，相图第二次课堂讨论2学时，内容第四、五、六、七章第二次课堂讨论讲评2学时八、教材：秦允豪编 国家级“九五”重点教材及面向21世纪教材热学九、参考书：见热学书十、授课手段：讲课、课堂讨论、课外阅读与讲座十一、成绩考核方式：期中、期末笔试，平时成绩三者综合十二、主讲教师：秦允豪，王牧，王炜，韩平，桑海，黄以能十三、撰稿人：秦允豪一、课程编号：12007二、课程名称： 电磁学三、英文名称：Electromagnetics四、周讲课时数：3 学分：3五、先修课程：微积分、矢量代数和力学六、课程目的和要求：通过本课程的教学，为后行的电动力学及电路课程打下坚实的基础；同时又要为学生“直接”应用电磁学知识解决实际问题打好基础。作为物理学基础课，应着重要求学生掌握物理学的基本概念和基本规律，使学生能建立起鲜明的物理图象。在讲授中，应特别注意从实践的观点来分析，综合物理现象和阐明物理规律。在教学中，还应通过分析、概括丰富的自然想象，联系科学发展和生产实际中的有关事例，注意采用示教和电化教学等手段，以及加强习题运算，课堂讨论等多种途径，贯彻理论联系实际的原则。在教学过程中，要特别注意引导学生阅读参考书刊，提倡学生主动研究问题，以提高他们的自学能力。七、课程简介：第一章：真空中固定电荷电场（10学时）1.1. 静电基本现象，库仑定律1.2. 电场，电场强度1.3. 高斯定理1.4. 静电场力的功第二章：导体周围的静电场（6学时）2.1. 静电场中导体平衡条件2.2. 电容器及其电容，电容器的串联与并联2.3. 电场能量第三章：电介质（8学时）3.1. 电介质3.2. 极化强度3.3. 有电介质的电场强度, 极化强度矢量与电场强度的关系3.4. 有电介质时的高斯定理及其应用*3.5. 电场的边界条件*第四章：稳恒电流（6学时）4.1. 电流强度和电流密度4.2. 电流的连续方程，稳恒条件4.3. 欧姆定律，焦耳定律4.4. 金属导电经典电子论简介*4.5. 基尔霍夫定律，复杂电路的解法4.6. RC电路的充放电过程*。第五章：稳恒磁场（6学时）5.1. 基本磁现象，电流的磁效应5.2. 磁场，磁感应矢量5.3. 毕奥-萨伐尔定律5.4. 安培定律5.5. 安培环路定理及其应用5.6. 磁场的高斯定理5.7. 洛仑兹力5.8. 带电粒子在均匀磁场中的运动5.9. 回旋加速器*, 霍尔效应*第六章：磁介质（6学时）6.1. 磁介质的磁化，磁化强度矢量6.2. 磁化强度矢量与磁化电流的关系，磁感应强度与磁场强度6.3. 有磁介质时的高斯定理与安培环路定理6.4. 铁磁质的磁化曲线与磁滞回线6.5. 磁场边界条件*，磁路定理*6.6. 磁场的能量和能量密度第七章：电磁感应（10学时）7.1. 电磁感应现象，楞次定则，法拉第电磁感应定律，动生电动势，感生电动势7.2. 自感和互感7.3. 交流发电机原理，电子感应加速器*, 涡流发电机原理，涡流及其应用*，趋肤效应*7.4. LR电路的暂态过程*, LCR振荡电路*7.5. 位移电流第八章：交流电（6学时）8.1. 交变电流，频率，振幅和位相8.2. 交流电路中电阻，电容和电感元件8.3. 阻抗，阻抗的矢量图8.4. 基尔霍夫定律的复数形式，复阻抗，阻抗的串联和并联8.5. 交流电的功率，功率因数8.6. 谐振电路与Q值*8.7. 理想变压器及其输出、输入等效电路、三相电路*第九章：麦克斯韦电磁理论和电磁波（2学时）9.1. 麦克斯韦方程组，物质方程9.2. 电磁波的产生，赫兹实验，电磁波的性质*，电磁波谱*9.3. 坡印廷矢量，电磁场的物质性*（打*号的部分为选读内容）八、教材：1.徐游：电磁学，江苏科技出版社，19872.赵凯华、陈熙谋：电磁学（上、下册），人民教育出版社，1978九、参考书：1.贾起民、郑永令：物理学（电磁学），复旦大学出版社，19872.美哈里德、瑞斯尼克等，李仲卿等译：物理学（第二卷第一分册），科学出版社，19793.美克劳斯著，安绍萱译：电磁学，人民邮电出版社，19784.美珀赛尔著，南开大学物理系译：电磁学（伯克利物理学教程第二卷），科学出版社，19795.苏塔姆著，钱尚武、赵祖森译：电学原理，人民教育出版社，19606.