物理系课程教学大纲.docx
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物理系课程教学大纲
物理系课程教学大纲
（2004版）
南京大学物理系
2004年5月
1．大学物理实验
（一）…………………………………………………1
2．大学物理实验
（二）…………………………………………………3
3．大学物理实验（三）…………………………………………………5
4．力学……………………………………………………………………7
5．热学……………………………………………………………………9
6．电磁学…………………………………………………………………11
7．光学……………………………………………………………………13
8．原子与亚原子物理学…………………………………………………15
9．近代物理实验…………………………………………………………17
10．数学物理方式…………………………………………………………23
11．理论力学………………………………………………………………28
12．电动力学………………………………………………………………30
13．统计物理………………………………………………………………33
14．量子力学………………………………………………………………35
15．固体物理………………………………………………………………37
16．原子核物理……………………………………………………………40
17．结构与物性……………………………………………………………42
18．计算物理………………………………………………………………44
19．微机原理与应用………………………………………………………45
20．C语言程序设计………………………………………………………47
21．统计物理补充…………………………………………………………50
22．量子力学补充…………………………………………………………52
23．近代物理设计性实验…………………………………………………53
24．数据库原理与应用……………………………………………………55
25．现代电子技术…………………………………………………………57
26．晶体衍射………………………………………………………………60
27．晶体物理性能…………………………………………………………62
28．铁磁学…………………………………………………………………64
29．磁性材料………………………………………………………………67
30．粒子物理………………………………………………………………69
31．反映堆与加速器………………………………………………………71
32．生物物理………………………………………………………………73
33．超导物理与器件………………………………………………………75
34．现代光学………………………………………………………………78
35．光电子技术……………………………………………………………81
36．半导体物理……………………………………………………………83
37．半导体器件物理………………………………………………………85
38．单片机原理与接口技术………………………………………………87
39．硬件描述语言…………………………………………………………89
40．运算机图形学…………………………………………………………91
41．物理学史………………………………………………………………93
42．物理英语文献…………………………………………………………95
43．晶体生长物理学………………………………………………………97
44．集成电路原理与设计基础……………………………………………99
45．微加工技术……………………………………………………………102
46．能源工学………………………………………………………………103
47．辐射探测与防护………………………………………………………105
48．机械制图………………………………………………………………107
49．数字电路………………………………………………………………109
50．电工学…………………………………………………………………111
51．操作系统………………………………………………………………113
52．运算机网络……………………………………………………………114
53．运算机辅助设计………………………………………………………117
54．汇编语言………………………………………………………………120
