大学物理施卫教学大纲

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1、大学物理教学大纲大学物理(A)(上、下)University Physics (A)课程代码：08100061、08100071 学分：7.5总 学 时：120学时 讲课学时：120学时实验学时： 上机学时： 课程设计：课程性质：公共基础课适用专业：理、工、管理各专业先修课程：高等数学(上、下)，08100012/08100022开课学期：第二学期、第三学期其他：学位课一、课程性质及作用大 学物理是高等学校中理工科各专业的一门十分重要的必修基础课。由于物理学在自然科学中的基础地位和与社会科学的联系，以及物理科学对人的思维训练和能力形 成有很大的影响，因而它在人才培养中起着十分重要和独特的作用，

2、对于培养跨世纪的、参与国际竞争的高级科学与工程技术人才是至关重要的。通过本课程的学 习，为理工科各专业课及其技术基础课打好基础，传授必需掌握的物理基础知识；培养学生能力，提高学生物理素质，激发和初步培育学生的创新思维和能力，诸如 物理建模能力、科学分析能力、联系工程实际的能力、独立获取知识的能力等，培养多种科学观点和研究方法了；使学生了解近代与现代物理的最新发展以及对于当 代科技有重大影响物理效应的应用和新技术。二、本课程与其他有关课程的联系本课程的先修课程为高等数学，通过对本课程的学习为理工科各专业课及其技术基础课打好基础。三、课程教学内容和课时分配绪论 （2学时）第一部分 力学 （18学时

3、）1、质点运动学和牛顿运动定律(1)参照系和坐标系。质点，时间和时刻。(2)位置矢量，运动方程。曲线运动中的位移、速度、加速度，圆周运动，运动迭加原理，角位移，角速度、角加速度。角量与线量的关系。(3)牛顿运动定律。惯性、质量、力的概念。力学量单位和量纲。惯性系。2、功、能和动量(1)功、变力的功、功率。保守力与非保守力。动能，动能定理。势能(重力势能，弹性势能、引力势能)。功能原理。机械能守恒定律。能量转化和守恒定律。(2)动量、冲量、动量原理。动量守恒定律。碰撞。3、刚体的运动(1)刚体的平动、转动和定轴运动。(2)力矩、转动定律、转动惯量。力矩的功和转动动能，(3)角动量和角动量守恒定律

4、。第二部分 热学 （14学时）1、气体动理论(1)分子运动论的基本概念。气体的状态参量。平衡态。理想气体状态方程。理想气体的压强和温度的统计解释。玻尔兹曼恒量。能量按自由度均分原理。理想气体的内能。(2)气体分子速率分布。麦克斯韦分布定律。重力场中粒子按高度分布。平均碰撞次数和平均自由程。2、热力学基础(1)系统的内能，功和热量。热力学第一定律及其对理想气体等值过程的应用。气体的摩尔热容。绝热过程。多方过程。循环过程，卡诺循环。热机的效率。热力学第二定律的两种叙述，可逆过(2)程和不可逆过程。卡诺定理，熵及熵增加原理，热力学第二定律的统计意义。第三部分 电磁学（40学时）1、静电场(1)电荷。

5、电荷量子化，电荷守恒定律。库仑定律。(2)静电场。电场强度。电场强度迭加原理，电场强度的计算。(3)电力线，电通量。真空中的高斯定理。(4)电场力的功。电场强度的环流。电势能、电势、电势差及其计算。等势面。电场强度与电势梯度的关系。(5)导体的静电平衡。导体上的电荷分布。静电屏蔽。(6)电介质的极化。电极化强度。电位移矢量。有介质存在时的高斯定理。(7)电容器的电容。简单电容器的电容计算。电场能量、电场能量密度。2、电流与磁场(1)基本磁现象。磁场。磁感应强度。磁通量。磁场中的高斯定律。毕奥一沙伐尔一拉普拉斯定理。安培环路定律及其应用。运动电荷的磁场。(2)磁场对运动电荷的作用(洛仑兹力)。磁

6、场对载流导线的作用(安培定律)。磁场对载流线圈的作用力矩。磁力的功。(3)物质的磁化。铁磁质、磁滞现象，磁畴。3、电磁感应的基本定律。(1)动生电动势。用电子论解释动生电动势。磁场中转动线圈的电动势。(2)感生电动势，涡旋电场，涡电流。(3)自感与互感，在自感电路中电流的增长与衰减。磁场能量，磁场能量密度。4、电磁场(1)位移电流。(2)麦克斯韦电磁场理论的基本概念。(3)麦克斯韦方程组的积分形式。(4)麦克斯韦方程组的微分形式。5、电磁振荡和电磁波(1)振荡电路。(2)电磁振荡。(3)电磁波的产生和传播。(4)振荡偶极子。(5)电磁波的基本性质。(6)电磁波谱。第四部分 振动和波动（12学时

