大学物理(本科)教学大纲.doc

《大学物理(本科)》教学大纲课程编号: 07211014 类别：必 修 总学时： 126 总学分： 7 适用专业: 工程本科专业一、目的和任务 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式(机械运动、热运动、电磁运动和微观粒子运动等)及它们之间相互转化的学科物理学的内容丰富，涉及面广它的基本理论渗透于自然科学的一切领域, 应用于许多生产技术部门它是自然科学和工程技术的重要基础物理学是工程本科各专业必修的一门重要基础课程物理学课程所包含的内容是高级工程技术人材应具备的基本知识大学物理课程的教学目的和任务是：1、使学生理解物理学的基本规律，了解物理学基本理论在生产技术中的重要应用2、使学生在思维能力方面受到进一步的训练，培养学生分析问题，解决问题的能力和自学能力，使学生毕业后在实际的工程技术工作中具有一定的适应能力3、为学生学习专业知识和参加工程实践打下必要的物理基础4、培养学生实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观二、本课程的基本要求及讲授大纲力学部分(共26学时)(一) 基本要求1. 力学部分要注意反复强调与中学物理的区别,突出位矢、位移、速度、加速度的矢量性和瞬时性，掌握运动的相对性和独力性。

讲清切向加速度、法向加速度的意义，线量、角量的关系2. 对牛顿定律要加深理解，在解题方面要强调建立坐标系功的计算要提高到变力作功问题，讲清保守力的概念，对动量的矢量性要加以强调，对动量定理、动能定理、功能原理要强调其使用条件3. 刚体部分着重介绍转动惯量和转动定理，对转动动能定理及角动量守恒定律作适当介绍二）讲授大纲(共28学时，讲课22学时,习题课4学时)第1章 质点运动学(4学时) 1. 质点的运动函数 2. 位移和速度 3. 加速度 4. 允加速运动 5. 匀加速直线运动 6. 抛体运动 7. 圆周运动 *8. 相对运动第2章 牛顿运动定律(4学时)1、牛顿运动定律 2、SI单位和量纲 3、常见的几种力 4、 基本的自然力 5、应用牛顿定律解题 6、惯性系与非惯性系 *7、惯性力 第3章 动量与角动量(4学时)1. 冲量与动量定理2. 质点系的动量定理3. 动量守恒定律 *4. 火箭飞行原理 5. 质心 *6. 质心运动定理 7. 质点的角动量 8. 角动量守恒定律第4章 功和能(4学时) 1. 功 2. 动能定理 3. 一对力的功 4. 保守力 5. 势能 6. 引力势能 7. 弹簧的弹性势能 8. 由势能求保守力 9. 机械能守恒定律*10. 守恒定律的意义 11. 碰撞第5章 刚体的定轴转动(4学时)1. 刚体的运动2. 刚体定轴转动定律3. 转动惯量的计算4. 刚体定轴转动定律的应用5. 转动中的功和能6. 对定州的角动量守恒第6章 狭义相对论基础(2学时)1. 牛顿相对性原理和伽利略变换2. 爱因斯坦相对性原理和光速不变3. 同时性的相对性和时间延缓4. 长度收缩5. 洛仑兹变换6. 相对论速度变换7. 相对论质量热学部分(共计14学时)(一) 基本要求1. 注意要求学生领会微观理论与宏观理论各自的特点及相辅相成的关系.强调宏观量与微观量的关系，讲明统计平均值的概念, 掌握压强公式、温度公式。