55．离散数学………………………………………………………………122
56．光通信原理与技术……………………………………………………124
57．凝聚态光物理…………………………………………………………126
58．高新技术中的物理……………………………………………………128
59．运算机基础……………………………………………………………130
60．制冷原理与技术………………………………………………………133
61．治理学概论……………………………………………………………135
62．演示物理………………………………………………………………137
一、课程编号：
1200A
二、课程名称：
大学物理实验
（一）
三、英文名称：
Experimentsinphysics（I）
四、周讲课时数：
3学分：
2
五、先修课程：
无
六、课程目的和要求：
本课程是为理科学生开设的公共基础课。
课程的目的是为了给学生奠定实验物理学的基础，使学生取得实验物理学的大体知识和技术，而且使学生初步成立实验物理学的大体思维方式，形成初步从事物理实验研究的能力。
与此同时，还要培育学生将已知的物理规律运用于实际问题的意识，激发学生从事探讨未知规律的热情。
七、课程简介：
序号
实验项目名称
内容提要
学时
本专业
非本专业
（一）
绪论
基本物理实验方法：
比较法、放大法、补偿法、转换法、模拟法、量纲法
物理实验中常用的数据处理方法、误差和有效数字理论
列表法、作图法、累加法、分组逐差法、经验公式拟合法
3
3
（二）
基础实验
36
36
（1）
物体冷却规律研究
冷却法测比热,了解热电偶原理与应用
3
3
（2）
用扭摆法测定金属（钢）的切变模量和内耗
切变和扭变力矩的关系，测量转动惯量、扭转系数、切变模量及内耗
3
3
（3）
用光杠杆法测钢的杨氏模量
杨氏模量的物理意义、静态测量，光杠杆—放大法，累加法及作图法处理数据
3
3
（4）
用拉脱法测液体的表面张力
表面张力及其系数的概念及测量，乔力秤原理，逐差法处理数据
3
3
（5）
自搭电位差计测电动势
掌握补偿电路的原理，测量微小电动势的方法
3
3
（6）
示波器的使用
示波器的构造及原理，波形的观察，利用李萨如图测量频率及相位差
3
3
（7）
地球磁场水平分量的测量
测量地磁场水平分量，在振动周期达不到无限大时，采用作图外推法
3
3
（8）
运算放大器的简单应用
运算放大器的原理及使用方法：
反比例器、加法器、减法器、电压比较器
3
3
（9）
透镜组基点的测量
透镜组的基点及其性质，转台法测量节点，测量透镜组的焦距
3
3
（10）
用分光计测量玻璃的折射率
分光计的构造、使用方法，三棱镜分光，观察光谱，绘制色散曲线
3
3
（11）
平行光束在球形界面上的反射和折射
通过光线在球面的反射、折射，熟悉反射和折射定律，球面镜的基本性质，光路的基本调节，激光器的使用
3
3
（12）
黑白照相技术—印相和放大
照相机的构造和使用方法，拍摄相片和冲洗负片的操作技术
3
3
（三）
开放式讨论课
3
3
（四）
实验方案设计，开卷考评
6
6
八、教材：
《大学物理实验
（一）》，万春华编，南京大学出版社，2002年版。
九、参考书：
1．《一般物理实验》，林抒、龚镇雄编，高等教育出版社，1982年。
2．《基础物理实验》，沈元华、陆申龙，高等教育出版社，2003年。
十、讲课手腕：
物理实验
十一、成绩考核方式：
学生要紧以平常实验成绩为主，期末考核是提供假设干个实验中未有的测量题目。
要求学生综合所学知识、方式写出测量方案。
考核训练旨在开拓学生在实验领域的知识面，同时在实验综合能力上有个飞跃，从而调动他们的学习踊跃性和制造性。
十二、主讲教师：
周进，王思慧，丁剑平，苏为宁，王均义，章建荣，张志方，石荣章，桑海，章建辉，高文莉，杨燚，应学农，李昂，张序余
十三、撰稿人：
周进
一、课程编号：
1200B
二、课程名称：
大学物理实验
（二）
三、英文名称：
Experimentsinphysics（II）
四、周讲课时数：
3学分：
2
五、先修课程：
大学物理实验
（一）
六、课程目的和要求：
本课程是大学物理实验
（一）的后续课程。
继续对学生进行基础实验的训练，要求学生完成12个基础训练的实验项目，以完成“三基”训练的大体要求。
本课程的另一项教学目标是：
培育学生对物理现象的观看、分析、研究和制造性思维能力。
实现那个目标的要紧教学手腕是开放实验室，进行“实验中问题研究”的小论文考试。
从开学提要求、期中辅导讲座、期末论文答辩，贯彻在教学的全进程中。
七、课程简介：
