《大學物理》課程教學大綱

PAGE《大學物理》課程教學大綱一、課程基本信息1、課程名稱（中文）：大學物理(A)課程名稱（英文）：UniversityPhysics(A)2、學時/學分：128學時/8學分3、先修課程：高等數(shù)學（一元微積分，空間解析幾何，無窮級數(shù)，常微分方程）4、面向?qū)ο螅汗た聘鲗I(yè)5、教材、教學參考書：教材：高景《大學物理教程》，上海交通大學出版社教學參考書：吳錫瓏《大學物理教程》，高等教育出版社二、課程性質(zhì)和任務物理學是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運動最基本最普遍的形式(包括機械運動、熱運動、電磁運動、微觀粒子運動等)及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學。物理學的研究對象具有極大的普遍性，它的基本理論滲透在自然科學的一切領(lǐng)域，廣泛地應用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門，它是自然科學和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。以物理學的基礎(chǔ)知識為內(nèi)容的《大學物理》課程，它所包括的經(jīng)典物理、近代物理及它們在科學技術(shù)上應用的初步知識等都是一個高級工程技術(shù)人員所必備的。因此，《大學物理》課程是我校各專業(yè)學生的一門重要必修基礎(chǔ)課?！洞髮W物理》課程的作用，一方面在于為學生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，另一方面，使學生初步學習了科學的思想方法和研究問題的方法。這些都起著開闊思路、激發(fā)探求和創(chuàng)新精神、增強適應能力、提高人才素質(zhì)的重要作用。學好本課程，不僅對學生在校的學習十分重要，而且學生畢業(yè)后的工作和進—步學習新理論、新技術(shù)，不斷更新知識，都將發(fā)生深遠的影響。由于本課程是在低年級開設(shè)的，因而它在使學生樹立正確的學習態(tài)度，掌握科學的學習方法，培養(yǎng)獨立獲取知識的能力，以盡快適應大學階段的學習規(guī)律等方面也起著重要的作用，此外，學習物理知識、物理思想和物理學的研究方法，有助于培養(yǎng)學生建立辯證唯物主義世界觀。通過本課程的教學，應使學生對物理學所研究的各種運動形式以及它們之間聯(lián)系，有比較全面和系統(tǒng)的認識；對本課程中的基本理論、基本知識和基本技能能夠正確地理解，并具有初步應用的能力。在本課程的各個教學環(huán)節(jié)中，應注意對學生進行嚴肅的科學態(tài)度，嚴格的科學作風和科學思維方法的培養(yǎng)和訓練，應重視對學生能力的培養(yǎng)。三、教學內(nèi)容和基本要求根據(jù)《大學物理課程教學基本要求》，將教學內(nèi)容的基本要求分為掌握、理解、了解三級，本大綱教學內(nèi)容要求也分成三類，并用符號(1)、(2)和(3)標記在內(nèi)容標題的右上角，這三類要求是：(1)：要求學生對這些內(nèi)容透徹理解、牢固掌握。(透徹理解其物理內(nèi)容，掌握其適用條件，對定理一般要求會推導)并能熟練應用。(2)：要求學生對這些內(nèi)容理解并能掌握，對定理的推導一般不作要求，但要求會用它們分析、計算有關(guān)簡單問題。(3)：只要求對這些內(nèi)容有所了解，一般不要求應用。第一章力與運動質(zhì)點運動學質(zhì)點的位移(1)、速度(1)、加速度(1)、牛頓運動定律(1)、慣性系(1)、經(jīng)典力學相對性原理(2)、非慣性系(2)、慣性力(2)、相對運動和伽利略變換(2)、經(jīng)典力學的基本困難(1)、狹義相對論基本假設(shè)(1)、時空相對性(1)、洛倫茲變換(2)。第二章運動定理質(zhì)點的動能定理(1)、功(1)、保守力和非保守力(1)、質(zhì)點在保守力場中的勢能(1)、質(zhì)點系的勢能(2)、功能原理和能量守恒(1)、動量定理和動量守恒定律(1)、質(zhì)心定理(2)、質(zhì)心坐標系(2)、碰撞問題(1)、火箭飛行(1)、相對論質(zhì)量和動量(1)、相對論能量和質(zhì)能關(guān)系(1)、質(zhì)點的角動量定理和角動量守恒(1)、質(zhì)點系的角動量(2)。第三章剛體力學基礎(chǔ)剛體運動的描述(1)、定軸轉(zhuǎn)動定理(1)、剛體的轉(zhuǎn)動慣量(1)、定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒(1)、定軸轉(zhuǎn)動的功能原理(1)、剛體的進動(2)、剛體的平面平行運動(2)。