《大學(xué)物理學(xué)》課程教學(xué)大綱（80學(xué)時）

《大學(xué)物理學(xué)》課程教學(xué)大綱（80學(xué)時）一、大綱說明課程名稱:大學(xué)物理學(xué)（普通物理學(xué)）課程名稱（英文）：Commonphysics適用專業(yè)：理工科各專業(yè)課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課總學(xué)時：

80

其中理論課學(xué)時:80

實驗課學(xué)時:學(xué)分：5先修課程：高等數(shù)學(xué)二、本課程的地位、性質(zhì)和任務(wù)以物理學(xué)基礎(chǔ)為內(nèi)容的大學(xué)物理課程，是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的必修基礎(chǔ)課。該課程所教授的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是一個科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的。大學(xué)物理課程在為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。通過大學(xué)物理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對物理學(xué)的基本概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識和正確的理解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。在大學(xué)物理的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，都必須注意在傳授知識的同時著重培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，努力實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在大學(xué)物理課的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，要注意對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)和科學(xué)的思維方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練；要重視對學(xué)生能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時，初步獲得應(yīng)用所學(xué)知識分析、解決問題的能力和獨(dú)立獲取知識的能力。

在本課程的教學(xué)過程中，還應(yīng)注意發(fā)揮本課程在培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義世界觀方面所起的作用。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生初步具備以下能力：1

能夠獨(dú)立地閱讀相當(dāng)于大學(xué)物理水平的教材、參考書和文獻(xiàn)資料，并能理解其主要內(nèi)容和寫出條理較清晰的筆記、小結(jié)或讀書心得；通過大學(xué)物理學(xué)課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對課程中的基礎(chǔ)概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面系統(tǒng)的認(rèn)識和正確的理解，并具有初步應(yīng)用的能力。2

了解各種理想物理模型并能夠根據(jù)物理概念、問題的性質(zhì)和需要，抓住主要因素，略去次要因素，對所研究的對象進(jìn)行合理的簡化。3

會運(yùn)用物理學(xué)的理論、觀點(diǎn)和方法，分析、研究、計算或估算—般難度的物理問題，并能根據(jù)單位、數(shù)量級與已知典型結(jié)果的比較，判斷結(jié)果的合理性。參照教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會頒布的大學(xué)物理教學(xué)指導(dǎo)意見，制訂了此大綱；主講教師結(jié)合我校專業(yè)特色，充分考慮科技發(fā)展的特點(diǎn)制定每學(xué)期教學(xué)計劃，并按教學(xué)進(jìn)度完成教學(xué)任務(wù)。按大綱要求組織命題考試，試題有較寬的知識面，有不同的題型，有合適的題量，考試內(nèi)容既有物理概念的理解、也有物理規(guī)律的應(yīng)用，既考核學(xué)生的物理知識，也考核學(xué)生的能力。課程成績由考試成績、平時成績綜合評定，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注的不是考試的分?jǐn)?shù)，而是物理的學(xué)習(xí)過程；考試完畢，針對學(xué)生考試情況，做出試卷分析。三、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求

第1章

光的干涉課程內(nèi)容1.1

光源

光的相干性1.2

楊氏雙縫干涉實驗1.3

光程與光程差1.4

薄膜干涉1.5

劈尖干涉牛頓環(huán)1.6

邁克耳遜干涉儀教學(xué)要求了解光譜曲線、譜線寬度、光矢量；了解麥克耳孫－莫雷實驗。理解光源、單色光、相干光、相干光獲得的方法――分波陣面法，分振幅法；楊氏雙縫實驗、干涉明暗條紋的位置；了解菲涅耳雙棱鏡實驗、菲涅耳雙鏡實驗、洛埃德實驗；光程、光程差、等光程性、反射光的相位突變和附加光程差；麥克耳孫干涉儀。掌握等傾干涉及其應(yīng)用――增透膜，增反膜；掌握等厚干涉及其應(yīng)用、劈尖膜。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：等傾干涉及其應(yīng)用、等厚干涉及其應(yīng)用。難點(diǎn)：干涉明暗條紋的位置。

第2章光的衍射課程內(nèi)容2.1

光的衍射

惠更斯—菲涅耳原理2.2

單縫夫瑯禾費(fèi)衍射2.3

衍射光柵

2.4

圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨率

2.5X射線的衍射教學(xué)要求了解菲涅耳衍射、夫瑯和費(fèi)衍射、惠更斯－菲涅耳原理；了解光柵光譜；X射線的衍射；布拉格公式。理解光的衍射現(xiàn)象；單縫的夫瑯和費(fèi)衍射；圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射、瑞利準(zhǔn)則、分辨律；理解光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)；理解光柵的分辨本領(lǐng)、干涉和衍射的區(qū)別和聯(lián)系。掌握光柵常量、明紋條件、暗紋條件、缺級。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：光柵常量、明紋條件、缺級。難點(diǎn)：光的衍射現(xiàn)象。