7、）1、机械振动(1)谐振动。谐振动动力学和运动方程。频率、园频率、周期、振幅和位相。谐振动的参考圆及旋转矢量表示法，谐振动的能量。(2)阻尼振动，受迫振动，共振。(3)同方向同频率谐振动的合成，同方向不同频率谐振动的合成，相互垂直的谐振动的合成，振动的分解。2、机械波(1)弹性媒质中波的产生和传播。纵波与横波。波速、波的频率与波长的关系。平面简谐波方程。(2)波的能量、能流、能流密度。平面波和球面波。(3)惠更斯原理。波的反射与折射。波的衍射现象。(4)波的迭加原理，相干波及干涉。驻波。多普勒效应。第五部分 波动光学 （12学时）1、光源、光的单色性和相干性。相干光的获得。杨氏双缝干涉、劈尖，

8、牛顿环。等倾干涉。迈克耳逊干涉仪。时间相干性和空间相干性。2、光的衍射现象。惠更斯一菲涅耳原理。单缝衍射，圆孔衍射，衍射光栅。光学仪器的分辨本领。x射线的衍射。3、自然光与偏振光。偏振片的起偏和检偏。马吕斯定律。反射光和折射光的偏振。双折射。第六部分 量子物理（22学时）1、狭义相对论基础(1)伽利略相对性原理，伽利略坐标变换式。狭义相对论基本原理。洛仑兹变换。狭义相对论的时空观(同时性、运动物体长度缩短、时间延长)(2)相对论力学的基本方程，质量和速度的关系。质量和能量的关系，动量和能量的关系。广义相对论简介。2、波与粒子(1)热幅射，辐射本领和吸收系数。绝对黑体的辐射分布。普朗克量子假设，

9、普朗克公式。(2)光电效应基本定律。光子、爱因斯坦方程。康普顿效应。光的波粒二象性，德布罗意波及统计解释。电子衍射实验。3、原子结构及量子力学基础(1)原子有核模型。原子光谱的规律性。玻尔氢原子理论及其缺陷。测不准关系式。(2)薛定谔方程。一维势阱。4、近代物理知识讲座 四、执行大纲应注意的问题本课程以课堂讲授为主，课堂教学与实验演示相结合，采用多媒体教学与传统教学相结合的教学方式，理论联系实际，增加学生的感性和理性认识，同时提高课程的趣味性与实用性。在传授物理知识的同时，注意学生科学思维方法和创新意识的培养。本课程的成绩评定方法：平时成绩2030分，其它由期末考试成绩给出。大纲内章节的顺序和

10、内容的安排仅供参考，教师可根据情况作适当的变动。五、教材及参考书1、大学物理（第二次修订本）上、下册，吴百诗主编，西安：西安交通大学出版社，20042、物理学（第四版）上、中、下册，东南大学等七所工科院校编，马文蔚改编，北京：高等教育出版社，19993、物理学基本教程（第二版）第一、二、三册，张达宋编，北京：高等教育出版社，2002大学物理(B)(上、下)University Physics (B)课程代码：08100062、08100072 学分：6.5总 学 时：104学时 讲课学时：104学时实验学时：上机学时：课程设计：课程性质：公共基础课适用专业： 理、工、管理各专业先修课程： 高等

11、数学(上、下)，08100012/08100022开课学期： 第二学期、第三学期其他：学位课一、课程性质及作用大 学物理是高等学校中理工科各专业的一门十分重要的必修基础课。由于物理学在自然科学中的基础地位和与社会科学的联系，以及物理科学对人的思维训练和能力形 成有很大的影响，因而它在人才培养中起着十分重要和独特的作用，对于培养跨世纪的、参与国际竞争的高级科学与工程技术人才是至关重要的。通过本课程的学 习，为理工科各专业课及其技术基础课打好基础，传授必需掌握的物理基础知识；培养学生能力，提高学生物理素质，激发和初步培育学生的创新思维和能力，诸如 物理建模能力、科学分析能力、联系工程实际的能力、独

12、立获取知识的能力等，培养多种科学观点和研究方法了；使学生了解近代与现代物理的最新发展以及对于当 代科技有重大影响物理效应的应用和新技术。二、本课程与其他有关课程的联系本课程的先修课程为高等数学，通过对本课程的学习为理工科各专业课及其技术基础课打好基础。三、课程教学内容和课时分配绪论 （2学时）第一部分 力学 （18学时）1、质点运动学和牛顿运动定律(1)参照系和坐标系。质点，时间和时刻。(2)位置矢量，运动方程。曲线运动中的位移、速度、加速度，圆周运动，运动迭加原理，角位移，角速度、角加速度。角量与线量的关系。(3)牛顿运动定律。惯性、质量、力的概念。力学量单位和量纲。惯性系。2、功、能和动量