2. 讲清能量按自由度分，理想气体内能是温度的单值函数，是状态的单值函数讲清气体三种速率的统计意义，分子速率的统计分布规律及气体分子的平均自由程3. 讲清内能、功、热量三者的物理意义，第一定律及其对过程的应用，第二定律、卡诺定理的物理意义二) 讲授大纲(共14学时,讲课12学时,习题课2学时)第1章 温度(1学时)1. 宏观与微观2. 温度的概念3. 理想气体温标4. 理想气体状态方程第2章 气体动理论(5学时)1. 理想气体的压强2. 温度的微观意义3. 能量均分定理4. 麦克斯韦速率分步律5. 气体分子的平均自由程第3章 热力学第一定律(4学时)1. 准静态过程2. 功3. 热量、热力学第一定律4. 热容5. 绝热过程6. 循环过程7. 卡诺循环8. 制冷循环第4章 热力学第二定律(2学时)1. 自然过程的方向2. 不可逆性的相互依存3. 热力学第二定律及其微观意义4. 热力学概率与自然过程的方向电磁学部分(共计44学时)(一) 基本要求1. 介绍静电场的两条实验规律：库仑定律、电场迭加原理，并从两条实验规律导出静电场的两条基本定理：高斯定理和环路定理注意讲请电场强度矢量和电势的物理意义，并着重要求学生掌握计算场强和电势的方法。

2. 讲清静电平衡条件及静电平衡时导体的基本性质,并要求学生掌握确定导体上电荷分布的原则和方法要求理解电介质极化机理，掌握极化规律，掌握电位移矢量的定义和有介质时的高斯定理理解电容概念及计算电容方法，掌握电容器储能公式并了解电场能量3. 稳恒电流着重介绍电流密度，欧姆定律的微分形式及电动势4. 要求学生正确理解磁感应强度的概念，掌握毕一萨定律及安培环路定律，并能用毕一萨定律计算简单电流回路的磁场分布，以及用安培环路定律计算轴对称分布电流的磁场方法5. 着重介绍研究磁场问题的又一重要定律---安培定律，在运用安培定律解决具体问题时，要求按矢量叉乘运算法则正确分析电流元受力大小和方向介绍运动电荷在磁场中受的洛仑磁力，指明安培力洛仑磁力的宏观表现并介绍带电粒子在均匀磁场中的基本规律6. 介绍电磁感应现象及电磁感应基本规律，楞次定律和法拉第电磁感应定律，讲清动剩电动势与感生电动势的区别与联系介绍感生电场的概念介绍自感与互感的概念介绍磁化现象及其效果及磁场强度的概念及 H的环路定理，通过对铁磁质的介绍理解磁滞回线得意义7. 介绍麦克斯韦方程组的积分形式二) 讲授大纲(共46 学时,讲课38学时,习题课8学时)第1章 静止电荷的电场(6学时)1. 电荷2. 库仑定律与叠加原理3. 电场和电场强度4. 静止的点电荷的电场及其叠加5. 电场线和电通量6. 高斯定律7. 利用高斯定理求静电场的分布第2章 电势(5学时)1. 静电场的保守性2. 电势差与电势3. 电势叠加原理4. 电势梯度5. 电荷在外电场中的静电势能6. 静电场的能量第3章 静电场中的导体(2学时)1. 导体的静电平衡条件2. 静电平衡的导体上的电荷分布3. 有导体存在时静电场的分析与计算4. 静电屏蔽第4章 静电场中的电介质(4学时)1. 电介质对电场的影响2. 电介质的极化3. D的高斯定律4. 电容器和它的容器5. 电容器的能量第5章 恒定电流(2学时)1. 电流和电流密度2. 欧姆定律和电阻3. 电动势第6章 磁力(4学时)1. 磁力与电荷的运动2. 磁场与磁感应强度3. 带电粒子在磁场中的运动4. 霍尔效应5. 载流导线在磁场中受的力第7章 磁场的源(4学时)1. 毕一萨定律2. 安培环路定律3. 利用安培环路定律求磁场的分布4. 与变化电场相联系的磁场5. 平行电流间的相互作用力第8章 磁场中的电介质(4学时)1. 磁介质对磁场的影响2. 原子的磁距3. 电介质的磁化4. H的环路定理5. 铁磁质第9章 电磁感应(4学时)1. 法拉第电磁感应定律2. 动生电动势3. 感生电动势和感生电场4. 互感5. 自感6. 磁场的能量第10章 麦克斯韦方程组（1学时）1. 麦克斯韦方程组波动与光学部分(共28学时)(一) 基本要求1. 掌握描述简谐振动和平面简谐波动的各物理量的物理意义及其相互关系。