第3章光的偏振課程內(nèi)容

3.1

自然光和偏振光3.2

起偏和檢偏

馬呂斯定律3.3

反射與折射時光的偏振3.4

散射光的偏振3.5

光的雙折射3.6

偏振光的干涉

人為雙折射現(xiàn)象3.7

旋光現(xiàn)象教學(xué)要求了解雙折射現(xiàn)象、尋常光和非常光、光軸、主平面；了解單軸晶體的子波波陣面、惠更斯原理在雙折射現(xiàn)象中的應(yīng)用、晶體偏振器件；了解橢圓偏振光和圓偏振光、四分之一波片、半波片、偏振光的干涉；了解人為雙折射、電光效應(yīng)；了解旋光現(xiàn)象、右旋物質(zhì)、左旋物質(zhì)、旋光律旋光色散。理解起偏器的起偏和檢偏的作用；布儒斯特角、布儒斯特定律；理解獲得反射和折射時的線偏振光。。掌握自然光、線偏振光和部分偏振光；起偏器、透振方向、馬呂斯定律。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：線偏振光和部分偏振光；透振方向、馬呂斯定律。難點(diǎn)：雙折射現(xiàn)象、尋常光和非常光。第4章幾何光學(xué)簡介課程內(nèi)容4.1

光的傳播規(guī)律4.2

實物虛物實像虛像4.3

光在球面上的反射成像4.4

光在球面上的折射成像4.5

薄透鏡4.6

光學(xué)儀器教學(xué)要求自學(xué)第5章氣體動理論基礎(chǔ)課程內(nèi)容5.1

平衡態(tài)

溫度

理想氣體狀態(tài)方程5.2

理想氣體壓強(qiáng)公式5.3

溫度的統(tǒng)計解釋5.4

能量均分定理理想氣體的內(nèi)能5.5

麥克斯韋分子速率分布定律5.6

玻耳茲曼分布律

5.7

氣體的平均碰撞頻率和平均自由程

5.8

氣體內(nèi)的輸運(yùn)過程教學(xué)要求了解分子熱運(yùn)動的基本特征、平均值、理想氣體的微觀模型及理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)，了解溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計意義、速率分布函數(shù)、分子速率的實驗測定、麥克斯韋速率分布律、玻爾茲曼分布律、重力場中粒子按高度的分布、粘滯現(xiàn)象、熱傳導(dǎo)現(xiàn)象、擴(kuò)散現(xiàn)象。理解氣體分子的方均根速率、剛性分子的自由度、分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程。掌握氣體的三個狀態(tài)參量、平衡態(tài)、平衡過程、理想氣體的狀態(tài)方程、能量均分定理，理想氣體的內(nèi)能。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：能量均分定理，理想氣體的內(nèi)能。難點(diǎn)：分子的平均碰撞次數(shù)及平均自由程。第6章

熱力學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容6.1內(nèi)能

功和熱量

準(zhǔn)靜態(tài)過程

6.2

熱力學(xué)第一定律

6.3

氣體的摩爾熱容6.4

絕熱過程6.5

循環(huán)過程卡諾循環(huán)6.6

熱力學(xué)第二定律6.7

卡諾定理

克勞修斯熵6.8

熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義

玻耳茲曼熵教學(xué)要求了解絕熱過程的推導(dǎo)、焦耳湯姆孫實驗、了解熵增和熱寂。理解平衡過程、功、熱量、內(nèi)能的概念、氣體的摩爾定體熱容、氣體的摩爾定壓熱容、及氣體的摩爾定體熱容和氣體的摩爾定壓熱容關(guān)系、循環(huán)過程的概念、卡諾循環(huán)的定義和它的應(yīng)用、可逆過程與不可逆過程、卡諾定理。掌握并應(yīng)用熱力學(xué)第一定律、等溫過程、等體過程、等壓過程、絕熱過程、熱力學(xué)第二定律。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律及等值過程的應(yīng)用。難點(diǎn)：可逆過程。第7章

