大学物理第五章西安交通大学出版社

吴百诗，《大学物理(下册)(第3次修订本B)》荣获国家教委优秀教材一等奖
大学物理习题解析答案2_西安交通大学出版社_吴百诗
文件（一）页码顺序P.1，10；P.100～109；P.11，P.110~119；P.12；P.120~129；P.13；P.130~139；P.14；P.140~149; P.15；P150~159；P.16；P.160~169；P.17。

第2章牛顿运动定律习题
第3章功和能习题（文件四）
第4章冲量和动量习题（文件四）
第5章刚体力学基础动量矩习题（文件四）
第6章机械振动基础习题第11章（文件二）
第7章机械波习题第12章（文件二）
第8章热力学习题第9章（文件二）
第9章气体动理论习题第10章（文件二）
《大学物理(下册)(第3次修订本B)》。

第10章静电场习题第6章（文件一、四）
第11章恒定电流的磁场习题第7章（文件一）
第12章电磁感应与电磁场习题第8章（文件一）
第13章波动光学基础习题（文件三）
第14章狭义相对论力学基础习题（文件三）
第15章量子物理基础习题（文件三）
第16章原子核物理和粒子物理简介习题（文件三）
第17章固体物理简介激光习题（文件三）。

“大学物理（A）”课程教学大纲英文名称：University Physics课程编号：PHYS1009课程类型：必修学时：128 学分：8适用对象：理工科各专业学生先修课程：高等数学高中物理使用教材及参考书：教材：大学物理（吴百诗主编）科学出版社参考书：吴锡珑主编“大学物理教程”高教出版社程守洙主编“普通物理学”高教出版社张三慧主编“大学物理学”清华大学出版社一、课程的性质、目的及任务物理学是研究物质的基本结构﹑相互作用和物质最基础最普遍运动形式(机械运动,热运动,电磁运动,微观粒子运动等)及其相互转化规律的学科。

物理学的研究对象具有极大普遍性,它的基本理论渗透在自然科学的一切领域、应用于生产技术的各个部门,它是自然科学许多领域和工程技术发展的基础。

以物理学基础知识为内容的大学物理课程,它所包括的经典物理、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必备的。

因此，大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。

开设大学物理课程的目的,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方法，这对开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等,都会起到重要作用。

学好物理课,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﹑新技术﹑不断更新知识等,都将发挥深远影响。

二、课程的基本要求1.使学生对物理学所研究的各种物质运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识;对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解,并且有初步应用的能力。

2.通过教学环节,培养学生严肃的科学态度和求实的科学作风。

根据本课程的特点,在传授知识的同时加强对学生进行能力培养,如通过对自然现象和演示实验的观察等途径,培养学生从复杂的现象中抽象出带有物理本质的内容和建立物理模型的能力、运用理想模型和适当的数学工具定性分析研究和定量计算问题的能力以及独立获取知识与进行知识更新的能力,联系工程实际应用的能力等。