本课程的课内学时共48学时，绪论3学时，大体实验36学时，小论文考试9学时。
具体实验项目及学时分派如下：
序号
实验项目名称
内容提要
学时
本专业
非本专业
（一）
绪论
实验误差与数据处理的基本理论
3
3
（二）
基本物理实验
36
36
（1）
物体在流体中运动阻力的研究
气垫导轨和光电计量系统装置的使用，不同形状物体在水中阻力的研究
3
3
（2）
用物理摆测重力加速度
物理摆的性质研究，用物理摆测当地的重力加速度
3
3
（3）
多用电表的设计与安装、调试
多用电表的原理及安装调试，综合设计的训练
3
3
（4）
声速的测量
驻波的性质，相位比较法测量声速
3
3
（5）
相变潜热
相变过程的研究，测量液氮的汽化热
3
3
（6）
用电视显微油滴仪测电子电荷
利用电视显微密立根油滴仪测量电子电荷，CCD图象传感器的原理与应用
3
3
（7）
迈克耳逊干涉仪
了解迈克耳逊干涉仪原理,测量激光波长
3
3
（8）
振动的研究
阻尼振动与受迫振动的研究，音叉谐振曲线及频率
3
3
（9）
用霍尔效应测磁感应强度
霍尔效应的原理、霍尔器件的应用及物理参数
3
3
（10）
等厚干涉——牛顿杯
等厚干涉的观察、现象及特点，用牛顿环精确测量球面曲率半径，测量光波长
3
3
（11）
衍射光栅
了解光波的衍射特性，测量光栅常数和角色散率以及分辨本领，测量光波长
3
3
（12）
用双臂直流电桥测低电阻
双臂电桥的工作原理，掌握低电阻的测量方法
3
3
（三）
研究性小论文考核
9
9
八、教材：
《大学物理实验
（二）》，潘元胜等编，南京大学出版社，2002年版。
九、参考书：
1．（美）《大学物理实验》（伯克利物理实验室），.波斯、.杨著，科学出版社，1982年出版。
十、讲课手腕：
物理实验
十一、成绩考核方式：
学生要紧以平常实验成绩为主，期末考核进行“实验中问题研究”的小论文考试。
十二、主讲教师：
王思慧，王均义，周进，章建荣，张志方，石荣章，桑海，章建辉，高文莉，杨燚，应学农，李昂，张序余
十三、撰稿人：
周进
一、课程编号：
1200C
二、课程名称：
大学物理实验（三）
三、英文名称：
ExperimentsinPhysics（III）
四、周讲课时数：
3学分：
2
五、先修课程：
大学物理实验
（一）
（二）,一般物理
六、课程目的和要求：
大学物理实验（三）定位于学生研究型物理实验，以学生为主导形式，通过大学物理实验（三）开设的实验平台，使得学生取得一整套的科学研究方式的训练，包括课题的选择，实验设备条件的预备，实验方案的设计，实验，论文的写作和论文的交流和答辩。
通过本课程的学习，取得以下能力培育：
1．选择实验研究课题
2．灵活应用所学的理论指导实验
3．查阅有关文献、资料的能力
4．与教师探讨相关问题，与同窗协作的能力
5．设计方案的可行性合理性的认证
6．正确进行实验操作，取得正确靠得住的实验结果，取得用实验解决问题的动手能力。
观看现象，分析判定，逻辑推理的能力，正确记录和处置数据，误差表示。
7．论文写作和表达能力。
七、课程简介：
序号
实验项目名称
内容提要
学时
本专业
非本专业
一
绪论
科学研究方法的介绍
如何选择实验研究课题，灵活应用所学的理论指导实验，查阅有关文献、资料。
如何进行设计方案的可行性合理性的认证。
如何进行论文写作和论文交流准备。
4
4
二
实验室提供参考实验
48
48
1
光的偏振实验
偏振光中偏振片、波片的作用，产生和检验偏振态的方法
6
6
2
旋光法测量糖浓度
旋光材料的特性，检测偏振光的高灵敏度方法
6
6
3
椭偏法测量薄膜厚度和折射率
椭偏仪的原理，测量薄膜的厚度和折射率的方法
6
6
4
迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪原理，厚度，折射率，波长等的精密测量
6
6
5
光纤传输技术
电信号的光调制，光纤传输，解调，放大等特性
6
6
6
全息照相
全息照相的基本原理、光路，菲涅耳全息图，反射式全息图的拍摄，再现
6
6
7
阿贝成像原理与空间滤波
光信息处理的基本光路，物空间，频谱空间的概念，图像的滤波
6
6
8
激光双光栅法测量微小位移
多普勒效应，微小振动位移的测量，光栅的应用
6
6
9
光的偏振效应的应用
克尔效应，法拉第效应，泡克尔斯效应，电光调制方法和信息传输
6
6
10
热波法测量良导体的热导率
动态法测量，热波的产生，波动的理解
6
6
11
气体热导率的测量
真空技术，热导率的测量
6
6
12
闪光法测量材料的热导率
闪光法，测量方法