能用旋转矢量法分析有关问题.理解简谐振动的基本特点.能根据给定的初始条件，写出一维(弹簧振子)简谐振动的运动方程,并理解其物理意义理解两个同方向、同频率谐振动的合成规律，掌握合振动振幅加强与减弱的条件2. 了解机械波产生的条件理解平面简谐波波动方程的物理意义和波形图线.了解波的能量传播特征及能流、能流密度等概念了解惠更斯原理和波的叠加原理了解波的干涉现象，理解波的相干条件，掌握干涉的加强、减弱条件了解多普勒效应3. 了解获得相干光的方法，掌握光程概念及光程差与相位差的关系能确定光垂直入射时，杨氏双缝干涉条纹、薄膜等厚干涉条纹的位置.了解薄膜干涉的应用4. 了解惠更斯-菲涅耳原理了解单缝夫琅和费衍射条纹分布规律了解光学仪器的分辨率理解光栅衍射公式,了解光栅衍射谱线的特征及其应用5. 了解自然光和线偏振光理解布儒斯特定律及马吕斯定律了解偏振光的获得方法、检验方法及偏振光的应用.(二) 讲授大纲(共28学时,讲课24学时,习题课4学时)第1章 振动(6学时)1. 简谐振动的描述2. 旋转矢量与振动的相3. 简谐运动的动力学方程4. 简谐运动实例5. 简谐运动的能量6. 阻尼运动7. 受迫振动 共振8. 同一直线上同频率的简谐运动的合成9. 同一直线上不同频率的简谐运动的合成第2章 波动(6学时)1. 行波2. 简谐波3. 物体的弹性形变4. 波动方程与波速5. 波的能量6. 惠更斯原理7. 波的叠加 驻波 *8. 多普勒效应第3章 光的干涉(4学时)1. 杨氏双缝干涉2. 相干光3. 光程4. 薄膜干涉(一)---等原条纹5. 薄膜干涉(二)---等倾条纹6. 迈克耳孙干涉仪第4章 光的衍射(4学时)1. 光的衍射和惠更斯-菲涅尔原理2. 单缝的夫琅禾费衍射3. 光学仪器的分辨本领4. 光栅衍射5. 光栅光谱 *6. X射线衍射第5章 光的偏振(4学时)1. 光的偏振状态2. 线偏振光的获得与检验3. 反射和折射时光的偏振4. 双折射现象近代物理部分(共14学时)(一) 基本要求1. 介绍光电效应及其解释,介绍光及粒子的二象性，介绍康普顿效应。

介绍概率波,介绍不确定关系，了解定态薛定谔方程2. 介绍氢原子电子的能量、角动量量子化及角动量的空间量子化介绍氢原子光谱的形成及解释3. 了解固体能带的形成及导体、半导体、绝缘体的能带结构特点，介绍本征半导体、杂质半导体的导电机构以及P-n结的行成及作用二) 讲授大纲(共14学时,讲课12学时,习题课2学时)第1章 量子物理基础（讲课8学时）1. 光电效应2. 光子与光的二象性3. 康普顿散射4. 粒子的波动性5. 概率波6. 不确定性关系7. 薛定谔方程8. 氢原子9. 氢原子光谱第2章 固体的能带结构(讲课4学时)1. 固体的能带2. 导体和绝缘体3. 半导体的导电结构4. P-n结5. 半导体的其它特性和应用三、学时分配的建议内 容讲 课 时 数习 题 课 时 数 力 学 部 分224 热 学 部 分。