美费曼著，费曼物理学讲义第二卷十、授课手段：课堂多媒体讲解十一、成绩考核方式：期中考试：课程小论文等灵活形式。期末考试：闭卷考试十二、主讲教师：沈波，张清明，王慧田，曹庆祺，苏为宁，丁剑平，陈敦军十三、撰稿人：沈波一、课程编号：12004二、课程名称：光学三、英文名称：Optics四、周讲课时数：3 学分：3五、先修课程：力学，热学，电磁学六、课程目的和要求： 通过光学课程的学习使学生掌握光学现象的一些基本概念和基本规律，并学会如何由实验现象的分析逐步上升到具有规律性理论结果的过程。能用这些知识分析和解决今后的科研工作和日常生活中与光有关的问题。七、课程简介：第一章：几何光学（10学时）1.1. 几何光学的基本定理：光线传播的三个实验定理，费马原理，棱镜1.2. 成象的基本概念：同心光束，物象分类，单球面的折射反射成象1.3. 三种放大倍数：线放大系数，轴放大系数，角放大系数1.4. 共轴球面系统成象：三基点，基点的作用，共轴球面系统的基点解法1.5. 光栏：孔径光栏，视场光栏1.6. 光学仪器：眼睛，目镜，显微镜，放大镜，望远镜，照相机，投影仪1.7. 象差：象差的概念，球差，慧差等看演示实验第二章：光的电磁波特性（8学时）2.1. 电磁理论的基本定律，电磁波方程2.2. 电磁波的能量和动量：辐射度，光压，激光致冷，光镊子等2.3. 电磁波的传播特性：反射、折射定律，费马定理及其应用，全反射2.4. 界面上的波：边界条件与光的传播规律，反射比和透射比的推导，布希儒斯特角的引入第三章：光的干涉（14学时）3.1. 光的干涉现象3.2. 线性叠加原理和相干条件：电场的叠加原理，能流与光强，相干条件3.3. 杨氏干涉；实验装置，时间相干性和空间相干性3.4. 实现干涉的方法：波前分割法，振幅分割法，牛顿环，应用3.5. 迈克耳逊干涉仪3.6. 多光束干涉：原理，法布罗干涉仪，多光束干涉的作用，特征量3.7. 激光原理简介第四章：光的衍射（14学时）4.1. 衍射现象：分类4.2. 惠更新-菲涅耳原理4.3. 菲涅耳衍射：球面自由传播半波带法，振幅矢量法，应用，波带片，二元光学元件4.4. 方和费衍射，单缝衍射理论计算，圆孔衍射4.5. 分辨本领；瑞利判据，光学仪器的分辨本领4.6. 衍射，光栅；结构，强度公式推导，曲线的特点，光谱分析元件的三个参数，位相型光栅，演示实验4.7. 全息及光信息处理第五章：光的偏振（14学时）5.1. 有关偏振光的一般概念；几种偏振光，马吕斯定理5.2. 各种偏振光的数学表示形式5.3. 产生偏振光的方法；反射折射产生偏振光，二向色性产生偏振光，散射产生偏振光等5.4. 双折射：现象，晶体的光轴，主平面，理论解释，双折射偏振器5.5. 波片，各种波片，用途5.6. 偏振光干涉；偏振的定性分析5.7. 旋光性5.8. 偏振光的应用；光弹效应，电光效应，法拉第效应八、教材：高文琦等编, 光学, 南京大学出版社，1994九、参考书：1E. Hecht and A.Zajac, Optics, Addison-Wesley Publishing.Company 1976（有中译本）2M.Born and E.Wolf, Principles of Optics (Cambridge, 7th Ed., 1999)3母国光等光学人民教育出版社，19784赵凯华等光学北京大学出版社，1984十、授课手段：课堂多媒体讲解十一、成绩考核方式：平时成绩，课程小论文，期末考试十二、主讲教师：王牧，丁剑平，周进，王慧田，吴兴龙，张清明十三、撰稿人：王牧一、课程编号：12009二、课程名称：原子和亚原子物理学三、英文名称：Atomic and subatomic physics四、周讲课时数：3 学分：3五、先修课程：六、课程目的和要求：原子和亚原子物理学课程包括原子物理、原子核物理和粒子物理三部分内容，是在经典物理的力学、热学、电磁学和光学课程以后，为物理系物理专业和应用物理专业开设的近代物理基础课。本课程的目的是向学生引入量子力学基础知识，帮助学生建立量子力学概念和图像，并用它来讨论原子、分子、原子核和基本粒子尺度下的基本物理规律。强调物理图像、物理思想和物理模型的建立，重要实验与现象的描述，经典物理和量子物理的衔接。