《大学物理》课程教学大纲
课程类别:公共课课程编号:
课程要求:必修学时:112
试用专业:全校本科学分:7
一、讲授内容
﹙-﹚力学﹙12 + 4﹚
第一章质点运动学⑷
参照系﹑质点﹑质点的位移﹑运动方程﹑质点的速度,质点的加速度。相对运动, 匀速圆周运动,一般曲线运动。圆周运动的角量描述,线量与角量的关系。
第二章质点动力学﹙5+2﹚
牛顿运动定律﹑惯性系﹑非惯性系。变力的功,动能定理。重力作功特点,保守力、重力势能,弹性势能,引力势能。质点系的动能定理,功能原理,机械能守恒定律。动量、冲量、动量定理,动量守恒定律,碰撞。
第三章刚体的定轴转动﹙3+2﹚
刚体的定轴转动。力矩,转动定律,转动惯量。转动动能,力矩的功,动能定理。角动量,角动量定理,角动量守恒定律。
﹙二﹚气体分子运动论及热力学﹙10+2﹚
笫四章气体分子运动论⑸
分子运动论基本概念。气体状态参量,平衡状态,理想气体的状态方程,理想气体分子模型,理想气体的压力公式,热力学温度的统计解释。理想气体的内能,自由度,能量按自由度均分定理。速率分布概念,麦克斯韦速率分布定律, 分布函数和分布曲线。最可几速率, 平均速率和方均根速率。
笫五章热力学基础(5+2)
热力学系统的内能、功、热量,热功等效性, 平衡过程。热力学第一定律。理想气体的等值过程和绝热过程中的功、热量及内能的改变间的关系。理想气体的摩尔热容,循环过程, 卡诺循环,热机效率, 致冷系数。热力学笫二定律, 可逆过程和不可逆过程,卡诺定理。
( 三) 电磁学(30+8)
笫六章真空中的静电场(8+2)
电荷,库仑定律, 电场, 电场强度, 电力线, 电通量, 高斯定理。静电场力的功, 静电场的环流定律。电势能、电势、等势面。电场强度和电势的关系。
第七章导体和电介质中的静电场(5+2)
导体的静电平衡, 导体上的电荷分布。电介质的极化, 电位移矢量, 有介质时的高斯定理, 电容器的电容, 电场的能量,能量密度。
第八章真空中稳恒电流的磁场(7+2)
基本磁现象, 安培假说, 磁场, 磁感应强度, 磁力线, 磁通量, 磁场的高斯定理。毕奥一沙伐尔定律。安培环路定律。洛仑兹力, 带电粒子在磁场中的运动, 安培定律。磁矩,磁场对载流线圈的作用, 磁力矩, “安培”的定义。
笫九章磁介质(2)
磁介质的磁化,磁场强度,磁介质中的安培环路定律,铁磁质。
第十章电磁感应(6+2)
电动势,法拉笫电磁感应定律,楞次定律。动生电动势和感生电动势。涡旋电场。自感现象和互感现象。磁场的能量。
笫十一章电磁场理论的基本概念(2)
位移电流,全电流定律,麦克斯韦方程组的积分形式。
(以上68学时,可作第一学期)
( 四) 振动和波动(10+2)
笫十二章机械振动(4)
谐振动,振动方程,振幅、周期、频率、圆频率和位相。谐振动的旋转矢量表示法,谐振动的能量。同方向同频率谐振动的合成。
笫十三章机械波(6+2)
机械波的产生和传播, 横波和纵波,波速,波长和周期。平面简谐波的波动方程,波的能量, 能流和能流密度。波阵面和波线,惠更斯原理。波的迭加原理, 相干波和波的干涉, 驻波。
( 五) 波动光学(12+2)
笫十四章光的干涉(6)
光的相干性,产生相干光的方法。杨氐双缝干涉,光程和光程差。薄膜干涉,劈尖和牛顿环,迈克尔逊干涉仪。
第十五章光的衍射(4+2)
光的衍射现象, 惠更斯一菲涅耳原理,单缝衍射,衍射光栅,光栅公式,衍射光谱。
笫十六章光的偏振(2)
自然光,偏振光。偏振片的起偏和检偏,马吕斯定理,反射时光的偏振,布儒斯特定律。
( 六) 近代物理基础(18)
笫十七章狭义相对论基础(6)
经典力学时空观,狭义相对论基本原理,洛仑兹坐标变换,狭义相对论的时空观,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关系,质量和能量关系。
第十八章量子物理基础(12)
普朗克量子假说,光电效应实验规律,光子假说,爱因斯坦光电效应方程。康普顿效应,光的波粒二相性。氢原子光谱的实验规律,原子的核模型,波尔的氢原子理论。德布罗意物质波假说,电子衍射实验,实物粒子的波粒二象性,测不准关系式。波函数及其统计意义, 一维定态薜丁谔方程,一维势阱。
( 七) 现代物理及其应用讲座(4)
第十九章根据任课系专业的不同,由任课教师选择2个题目作为讲座,每一题目两学时,内容可于《大学物理》(东北大学出版,郭连权主编)中选题目。
二实践性环节
1实验《大学物理实验》单独设课
2上机CAI教学安排6学时
3 作业任课教师自行安排
4 其它
三学时分配
四参考教材
1. 《大学物理》上、下册郭连权主编
2 《物理学基本教程》一、二、三册张达宋主编
3 《普通物理学》一、二、三册第三版程守洙江之永主编
《大学物理》课程教学大纲说明书
一、本课程的性质、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及其相互转化规律的学科。
物理学的研究对象,具有极大的普遍性。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域,应用于生产技术的各个部门,它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。
大学物理课的任务,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础;另一方面
使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的办法。这些都起着开阔思想、激发探索
和创新精神、增强适应能力、提高人才素质的重要作用。
大学物理课在培养学生辩证唯物主义世界观方面也起一定的作用。
二本课程的基本要求
三本课程与其他课程的联系
以物理学基础知识为内容的大学物理课,它所包含的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等,都是一个高级工程技术人员所必备的。因此,大学物理课是高等工业学校各专业学生的一门重要的必修基础课。
高等学校中开设大学物理课,一方面可为学生较系统的打好必要的物理基础;另一方面可使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的办法,这些都起着开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质的重要作用。学好大学物理,不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识,都将发生深远的影响。
大学物理课是低年级开设的课程,它在使学生树立正确的学习态度、掌握科学的学习方法、培养独立获取知识的能力、以尽快适应大学阶断的学习规律等方面所起的作用也是十分重要的。
在大学物理课的教学过程中,充分利用高等数学工具,本课程以一年级第二学期开设为宜。
四本课程的教学特点
1 从99级开始,开始采用计算机辅助教学(CAI)手段,初期先准备安排6学时,分别在电磁学和光学课中进行。先取得经验再扩大和推广到别的分科。
在本次制定的大纲中,安排了二次讲座共4学时(也可以叫开窗口)选择了六个和
近代物理实际应用有关的课题,供任课教师根据所教专业的特点,选择授课。
2选定部分章节、安排学生自学。
开展小论文活动,使学生根据学习的物理知识,深入的认识自然规律,或解决实际的生产、生活、科研中的一些问题,写成小论文。