6
6
13
夫兰克赫芝实验
测量微电流的方法，测定原子能级的方法
6
6
14
小型制冷装置制冷量和制冷系数的测量
压缩机的结构，工作原理，补偿法测量方法，制冷量和能效比测量，制冷系数的估测方法
6
6
15
介电谱的测量
介电参数的矢量电压测量法，材料介电频率特性测量
6
6
16
磁滞回线和磁化曲线的测量
电子积分器原理，用途，磁化曲线，磁滞回线，基本磁化曲线的测量，计算机数据采集
6
6
17
电子束的偏转与聚焦现象
电聚焦，磁聚焦，示波管的原理，测量电子荷质比方法
6
6
18
交流电桥
交流电桥测量电容，电感，电阻量，元件的损耗，品质因素等
6
6
19
RLC电路的暂态与稳态
电学元件电容，电感，电阻的特性，RLC电路的轩昂态与稳态，示波器测量相位差
6
6
20
模拟散射
数据采集处理误差分析，物体相互作用的概率，二项式分布规律
6
6
21
模拟约瑟夫逊结非线性混沌实验
电子模拟约瑟夫逊结方法，测量其结电流，直流伏安特性，了解非线性混沌现象
6
6
22
超声波实验
超声波的反射，超声波的干涉，超声波研究多普勒效应
6
6
23
风洞实验
气压的测量，空气阻力与物体形状的关系，流线型机翼的压力曲线
6
6
24
微波实验
分米波的辐射特性和偏振，分米波的幅度调制，微波的干涉与衍射现象等
6
6
三
实验论文答辩
2
2
八、教材：
九、参考书：
1.设计性研究型物理实验教程，沈元华，复旦大学出版社，2004。
2.基础物理实验教程，朱鹤年，高等教育出版社，2003。
3.大学物理实验
（二），万春华，南京大学出版社,2002。
十、讲课手腕：
物理实验
十一、成绩考核方式：
学生自主选择上述实验仪器完成4个实验，在此基础上，进行实验研究，完成两篇实验研究论文别离作为期中考核和期末考核，期末论文要求答辩，依照论文的创新性、内容的丰硕度和深度、答辩的情形综合评分。
十二、主讲教师：
周进，王思慧，苏为宁，于瑶，章建荣，张志方，石荣章，桑海，章建辉
十三、撰稿人：
周进
一、课程编号：
12005
二、课程名称：
力学
三、英文名称：
Mechanics
四、周讲课时数：
3学分：
3
五、先修课程：
高等数学（目前与力学同时开设）
六、课程目的和要求：
力学是大学物理课程的第一门课，它研究物体机械运动及其规律。
力学是许多后续课程的基础，其大体原理不仅是经典物理学的基础，也在近、现代物理学中具有重腹地位。
例如：
能量守恒、动量守恒和角动量守恒，相对性原理，惯性与引力等等。
课程要求学生把握和明白得重要的力学原理和定律，学会成立物理模型，熟悉运用物理图象和数学工具（专门是微积分）解决物理问题的方式。
七、课程简介：
绪论（2学时）
第一简要介绍物理学的概况，同时介绍力学概况和物理学中力学的地位、力学与科学技术的关系，历史背景，思想与方式，如何学好力学。
微积分（2学时）
微积分的初步概念及简单应用
第一章：
质点运动学（4学时）
.直线运动，曲线运动
.标系，极坐标系，自然坐标系
相对运动
第二章：
质点动力学（6学时）
.牛顿三定律，质点动力学的解法举例
2.2.摩擦力，约束运动
第三章：
运动定律与非惯性参考系（4学时）
.平动加速参考系
.转动参考系，质点相对静止
.转动参考系，质点相对参考系运动
第四章：
质点动力学的运动定理（6学时）
.动量定理，角动量定理
.功与能，能量守恒定律
.对称性与守恒律*
演示实验
运动学与动力学演示（依照学期时刻长短而定）
第五章：
质点组动力学的运动定理（6学时）
.两体问题
.质点组的质心运动定理，质点组动量定理
.碰撞，恢复系数。
实验室系与质心系*
.火箭、变质量问题
.角动量定理，角动量守恒，质点组的角动量与质心角动量
.动能定理，质点组的动能与质心动能。
机械能守恒
第六章：
刚体力学（8学时）
.刚体概念，刚体的平稳
.刚体的平动，刚体的定轴转动，刚体的平面运动，刚体的定点运动*。
第七章：
振动与波（8学时）
.一个自由度的振动，相图*
.振动的合成，两个自由度的振动*
.机械波的产生与传播，横波与纵波，波速
.波的能量与强度
.多普勒效应
.波的干与、衍射，惠更斯原理
演示实验（2学时）
刚体、振动与波的演示（依照学期时刻长短而定）
八、教材：
力学（上册），第三版，梁昆淼，1995年4月。
九、参考书：
1．梁昆淼：
《力学》，人民教育出版社，1978
2．赵凯华，罗蔚茵：
《新概念物理教程—力学》，高等教育出版社，1995
3．R.Feynman,LecturesonPhysics,Addison-Wesley,ReadingMA.,1964.