要求的基本内容应该包括：量子力学基础；原子的电子壳层和能级结构；原子、分子光谱；原子核的核力和结合能；原子核结构模型；原子核的放射性衰变和原子核反应；基本粒子的性质和分类；对称性和守恒定律；强子结构和标准模型。七、课程简介：第一章：量子力学基础（12学时）1.1. 从经典物理到量子物理1.2. 量子力学的基本原理1.3. 薛定谔方程1.4. 氢原子第二章：原子物理（18学时）2.1. 原子结构模型2.2. 原子的电子壳层结构2.3. 原子的能级结构2.4. 能级跃迁2.5. 原子光谱2.6. 内层电子激发和X射线谱2.7. 外场中的原子2.8. 分子结构2.9. 分子内部运动的能级和光谱第三章：原子核物理（15学时）3.1. 原子核的基本性质3.2. 原子核的核力和结合能3.3. 原子核结构模型3.4. 原子核的放射性衰变3.5 原子核反应和利用第四章：粒子物理（12学时）4.1. 粒子及其基本性质4.2. 对称性和守恒定律4.3. 强子的结构4.4. 相互作用的统一和标准模型4.5. 粒子和宇宙考试（3学时）八、教材： 高政祥编著，原子和亚原子物理学，北京大学出版社，2001年9月第一版。九、参考书：1杨福家著，原子物理学，高等教育出版社，2000年第三版。2卢希庭主编，原子核物理，原子能出版社，1981年1月第一版。3杨桂林、江兴方、柯善哲主编，近代物理，科学出版社,2004。4史斌星编，量子物理，清华大学出版社，1982年8月第一版。5褚圣麟，原子物理学，高等教育出版社，1994年。十、授课手段：口授十一、成绩考核方式：考试和平时成绩结合十二、主讲教师：马余强，王伯根，赵经武，宗红石，吴兴龙十三、撰稿人：马余强一、课程编号：12013二、课程名称： 近代物理实验三、英文名称：Experiments of modern physics四、周讲课时数：4 学分：4五、先修课程：大学物理学，大学物理实验 修读近代物理实验课程的学生必须学过普通物理、理论物理、普通物理实验、电子学实验等课程，掌握一定的计算机技术，具有初步阅读一些参考文献的能力。六、课程目的和要求：近代物理实验是继普通物理实验、电子学实验后为本科生开设的另一门实验课。本实验与普通物理实验的区别在于进一步体现当代科学研究的系统性、综合性、交叉性。进一步对学生加强科学研究思想、方法综合运用多学科知识能力，灵活运用较现代实验技术能力等方面的培养。本课程的主要目标是：1培养学生对物理现象的观察、分析能力2让学生掌握近代科学研究的一些常用方法、技术3培养学生独立进行实验、独立思考、独立解决问题的能力4培养学生踏踏实实工作，孜孜不倦求索，认真、严谨、细微的科学工作作风和克服困难、坚韧不拔的精神。5丰富、活跃学生的物理思想，激发他们的创新精神6着力提高学生全面的科学素养7培养学生获取新知识的能力本课程的要求是：1通过实验中观察到的现象，分析出其基本物理本质，归纳出有一定科学深度的道理。2掌握低温、高温、真空及其它常用的物理实验条件获取技术，常用仪器和部分较大型仪器的使用方法。3熟练掌握实验数据的获取、数据处理、误差分析、总结成果的方法。4能相互协作，完成较复杂实验5具有基本的独立工作、独立解决较复杂物理问题的能力6具有一定的科学探索精神和能力七、课程简介：序号实验项目名称内容提要学时本专业非本专业0绪论介绍：1、近代物理实验的目的。2、近代物理实验的学习方法：（1）看、想、查、写的预习过程；（2）讨论和操作示范；（3）独立（有必要时协作）完成实验；（4）如何写实验报告。3、近代物理实验课的要求。4、近代物理实验规则及实验室安全。881纳米颗粒制备学习和掌握利用蒸汽冷凝法制备金属纳米微粒的基本原理和实验方法，研究微粒尺寸与惰性气体气压之间的关系；学习利用电子成像法、X射线衍射峰宽法或其它方法测量微粒的粒径。442机械合金化方法了解机械合金化制备材料的方法和原理；掌握机械球磨技术以及球磨机的使用方法443薄膜制备了解真空镀膜机的结构和使用方法；掌握真空镀膜的工艺原理及在基片上蒸镀光学金属、介质薄膜的工艺过程；了解金属、介质薄膜的光学特性及用光度法测量膜层折射率和膜厚的原理。