关于均匀带电球面上电场强度的求解蔡莉莉;张晓燕【摘要】由于均匀带电球面上的电场强度无法用高斯定理求出,现行大部分大学物理基础教材在讨论均匀带电球面产生的场强分布时,只用高斯定理求出了该带电系统内外空间电场的分布,并没有给出球面上场强的计算方法,只是指出在球面上场强值不连续.文章利用叠加原理和电容器能量的变化两种方法分别导出了均匀带电球面上任一点的场强值,验证了均匀带电球面的场强是不连续的,两种方法思路截然不同,但得到的结果完全相同,该结果使得高斯定理求出的均匀带电球面在空间电场分布的结论更加完整.【期刊名称】《物理与工程》【年(卷),期】2015(025)001【总页数】3页(P65-67)【关键词】均匀带电球面;高斯定理;电场强度;叠加原理;电容器能量【作者】蔡莉莉;张晓燕【作者单位】华北科技学院基础部物理教研室,河北廊坊 065201;华北科技学院基础部物理教研室,河北廊坊 065201【正文语种】中文在静电学中求解电荷在空间激发的场强是静电场的基础，当电荷呈对称分布时其所激发的电场也呈对称分布，这时只要选取恰当的高斯面就较容易地求出场强分布［1］．例如求半径为R的均匀带电量为q的球面电场强度分布问题，用高斯定理不难求出球面内外的场强为该结论没有给出球面上任一点（即r＝R）的电场强度，大部分大学物理教材中只是指出在球面上场强值不连续或有一突变［2，3］，但并未给出其具体值，这是由于球面上的场强既不能用两边取极限的办法求出，也无法用高斯定理求解．如果把球面本身作为高斯面就无法确定电荷是在面内还是在面外，由于电荷的面分布是一种理想化的电荷分布模型，实际的带电面总有一定的厚度［4］．对于理想化的均匀带电球面上的场强如何求解是初学者经常会提出的疑问，以下我们总结了求均匀带电球面上任一点场强的两种方法．关于球面上场强的求解最直接的方法就是用叠加原理通过积分的方法计算，即把均匀带电球面看作是由无限多个以场点与球心的连线为轴、半径不同的圆环带组成，应用均匀带电圆环轴线上的场强公式结论来计算，该法简单，也容易接受．图1所示为一个半径为R的均匀带电球面，带电量为q，求解球面上任一点P点的场强．可将球面分割成无限多个半径不同的无限窄的环带，在球面上取如图所示的圆环带微元，该环带可近似看成是圆环，其环面垂直于轴线OP．所有带电圆环的场强在P点的叠加形成该点的总场强．其中球面的电荷面密度为所取环带面积环带所带电量为将式（1）、式（2）代入式（3）得根据带电圆环在其轴线上的场强公式的结论［5］可得该圆环带在球面上P点产生的场强大小为P点场强方向沿x轴正向，根据叠加原理，带电球面上P点的场强是所有这些带电环带在该点产生的场强dE的矢量和．因为各个小圆环产生的场强方向都相同，矢量和变为代数和，所以合场强为根据图1中的几何关系可知将式（4）、式（6）、式（7）代入式（5），得通过上述计算可知均匀带电球面上任一点P的场强大小为方向沿着Ox轴正向．利用叠加原理虽然容易理解，但是涉及积分的计算，计算量比较大，以下利用球形电容器能量的变化这一模型来计算球面上的电场强度大小．设想将球形电容器的外壳移动dR，根据能量守恒原理，外力克服静电力所做的功等于球形电容器静电势能的变化，从而求出球形电容器极板所受的静电场力，进而求出极板上的场强．设球形电容器内外球壳的电荷各为＋q和－q（如图2所示），球壳的内外半径分别为R1和R2，则球形电容器的电容可表示为［6］由于两球壳之间的距离d＝R2－R1很小，因此R1≈R2＝R，则上式可化简为电容器中电场储存的能量为［7］式（9）代入式（10）得根据能量守恒定律，当内球壳发生虚位移dR时，外力克服静电力F所做的功Fdr 转化为电容器所储存的静电能，则有由式（12）得到，两球壳之间的静电力F＝Eq，因此，其中E表示内外球壳在同一点场强的叠加．设内球壳上的电荷在内壳上某一点产生的场强为E1，外球壳上的电荷在内壳上同一点产生的场强为E2，由对称性分析可知，外极板上任一点产生的场强E2均相等，E2与E1反向．由高斯定理可知E2＝0，因内外球壳电荷电性相反，因此合场强E＝E1－E2，所以即内壳上的电荷在其上任一点产生的场强为．同理，设外球壳上的电荷在其上任一点产生的场强为E′2，内球壳上的电荷在外壳上同一点产生的场强为E′1，合场强为．由高斯定理可得，故，即外壳上的电荷在其上任一点产生的场强为．由上述分析可得均匀带电球面上任一点的场强大小为通过上述两种方法的计算，给出了半径为R均匀带电量为q的球面上任一点的电场强度的确定值，得出其具体表达式为，其值恰好等于从带电面外无限接近带电面时的电场强度与带电面内电场强度为零之和的一半，这也验证了均匀带电球面的场强是不连续的，场强在球面处确有一间断点．在教学中，可简要引入计算方法，便于加深学生对均匀带电球面产生电场规律的认识，同时启发学生的发散思维，纠正学生认为面上场强为零或为的错误认识，从而形成面内、面上、面外的整体认识．［1］赵凯华，陈熙谋．电磁学［M］．北京：高等教育出版社，2003：24－25．［2］梁灿彬，秦光戎，梁竹健．电磁学［M］．2版．北京：高等教育出版社，2004：21－22．［3］张三慧．大学基础物理学：下册［M］．北京：清华大学出版社，2003：349－350．［4］白俊彪．均匀带电球面上电场强度的计算［J］．思茅师范高等专科学校学报，2005，21（3）：79－80．［5］吴百诗．大学物理：上册（第三次修订本）［M］．西安：西安交通大学出版社，2008：116．［6］程守洙，江之永．普通物理学：第2册［M］．4版．北京：高等教育出版社，1995：273．［7］刘景世．“均匀带电球面上的电场强度如何计算”的再讨论［J］．河南教育学院学报（自然科学版），2011，20（4）：32－33．。