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)課程內(nèi)容7.1

參考系坐標(biāo)系物理模型

7.2

位置矢量位移速度加速度

7.3曲線運(yùn)動的描述，運(yùn)動學(xué)中的兩類問題7.4

相對運(yùn)動教學(xué)要求了解相對時空觀和絕對時空觀，了解運(yùn)動描述的相對性。理解質(zhì)點(diǎn)、坐標(biāo)系、參照系的定義，運(yùn)動的性質(zhì)，理解位矢、位移、速度、加速度的定義及其它們計算。理解切線加速度、法向加速度，理解線量和角量的關(guān)系。掌握運(yùn)動學(xué)中兩類問題的計算。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：運(yùn)動學(xué)中的兩類問題。難點(diǎn)：矢量及其計算。

第8章質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)教學(xué)內(nèi)容8.1牛頓運(yùn)動定律8.2非慣性系慣性力8.3動量

動量守恒

質(zhì)心運(yùn)動定理8.4

功動能勢能機(jī)械能守恒律8.5

理想流體的伯努利方程教學(xué)要求了解非慣性系、慣性力，了解質(zhì)心運(yùn)動定理。了解理想流體的伯努利方程。理解牛頓運(yùn)動定律。理解動量、功、動能、勢能。掌握動量定理、動量守恒。掌握動能定理、機(jī)械能守恒律。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：動量定理、動能定理及守恒律。難點(diǎn)：慣性力、保守力、內(nèi)力的功。

第9章剛體力學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容9.1剛體剛體定軸轉(zhuǎn)動的描述9.2力矩

剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律9.3剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理9.4剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理和角動量守恒律教學(xué)要求了解剛體、定軸轉(zhuǎn)動的定義，角速度矢量的定義。理解力矩定義、轉(zhuǎn)動慣量定義，理解剛體的轉(zhuǎn)動動能，理解剛體的角動量。掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動定律及應(yīng)用。掌握動能定理及計算。掌握角動量定理和角動量守恒律。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律。難點(diǎn)：剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量及計算

第10章相對論課程內(nèi)容10.1

伽利略變換和經(jīng)典力學(xué)時空觀10.2

狹義相對論產(chǎn)生的實驗基礎(chǔ)和歷史條件10.3

狹義相對論基本原理

洛倫茲變換10.4

狹義相對論時空觀10.5

狹義相對論動力學(xué)教學(xué)要求自學(xué)

第11章

機(jī)械振動課程內(nèi)容11.1

簡諧振動的動力學(xué)特征11.2

簡諧振動的運(yùn)動學(xué)11.3簡諧振動的能量11.4

簡諧振動的合成振動的頻譜分析11.5

阻尼振動受迫振動共振教學(xué)要求自學(xué)

第12章機(jī)械波課程內(nèi)容12.1

機(jī)械波的形成和傳播12.2

平面簡諧波的波函數(shù)12.3

波的能量聲強(qiáng)12.4

惠更斯原理

波的疊加和干涉12.5

駐波12.6

多普勒效應(yīng)

沖擊波12.7

色散

波包

群速度教學(xué)要求

自學(xué)

第13章靜電場課程內(nèi)容13.1

電場

電場強(qiáng)度13.2

電通量高斯定理13.3

電場力的功電勢13.4

場強(qiáng)與電勢的關(guān)系13.5

靜電場中的導(dǎo)體13.6

靜電場中的電介質(zhì)13.7

電容電容器13.8

電場的能量教學(xué)要求了解電荷的量子化、等勢面的定義及性質(zhì)、電場強(qiáng)度與電勢梯度的關(guān)系，孤立導(dǎo)體的電容、平行板，球形，圓柱形的電容器的計算、電容的串聯(lián)和并聯(lián)，了解有極分子和無極分子，有極分子的取向極化、無極分子的位移極化、電極化強(qiáng)度。了解電介質(zhì)的靜電場。理解帶電體、點(diǎn)電荷、正、負(fù)電荷、電性力、電荷守恒定律、電場力的疊加原理、庫侖定律及應(yīng)用；場的觀點(diǎn)、試探電荷、電場力、靜電場、電偶極子定義、電場線、電場強(qiáng)度及其計算；靜電場力作功的特點(diǎn)，環(huán)路定理及應(yīng)用、電勢能，靜電場的能量，靜電平衡的條件、推論及其性質(zhì)、靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布，空腔導(dǎo)體內(nèi)外的靜電場、靜電屏蔽，有電介質(zhì)時的高斯定理及應(yīng)用、電位移的定義、D，E，P之間的關(guān)系。掌握電場強(qiáng)度通量、高斯定理及其應(yīng)用；電勢及其計算、電勢差。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：高斯定理及其應(yīng)用。難點(diǎn)：電場強(qiáng)度與電勢梯度的關(guān)系。