444固相反应了解固相反应制备材料的方法和原理；了解高温电炉的控温原理和使用方法445X衍射物相分析掌握XRD物相分析基本原理和方法446能量色散X荧光分析了解能量色散X荧光分析的原理、仪器构成和基本测量、分析方法；验证莫塞莱定律；研究物质对X射线的吸收规律447材料光学性质测量了解材料的光学特性以及如何通过多种光学仪器测量材料的光学特性及其测量原理448静态电特性测量了解材料的静态电特性以及各种参数的定义；通过静态电特性测量仪器对材料的各种电特性参量进行测量449静态磁特性（、MHc、Br、Bs、（BH）max、r、s、BHc）测量了解磁性材料的某些特征量，学习用法拉第感应法加电子有源积分器测量软、硬磁材料的B-H回线及某些特征量。4410正电子湮灭材料缺陷分析了解正电子湮灭寿命谱的形成原理，学会测量仪器的使用和获取正电子湮灭寿命谱，初步掌握使用计算机解谱的数学方法和应用解谱结果来分析样品的微观结构4411Mssbauer谱学了解穆斯堡尔效应和穆斯堡尔谱仪的基本原理；掌握穆斯堡尔基本参数的测定方法4412低温电导率测量了解材料电导率的定义及测量原理和方法；掌握低温控温原理以及低温热电偶的使用4413低温热导率测量了解材料热导率的定义及测量原理和方法；掌握低温控温原理以及低温热电偶的使用4414、X射线吸收系数测定了解、X射线的产生机理及其吸收系数的定义；掌握测量、X射线吸收系数的方法4415薄膜厚度测定通过干涉显微镜测量薄膜的厚度；了解干涉显微镜的工作原理；掌握干涉显微镜测量膜厚的方法4416材料微波吸收特性了解材料微波吸收特性的定义和原理；掌握测量材料微波吸收特性的方法和仪器设备的使用4417（）、（）测量了解材料的()、()的定义和测量方法；掌握材料阻抗分析仪的测量原理和使用方法4418单晶定向掌握用劳厄照相测定晶体取向的实验分析方法；了解劳厄法在研究晶体的对称性、完整性、结晶度及有序性等方面的作用4419多晶晶格常数测定理解晶体的衍射原理，掌握用德拜法测定立方晶体晶格常数及鉴定物相4420霍尔系数与电导率变温测量了解霍尔效应的产生原理、霍尔系数表达式的推导及其副效应的产生和消除；掌握霍尔系数和电导率的测量方法计算机载流子浓度、电导率、霍尔迁移率、禁带宽度4421铁电性研究了解什么是铁电体，什么是电滞回线；掌握测量材料铁电性的测量原理和测量方法4422磁电阻材料制备、测量初步了解磁性合金的AMR，多层膜的GMR，掺碱土金属稀土锰氧化物的CMR；初步掌握室温磁电阻的测量方法4423半导体器件特性测量熟悉双极、场效应管、发光、光敏二极管等半导体单元器件的基本原理、特性和主要参数；学会使用“半导体管特性图示仪”测量各类半导体器件的特性曲线和直流参数4424超导材料诸特性测量利用动态法和稳态法测量超导材料的电阻率随温度的变化关系；掌握利用液氮改变材料的温度、测温及控温的原理和方法；掌握四端法测量超导材料的电阻以及消除热电势影响的原理和方法。4425弱磁材料测量掌握用磁称测量物质弱磁性的原理及实验方法，加深对物质顺磁性和逆磁性的认识4426铁磁材料居里温度测量利用感应原理测量铁磁材料的居里温度，加深对铁磁性是相对的这一概念的认识4427金相显微分析掌握金相显微镜的使用原理和使用方法4428偏振光显微分析掌握偏振光显微镜的使用原理和使用方法4429中子活化分析了解什么是中子活化分析；掌握中子活化分析的原理和方法；学习高分辨谱仪的使用4430低、高真空获得与测量熟悉简单的高真空系统；掌握获得高真空的手段及测量方法；学习真空系统的基本抽气方程4431吸附泵应用了解吸附泵的工作原理，学习吸附泵的使用方法，了解吸附泵中的冷阱的作用4432He质谱检漏熟悉氦质谱检漏仪的结构和使用方法；掌握氦质谱检漏仪灵敏度的校准方法；掌握用喷吹法检漏时漏率的测定方法4433LN减压降温了解液氮减压降温的原理；通过对制冷系统压缩机排气口和回气口温度及压力的测量估测制冷功率。4434小型He循环制冷机使用熟悉和了解氦循环制冷机的工作原理和使用方法；利用其进行一些物性测量4435制冷机中热力学过程分析理解制冷机工作时的热力学过程和制冷原理；掌握对制冷功率与效率进行研究的方法4436西蒙气体温度计与蒸汽压温度计了解气体温度计和蒸汽压温度计的测温原理；学习利用这两种温度计测量低温的技术及误差分析方法；掌握低温实验中常用的减压降温及恒压控温技术4437低温实用温度计掌握低温实验控温及电测量技术