13、(1)功、变力的功、功率。保守力与非保守力。动能，动能定理。势能(重力势能，弹性势能、引力势能)。功能原理。机械能守恒定律。能量转化和守恒定律。(2)动量、冲量、动量原理。动量守恒定律。碰撞。3、刚体的运动(1)刚体的平动、转动和定轴运动。(2)力矩、转动定律、转动惯量。力矩的功和转动动能，(3)角动量和角动量守恒定律。第二部分 热学 （14学时）1、气体动理论(1)分子运动论的基本概念。气体的状态参量。平衡态。理想气体状态方程。理想气体的压强和温度的统计解释。玻尔兹曼恒量。能量按自由度均分原理。理想气体的内能。(2)气体分子速率分布。麦克斯韦分布定律。重力场中粒子按高度分布。平均碰撞次数和平

14、均自由程。2、热力学基础(1)系统的内能，功和热量。热力学第一定律及其对理想气体等值过程的应用。气体的摩尔热容。绝热过程。多方过程。(2)循环过程，卡诺循环。热机的效率。热力学第二定律的两种叙述，可逆过程和不可逆过程。卡诺定理，熵及熵增加原理，热力学第二定律的统计意义。第三部分 电磁学 （40学时）1、静电场(1)电荷。电荷量子化，电荷守恒定律。库仑定律。(2)静电场。电场强度。电场强度迭加原理，电场强度的计算。(3)电力线，电通量。真空中的高斯定理。(4)电场力的功。电场强度的环流。电势能、电势、电势差及其计算。等势面。电场强度与电势梯度的关系。(5)导体的静电平衡。导体上的电荷分布。静电屏

15、蔽。(6)电介质的极化。电极化强度。电位移矢量。有介质存在时的高斯定理。(7)电容器的电容。简单电容器的电容计算。电场能量、电场能量密度。2、电流与磁场(1)基本磁现象。磁场。磁感应强度。磁通量。磁场中的高斯定律。毕奥一沙伐尔一拉普拉斯定理。安培环路定律及其应用。运动电荷的磁场。(2)磁场对运动电荷的作用(洛仑兹力)。磁场对载流导线的作用(安培定律)。磁场对载流线圈的作用力矩。磁力的功。(3)物质的磁化。铁磁质、磁滞现象，磁畴。3、电磁感应的基本定律。(1)动生电动势。用电子论解释动生电动势。磁场中转动线圈的电动势。(2)感生电动势，涡旋电场，涡电流。(3)自感与互感，在自感电路中电流的增长与

16、衰减。磁场能量，磁场能量密度。4、磁场(1)位移电流。(2)麦克斯韦电磁场理论的基本概念。(3)麦克斯韦方程组的积分形式。(4)麦克斯韦方程组的微分形式。5、磁振荡和电磁波6、振荡电路。电磁振荡。电磁波的产生和传播。振荡偶极子。电磁波的基本性质。电磁波谱。第四部分 振动和波动 （12学时）1、机械振动(1)谐振动。谐振动动力学和运动方程。频率、园频率、周期、振幅和位相。谐振动的参考圆及旋转矢量表示法，谐振动的能量。(2)阻尼振动，受迫振动，共振。(3)同方向同频率谐振动的合成，同方向不同频率谐振动的合成，相互垂直的谐振动的合成，振动的分解。2、机械波(1)弹性媒质中波的产生和传播。纵波与横波。

17、波速、波的频率与波长的关系。平面简谐波方程。(2)波的能量、能流、能流密度。平面波和球面波。(3)惠更斯原理。波的反射与折射。波的衍射现象。(4)波的迭加原理，相干波及干涉。驻波。多普勒效应。第五部分 波动光学 （12学时）1、光源的单色性和相干性。相干光的获得。杨氏双缝干涉、劈尖，牛顿环。等倾干涉。迈克耳逊干涉仪。时间相干性和空间相干性。2、光的衍射现象。惠更斯一菲涅耳原理。单缝衍射，圆孔衍射，衍射光栅。光学仪器的分辨本领。x射线的衍射。3、自然光与偏振光。偏振片的起偏和检偏。马吕斯定律。反射光和折射光的偏振。双折射。第六部分 近代物理基础（8学时）1、狭义相对论基础 (1)伽利略相对性原理

18、，伽利略坐标变换式。狭义相对论基本原理。洛仑兹变换。狭义相对论的时空观(同时性、运动物体长度缩短、时间延长)(2)相对论力学的基本方程，质量和速度的关系。质量和能量的关系，动量和能量的关系。广义相对论简介。2 、近代物理知识讲座 四、执行大纲应注意的问题本课程以课堂讲授为主，课堂教学与实验演示相结合，采用多媒体教学与传统教学相结合的教学方式，理论联系实际，增加学生的感性和理性认识，同时提高课程的趣味性与实用性。在传授物理知识的同时，注意学生科学思维方法和创新意识的培养。本课程的成绩评定方法：平时成绩2030分，其它由期末考试成绩给出。大纲内章节的顺序和内容的安排仅供参考，教师可根据情况作适当的变动。五、教材及参考书1、大学物理（第二次修订本）上、下册，吴百诗主编，西安：西安交通大学出版社，20042、物理学（第四版）上、中、下册，东南大学等七所工科院校编，马文蔚改编，北京：高等教育出版社，19993、物理学基本教程（第二版）第一、二、三册，张达宋编，北京：高等教育出版社，2002