实用大全指定参考书普通物理学（第五版）物理学（第二版）大学物理（修订版）大学物理—典型题分析解集作者程守洙，江之永编，胡盘新，等修订刘克哲主编吴百诗主编王彬，张承编出版社及出版时间高等教育出版社，1998年6月高等教育出版社，1999年9月西安交通大学出版社，1994年12月西北工业大学出版社，2000年1月授课教师白少民单位物理与电子信息学院实用大全实用大全导论1.1描述质点运动的物理量质点参考系位置矢量与位移速度加速度圆周运动的角量描述1.2描述质点运动的坐标系直角坐标系平面极坐标自然坐标系角量与线量的关系例题50’10’15’8’7’10’15’30’30’10’15’实用大全实用大全实用大全1.3质点运动学的两类基本问题直线运动实例平面曲线运动实例1.4牛顿定律及其应用牛顿运动定律力学中常见的力牛顿定律的应用力学单位制与量纲1.5惯性系和伽利略变换惯性系力学相对性原理伽利略变换1.6非惯性系惯性力例题第1章小结20’30’30’20’20’10’10’20’25’5’10’实用大全实用大全实用大全实用大全实用大全实用大全实用大全实用大全实用大全实用大全4.4 高斯定理电场线电通量高斯定理高斯定理的应用4.5 静电场的功电势静电场力的功静电场的环路定理电势能和电势电势的计算例题4.6 静电场中的导体导体的静电平衡导体表面的电荷和电场静电屏蔽10’10’20’25’15’20’25’25’20’20’10实用大全实用大全实用大全4.7电容电容器孤立导体的电容电容器及其电容几种常见的电容器及其电容电容器的联接4.8稳恒电流稳恒电流和稳恒电场欧姆定律及其微分形式电动势及其非静电力4.9电介质及其极化电介质的电结构电介质的极化电极化强度矢量4.10电位移矢量有介质时的高斯定理极化强度与束缚电荷的关系10’15’20’5’10’20’20’10’20’20’25’实用大全标准文档实用大全。

《电动力学》课程教学大纲课程名称：电动力学课程类别：专业必修课适用专业：物理学考核方式：考试总学时、学分：56 学时 3.5 学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标《电动力学》是物理学专业的专业主干课。

电动力学是理论物理学的一个重要组成部分，与理论力学、统计物理学和量子力学合称为四大力学。

电动力学在电磁学的基础上系统介绍电磁场理论的基本概念和基本方法。

课程教学内容主要涉及电磁场的基本性质、运动规律以及电磁场与带电物体之间的相互作用，对完善学生的知识体系具有重要意义。

其具体的课程教学目标为：课程教学目标1：掌握电磁运动的基本规律，加深对电磁场物质性的认识。

课程教学目标2：了解狭义相对论的时空观及有关的基本理论。

课程教学目标3：获得在本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力。

课程教学目标4：为学习后继课程和独立解决实际工作中的有关问题打下必要的基础。

课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H:表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。