4．CharlesKittel,Mechanics,BerkeleyPhysicsCourse
5．DanielKleppner,Robert,AnIntroductiontoMechanics
6．Kleppner,著，宁远源等译《力学引论》人民教育出版社，1980
7．.弗伦奇著，郭敦仁等译，《牛顿力学》人民教育出版社，1982
十、讲课手腕：
课堂多媒体讲解
十一、成绩考核方式：
采纳平常成绩、小论文、期中考试、期末考试成绩相结合的考核模式
十二、主讲教师：
施毅，张荣，彭茹雯，王思慧，游彪，濮林，鞠国兴
十三、撰稿人：
施毅
一、课程编号：
12006
二、课程名称：
热学
三、英文名称：
Thermodynamics
四、周讲课时数：
3学分：
3
五、先修课程：
六、课程目的和要求：
在热学教学中，应始终把培育学生的创新意识与创新能力放在首位。
在教学内容上，应做到“实”、“宽”、“新”、“活”。
“实”：
指严谨扎实，“宽”：
指增强热学与力、电、光、近代物理及与天文、化学、生物、气象、地学、环科及工程学科间横向联系。
不仅要拓宽知识面，更要增强综合知识能力训练。
“活”：
指在传播基础知识同时，增强学生把握、运用和制造知识能力的培育，从而树立通过学习知识去制造知识的思想意识。
“新”：
指增强创新意识的培育，要介绍科学前沿，使之产生浓厚爱好，从中取得思想上的启发与动力，从而产生时期紧迫感。
“宽”和“新”要借助渗透法的运用。
由于课堂学时很紧，一些“宽”“新”的内容要紧依托学生课外阅读《热学》教材中的相关内容来解决，可是教师在讲课时最好能够蜻蜓点水的点一下。
课堂教学与课堂讨论、课外阅读（或讲座）、科学小论文四者结合。
课堂讨论2次，每次2小时，每次讨论后再讲评2小时，讨论题选自教材中试探题，学生自由结合成小组，教师巡回启发引导。
课外讲座由系领导列入学生全年课外讲座打算中，选题由具体情形而定。
小论文是不是计分由任课教师决定。
教师最好能够做好小论文的启发引导工作，并鼓舞学生在学生科学报告会上报告。
针对一年级学生特点，要增强学生的学习方式指导。
七、课程简介：
第一章：
导论（8学时）
.宏观描述方式与微观描述方式
.热力学系统平稳态
.温度与温度计
.物态方程
.物质的微观模型
.理想气体微观描述的低级理论
.分子间作使劲势能与真实气体物态方程
第二章：
分子动理论的平稳态理论（8学时）
.概率论的大体知识
.麦克斯韦速度散布
.麦克斯韦速度散布
.气体分子碰鼻数及其应用
.外力场中自由粒子散布，玻尔兹曼散布
.能量均分定理
第三章：
输运现象宏观规律与分子动理论的非平稳态理论（6学时）
.黏性现象的宏观规律
.扩散现象的宏观规律——菲克定律
.输运现象宏观规律
.对流传热
.气体分子平均自由程
.气体分子碰撞的概率散布
.气体输运系数的导出
.稀薄气体输运进程
第一次课堂讨论，内容第一、二、三章（讨论2学时）
第一次课堂讨论讲评（2学时）
期中考试（2学时）
第四章：
热力学第必然律（6学时）
.可逆与不可逆进程
.功和热量
.热力学第必然律
.热容与焓
.第必然律对气体的应用
.热机
.焦耳-汤姆逊效应与制冷机
第五章：
热力学第二定律与熵（4学时）
.第二定律的表述及其实质
.卡诺定理
.熵与熵增加原理
第六章：
液态（2学时）
.液体的表面现象
第七章：
相变（4学时）
.气液相变
.固-液、固-气相变，相图
第二次课堂讨论2学时，内容第四、五、六、七章
第二次课堂讨论讲评2学时
八、教材：
秦允豪编国家级“九五”重点教材及面向21世纪教材——《热学》
九、参考书：
见《热学》书
十、讲课手腕：
讲课、课堂讨论、课外阅读与讲座
十一、成绩考核方式：
期中、期末笔试，平常成绩三者综合
十二、主讲教师：
秦允豪，王牧，王炜，韩平，桑海，黄以能
十三、撰稿人：
秦允豪
一、课程编号：
12007
二、课程名称：
电磁学
三、英文名称：
Electromagneti
升级会员 