第四章機械振動簡諧振動力學(1)、簡諧振動運動學(1)、微振動的簡諧振動近似(2)、平行簡諧振動的合成(1)、垂直簡諧振動的合成(2)、阻尼振動(1)、受迫振動和共振(1)。第五章機械波機械波的類型(1)、機械波的速度(1)、惠更斯原理(1)、平面簡諧波(1)、平面波的波動方程(1)、波的能流密度和強度(1)、波的疊加和干涉現(xiàn)象(1)、多普勒效應(1)。第六章平衡態(tài)熱力學系統(tǒng)(1)、熱力學平衡態(tài)(1)、熱力學第零定律及溫度和溫標(2)、理想氣體溫標和狀態(tài)方程(1)、理想氣體微觀模型(1)。第七章平衡態(tài)的統(tǒng)計性質(zhì)壓強和溫度的統(tǒng)計意義(1)、能量均分定理(1)、麥克斯韋速率(1)和速度分布律(2)、玻耳茲曼分布律(1)。第八章熱力學第一定律內(nèi)能、功和熱量(1)、準靜態(tài)過程(1)、熱力學第一定律(1)、熱容(1)、絕熱過程(1)、多方過程(2)、循環(huán)過程(1)。第九章熱力學第二定律熱力學第二定律(1)、熱力學過程的不可逆性(2)、熱力學系統(tǒng)的熵(2)、熵增加原理(2)、熱力學第二定律的統(tǒng)計意義(2)、熵的統(tǒng)計意義(2)、有序與無序(3)。第十章實際氣體實際氣體和范德瓦耳斯方程(1)第十一章氣體的輸運過程平均自由程、熱傳導、粘滯和擴散現(xiàn)象的微觀解釋第十二章真空中的靜電場庫侖定律電力疊加原理(1)、電場和電場強度(1)、高斯定理及應用(1)、環(huán)流定理(1)、電勢及計算(1)、等勢面和電勢梯度(1)。第十三章靜電場與物質(zhì)的相互作用導體的靜電平衡(1)、空腔導體的性質(zhì)(1)、靜電屏蔽(1)、電容器和電容(1)、電介質(zhì)的極化機制(1)、極化強度和極化電荷(1)、介質(zhì)中的靜電場(1)、電位移矢量(1)、介質(zhì)邊界兩側(cè)的靜電場(2)、靜電場能量(1)。第十四章電流與磁場傳導電流(2)、電動勢(1)、穩(wěn)恒電場(2)、磁場與磁感應強度(1)、畢奧-薩伐爾定律(1)、磁場高斯定理(1)、磁場安培環(huán)路定理(1)、磁場對電流的作用(1)、帶電粒子的運動(2)。第十五章磁場與物質(zhì)的相互作用順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)(1)、磁化強度和磁化電流(1)、介質(zhì)中的磁場(1)、磁場強度矢量(1)、鐵磁性(3)。第十六章電磁感應電磁感應定律(1)、動生電動勢(1)、感生電場和感生電動勢(1)、自感應和互感應現(xiàn)象(1)、磁場能量(1)。第十七章電磁場與電磁波位移電流(1)、麥克斯韋電磁場方程組、電磁波的波動方程(2)、電磁波的性質(zhì)和坡因廷矢量(1)、振蕩電偶極子的輻射(3)。第十八章光的傳播原子發(fā)光模型(1)、光波列的譜線寬度(2)、光的反射與折射。第十九章光的偏振光的橫波性和五種偏振態(tài)(1)、馬呂斯定律(1)、反射和折射時的偏振光(2)、雙折射現(xiàn)象和基本規(guī)律(1)、光程和晶體光學器件(1)、圓偏振光和橢圓偏振光的獲得和檢驗(1)、偏振光的干涉和應用(1)、旋光現(xiàn)象(3)。第二十章光的干涉和衍射分波前裝置(1)、光場的空間相干性(2)、薄膜等厚干涉條紋(1)、薄膜等傾干涉條紋(1)、邁克耳孫干涉儀(1)光場的時間相干性(2)、光的衍射現(xiàn)象和惠更斯－菲涅耳原理(1)、夫瑯和費單縫衍射(1)、光學儀器的象分辨本領(lǐng)(1)、多縫夫瑯和費衍射(1)、光柵和光柵光譜儀(1)、X射線衍射(3)。第二十一章量子力學的發(fā)展熱輻射和黑體輻射(1)、普郎克能量子假設(shè)(1)、光電效應和光子假設(shè)(1)、康普頓散射(1)、氫光譜和波爾理論(1)。第二十二章量子力學的基本原理德布羅意假設(shè)(1)、電子衍射實驗(2)、波函數(shù)的統(tǒng)計意義(1)、不確定關(guān)系(1)、薛定諤方程(1)、力學量算符(2)。第二十三章定態(tài)問題一維無限深勢阱(1)、隧道效應(1)、原子的振動和分子轉(zhuǎn)動(1)、電子的軌道角動量(1)、電子的自旋(1)、氫原子的量子理論(1)。第二十四章量子力學的應用激光原理(2)。 四、對學生能力培養(yǎng)的要求在整個教學過程中，應注意有計劃地、循序漸進地培養(yǎng)學生獨立閱讀與本課程水平相當?shù)慕滩暮蛥⒖紩哪芰Γ⒁髮W生達到理解其主要內(nèi)容和寫出條理較清楚的筆記、小結(jié)和心得體會。通過眾多的理想