二、课程教学要求由于本课程是理论物理课程的一部份，因而在教材内容的选取上要注意与后续课程的衔接。

在电动力学课程中，讨论了如何从经典物理过度到相对论物理，因此，在介绍这些内容时重要的是要从物理上加以阐述，以使学生真正掌握狭义相对论的物理精髓，达到培养学生辨证思维的目的。

通过介绍如何把学过的数学知识用于解决物理问题，达到提高学生分析问题、解决问题的能力。

结合课程内容，加强学生的理论推导能力三、先修课程高等数学、矢量分析与场论、数学物理方法、电磁学。

四、课程教学重、难点重点：1.明确电动力学的知识结构和逻辑体系。

2.掌握各种不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律。

难点：1.电动力学属理论物理范畴.其逻辑体系是以演绎推理为主线，这与普通物理电磁学有着明显的差异。

从电磁学到电动力学的学习，在思维方式上应有较大的转变，这对初学理论物理的学生是一难点。

利用单缝衍射法测量金属杨氏模量发布时间：2023-03-07T07:49:37.882Z 来源：《中国科技信息》2022年19期第10月作者：姚定一[导读] 金属杨氏模量的测量实验是大学物理中一个重要的教学实验，目前普遍利用光杠杆法测量，该方法灵敏度低、误差较大姚定一（西安交通大学钱学森学院陕西省西安市 710049）摘要：金属杨氏模量的测量实验是大学物理中一个重要的教学实验，目前普遍利用光杠杆法测量，该方法灵敏度低、误差较大。

本文根据波动光学原理，采用单缝衍射法测量了金属杨氏模量，该方法简单易操作，结果误差较小，重复性好，可以作为大学物理实验中金属杨氏模量测定的一种方法。

关键词：波动光学；单缝衍射；放大法，金属；杨氏模量引言[姚定一（2002—），男，西安交通大学钱学森学院2020级本科生，E-mail:*********************]金属杨氏模量是描述金属材料抵抗形变能力的物理量。

当一条长度为、截面积为的金属丝在力作用下伸长时，称为应力，其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力；称为应变，其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。

应力与应变的比叫金属弹性模量。

杨氏模量又称拉伸模量，是弹性模量中最常见的一种。

杨氏模量的定义为在胡克定律适用的范围内，应力和形变之间的比。

杨氏模量是弹性模量的一种，除了杨氏模量以外，弹性模量还包括体积模量和剪切模量等。

在大学物理实验中，测量金属的杨氏模量采用的方法普遍为光杠杆法。

该实验中需要学生调节望远镜使其正对反射镜中心，然后仔细调节反射镜角度，使得在望远镜中可以看到标尺的像，接着调节施力螺母并读数，最终通过角度关系计算得出金属的杨氏模量的值。

该方法在测量反射镜中心与标尺的垂直距离时，并且调节目镜与反射镜的步骤过于复杂，学生因无法准确确定中心位置而导致较大误差。

本文采用的单缝衍射的方法进行金属的杨氏模量测量，使得实验简便易操作，误差结果小，数据易统计，值得在大学物理实验中进行推广。

《电动力学》课程教学大纲（物理学教育专业）Electrodynamics(课程编号0431104)（学分 4 ，学时68）第一部份课程的性质与目的要求电动力学是高等师范院校本科物理学教育专业理论物理课程之一，是一般物理电磁学的后继课。

通过本课程的学习，不仅使学生对电磁现象的熟悉在电磁学唯象理论的基础上更深切一步，认清电磁场的本质，了解相对论的时空观，而且要学习理论物理学处置问题的方式，提高在本课程领域分析、解决实际问题的能力。