第14章穩(wěn)恒磁場課程內(nèi)容14.1

磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度14.2

安培環(huán)路定理14.3

磁場對載流導(dǎo)線的作用14.4

磁場對運(yùn)動電荷的作用14.5

回旋加速器

磁聚焦14.6

磁介質(zhì)教學(xué)要求了解磁的基本現(xiàn)象及其電和磁的發(fā)展史；了解運(yùn)動電荷的磁場；了解磁聚焦、回旋加速器、質(zhì)譜儀、速度選擇器、霍爾效應(yīng)；了解磁場對載流線圈的作用、磁電式電流計；了解磁介質(zhì)、順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)、鐵磁質(zhì)、順磁質(zhì)的磁化、抗磁質(zhì)的磁化；分子電流、分子磁矩，磁化強(qiáng)度、磁化電流；了解鐵磁質(zhì)的特征及其特殊磁性的現(xiàn)代理論，了解磁路的概念、磁路定理。理解磁場強(qiáng)度、磁通量、磁場的高斯定理及其應(yīng)用；畢奧－薩伐爾定律；安培環(huán)路定理推導(dǎo)；洛倫茲力、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動；電流單位“安培”的定義；載流導(dǎo)線在磁場中運(yùn)動時磁力所作的功、載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁力所作的功；有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理、磁場強(qiáng)度、B與H關(guān)系。掌握安培環(huán)路定理，熟練地應(yīng)用安培環(huán)路定理解決問題，掌握安培定律及其應(yīng)用。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：安培環(huán)路定理及應(yīng)用，安培定律及其應(yīng)用。難點(diǎn)：畢奧－薩伐爾定律及應(yīng)用，有磁介質(zhì)時的安培環(huán)路定理。

第15章電磁感應(yīng)課程內(nèi)容15.1

電磁感應(yīng)定律15.2

動生電動勢與感生電動勢15.3

電子感應(yīng)加速器

渦電流15.4

自感應(yīng)與互感應(yīng)15.5

磁場能量教學(xué)要求了解電子感應(yīng)加速器、渦電流產(chǎn)生的原因、合理利用渦電流和減小渦電流的危害；了解耦合因數(shù)。理解動生電動勢的定義及其計算、其非靜電力――洛倫茲力；感生電場及其性質(zhì)、動生電動勢的定義及其計算；自感現(xiàn)象、自感電動勢及其計算、自感系數(shù)及其計算、互感現(xiàn)象、互感電動勢及其計算、互感系數(shù)及其計算；RL電路的暫態(tài)過程、RC電路的暫態(tài)過程；磁場的能量密度及其計算。掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用。難點(diǎn)：感生電場及其性質(zhì)，渦電流第16章電磁場和電磁波課程內(nèi)容16.1

位移電流麥克斯韋方程組16.2

電磁波16.3

電磁場的能量與動量教學(xué)要求

自學(xué)四、課程特色1本課程建立一套以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)素質(zhì)和能力、激發(fā)創(chuàng)新思維為目標(biāo)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，形成自己的教學(xué)特色；使學(xué)生具備物理思維能力，即要具備較強(qiáng)的物理觀念和物理意識，一切問題皆源于實際，又為實際服務(wù)，學(xué)會將所學(xué)課程與自己專業(yè)聯(lián)系起來。2營造良好教學(xué)環(huán)境，營造師生情感交融、寬松、自由、民主、開放的精神氛圍，并為學(xué)生張揚(yáng)個性、激發(fā)創(chuàng)新思維提供條件。以學(xué)生為本，實施啟發(fā)式教學(xué)，提倡、引導(dǎo)討論和爭論（辯論）、激發(fā)創(chuàng)新意識，開展研究性教學(xué)，培養(yǎng)研究和創(chuàng)新能力。3

教學(xué)環(huán)節(jié)以中學(xué)物理為起點(diǎn)，注意知識銜接，避免簡單重復(fù)；在教學(xué)過程中，注意各部分內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，使學(xué)生學(xué)得活些，還要注意擴(kuò)大知識面，使學(xué)生學(xué)得廣些；還可利用插播演示實驗形象化的教學(xué)手段，以期提高教學(xué)效果。4

大學(xué)物理的學(xué)習(xí)方法可采用：（1）程序?qū)W習(xí)：課前主動預(yù)習(xí)，課上積極響應(yīng)，課后復(fù)習(xí)；（2）用數(shù)學(xué)思維的學(xué)習(xí)方法：用高等數(shù)學(xué)來理解和處理問題是大學(xué)物理學(xué)習(xí)中的基本方法。最為突出的：一是微積分的思想，二是矢量的思想；（3）形象直觀的學(xué)習(xí)方法：大學(xué)物理學(xué)習(xí)