要求：学好先行课《电磁学》、《矢量分析》、《数学物理方式》。

第二部份课程内容和学时分派本大纲采纳从电磁现象的体会定律总结出麦克斯韦方程组，然后别离处置电磁场各类问题的体系，以维持电磁场理论的完整性。

要紧教学经典电动力学和狭义相对论。

共安排68学时，其中教学58学时，习题课10学时，打＊号内容能够不讲。

考虑到先行课程《矢量分析与场论》并未开设，因此安排第0章（4学时）作为预备知识，教学矢量分析与场论的基础知识。

第0章预备知识矢量分析与场论基础（4学时）一、教学内容：矢量代数梯度、散度和旋度关于散度和旋度的一些定理∇算符运算公式曲线正交坐标系二、教学要求：(1) 明白得矢量场的大体概念；（2）把握∇算符（矢量微分算符）与函数的运算；3、教学重点、难点：重点：∇算符(矢量微分算符)的运算难点：梯度、散度和旋度的明白得第一章电磁现象的普遍规律（10+2学时）一、教学内容：电荷和电场库仑定律，高斯定理，电场的散度和旋度电流和磁场电荷守恒定律，毕奥－萨伐尔定律，磁场的散度和旋度，磁场旋度和散度公式的证明麦克斯韦方程组电磁感应定律，位移电流，麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式介质的电磁性质介质的概念，介质的极化和磁化，介质中的麦克斯韦方程组电磁场的边值关系法向分量的跃变，切向分量的跃变电磁场的能量电磁能量守恒定律的一样形式，能量密度和能流密度表示式，电磁能量的传输二、教学要求：（1）明白得描述宏观电磁场的物理量，描述宏观电磁场的麦克斯韦方程组；（2）把握真空、介质中的麦克斯韦方程组及其麦克斯韦方程组知足的边界条件；还要把握电磁场的能量、动量表达式，和能量、动量守恒定律；（3）了解描述电磁场能量密度和麦克斯韦应力张量等概念。

《电磁场与电磁波》教学大纲一、课程基本信息课程名称：电磁场与电磁波课程编码：58083004课程类别：专业教育必修适用专业:通信工程开课学期：3—3课程学时:总学时： 64学时;其中理论 48 学时，实验 16 学时。

课程学分：4先修课程:大学物理、模拟电子线路、数字逻辑电路并修课程：课程简介:《电磁场与电磁波》课程是高等学校通信工程等电子科学与技术类各专业本科生必修的一门技术基础课.电磁场与电磁波是通信技术的理论基础，是通信工程专业本科学生的知识结构中重要组成部分。

本课程包括电磁场与电磁波两大部分。

电磁场部分是在《电磁学》课程的基础上，运用矢量分析的方法，描述静电场和恒定磁场的基本物理概念,在总结基本实验定律的基础上给出电磁场的基本规律，研究静态场的解题方法.电磁波部分主要是介绍有关电磁波在各种介质中的传播规律及天线的基本理论.二、课程教育目标本课程使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。

使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等)的建立过程以及分析方法。

培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生学会用"场"的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。

其教育目标主要表在以下三方面:1、内容方面，应使学生牢固掌握矢量运算,梯度、散度和旋度概念，高斯公式和斯托克司公式;掌握恒定和时变电磁场的麦克斯韦方程组、泊松方程、电磁波的波动方程等;掌握分离变量法、镜像法、有有界空间中电磁波的求解方法等；理解电磁场的矢势¦和标势、规范变换、规范不变性、库仑规范、洛仑兹规范、时谐平面电磁波、推迟势、电磁辐射、截止频率和谐振频率等概念。

2、能力方面,应使学生学会和掌握如何通过数学方法求解一些基本和实际问题，对结果给予物理解释的科学研究方法；使学生在运算能力和抽象思维能力方面受到初步而又严格的训练；培养学生解决和研究问题的能力，培养学生严谨的科学学风.3、方法方面，着重物理概念、基本规律和基本问题的解释和阐述,注意本课程与大学物理电磁学的衔接，以及与后继课程联系,注重解决常见基本问题和实际问题。