《计算物理》教学大纲Word文档格式.docx
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教学对象：
本课程适用于消防工程系、消防指挥系各本、专科专业
一、课程性质
《计算物理》课程是对《大学物理》课程内容进一步深入和延伸的一门自然科学基础课程，是提高学员运用数学方法解决物理实际问题的能力的一门课程，是消防各本、专科专业的选修课程。
二、课程教学目的与任务
通过本课程的学习，使学员更好地掌握大学物理的基本理论，达到大学物理课程的较高要求，进一步熟悉常用的解题方法和技巧，培养学员运用数学方法解决物理问题的能力。
三、教学基本要求
使学员掌握力学、热学、电磁学、光学以及近代物理的基本理论和常用的解题方法，能灵活运用物理原理解决某些实际问题。
四、本课程与其他相关课程的联系与分工
本课程的先修课程为《高等数学》和《大学物理》。
五、教学方法
本课程的教学由课堂讲授和讨论、课外作业两部分组成。
教学中以“精讲”为主，辅以讨论，实现师生互动、教学相长；
鼓励学员通过多种思路和方法研究探讨问题，注重研究式教学，允许学员提出不同见解和发表创新性意见；
坚持开放教学，充分利用学院教学资源，营造宽松和谐的课堂教学氛围。
六、教学课时分配
序号
教学内容
学时
学时分配
课堂讲授（含讨论）
一
力学
12
二
振动与波
4
三
热学
四
电磁学
10
五
光学
六
近代物理
2
合计
七、考核方法及成绩评定
本课程考核方式为考查。
总成绩由两部分组成，期末闭卷考试成绩占70%，平时成绩占30%。
正
文
部
分
第一章
力学
一、教学目的与要求
通过本章的学习，使学员理解描述质点和刚体运动的基本物理量和物理规律，熟练运用牛顿运动定律、转动定律、质心运动定理、定律守恒定律等分析解决物理问题。
二、教学重点与难点
（一）教学重点
切向加速度和法向加速度、牛顿运动定律的应用、动量守恒定律、角动量守恒定律、机械能守恒定律、力矩、体转动惯量、刚体定轴转动定律、刚体的平面运动的基本规律
（二）教学难点
牛顿运动定律的应用、守恒定律的综合应用、刚体的平面运动
三、教学内容
1．质点和刚体运动学、切向加速度和法向加速度；
2．牛顿运动定律及应用；
3．力矩、转动惯量、刚体定轴转动定律；
4．力和力矩的功、势能；
5．动量守恒定律、角动量守恒定律、机械能守恒定律
6．刚体的平面运动的基本规律
第二章
振动和波
通过本章的学习，使学员理解描写简谐运动、波动的基本物理量、运动方程及其能量特征等，掌握描写简谐运动、平面简谐波的基本方法及其相关计算；
理解相干波、驻波、多普勒效应的条件，会计算极大、极小、频移等相关问题。
简谐运动方程、同方向、同频率简谐振动的合成、简谐波波动方程、波的干涉、驻波、多普勒效应
简谐波波动方程的求解、同方向、同频率简谐振动的合成、驻波、多普勒效应
1．简谐运动的描述和特征、振动曲线、旋转矢量法；
2．同方向、同频率简谐振动的合成；
3．简谐波的描述和波动方程；
4．波的能量；
5．波的叠加和干涉；
6．驻波、多普勒效应
第三章
热学
通过本章的学习，使学员理解气体分子动理论的基本规律和热力学的基本定律，掌握涉及状态参量、内能、功、热量、分布函数、最概然速率、平均值、循环效率、熵等概念的规律和计算。
温度公式、自由度均分定理、分子速率分布律、热力学第一定律及其应用、卡诺循环、热力学第二定律、熵
分子速率分布律、热力学第二定律、熵
1．理想气体的状态方程、压强公式、温度公式；
2．能量按自由度均分定理和理想气体的内能；
3．分子速率分布函数、麦克斯韦气体分子速率分布律；
4．最概然速率、平均速率和方均根速率；
5．分子平均碰撞频率及平均自由程；
6．热力学第一定律及其应用；
7．循环效率和卡诺循环；
8．热力学第二定律和熵、熵增加原理
第四章
电磁学
通过本章的学习，使学员理解场、电场强度、磁感应强度的概念，掌握场的叠加原理并能计算电场强度、电势、磁感应强度的分布，掌握通量和环量的概念及其描写电场和磁场的高斯定理、环路定理，掌握求电场强度和磁感应强度的方法，理解电势能、电势梯度、静电场和稳恒磁场的能量，理解静电场中导体的静电平衡及其电荷电场分布，理解电极化强度矢量及其极化电荷间的关系，掌握闭合电路欧姆定律和基尔霍夫定律，掌握电磁感应定律，理解自感和互感的意义。
静电场和稳恒磁场的高斯定理、环路定理、求解电场强度和磁感应强度的计算方法、静电场和稳恒磁场的能量、静电场中导体和电容、电磁感应定律、基尔霍夫定律
电介质中电场、电极化强度矢量、能量密度、电势梯度、高斯定理、环路定理、自感和互感、涡旋电场、位移电流
1．库仑定律、毕奥—萨伐尔定律、场的叠加原理；
2．静电场和稳恒磁场的高斯定理、环路定理；
3．电场强度、电势、磁感应强度的求解方法；
4．静电场和稳恒磁场的能量、能量密度；
5．静电场中导体和电介质、电容；
6．洛仑兹力、安培；
7．电动势、闭合电路欧姆定律和基尔霍夫定律；
8．电磁感应定律，动生电动势、涡旋电场、自感和互感
第五章
光学
通过本章的学习，使学员掌握光程差与相位差的关系，会计算和分析干涉条纹；
理解半波带法，会利用其分析计算条纹的位置和光强大体分布；
理解光栅衍射条纹的特点和方程；
理解圆孔衍射和衍射对光学仪器分辨率的影响；
理解马吕斯定律和布儒斯特定律，并能正确用于计算。
切光程差与相位差、杨氏双缝干涉、等厚干涉、麦克耳逊干涉、单缝夫琅和费衍射、光栅衍射、圆孔衍射、马吕斯定律和布儒斯特定律
单缝夫琅和费衍射、半波带法、圆孔衍射、偏振光干涉
1．光程、杨氏双缝干涉、薄膜干涉、劈尖、牛顿环；
2．迈克耳逊干涉仪；
3．单缝衍射、圆孔衍射、衍射光栅、X光衍射；
4．马吕斯定律、布儒斯特定律；
5．旋光效应、偏振光的干涉
第六章
近代物理
通过本章的学习，使学员理解狭义相对论的两条基本原理和洛仑兹变换；
理解狭义相对论时空观，并能够作相应的计算；
理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系、能量和动量的关系；
理解黑体辐射的基本规律和能量子假说，理解爱因斯坦的光子理论和光的波粒二象性；
掌握玻尔的氢原子理论；
理解德布罗意物质波假设及概率波的统计解释，理解不确定关系及其物理意义；
理解定态薛定谔方程；
理解描写原子状态的四个量子数。
狭义相对论的基本原理、洛仑兹变换式、同时的相对性、长度的收缩、时间延缓、相对论动力学基础、黑体辐射、普朗克量子假设、光电效应、康普顿效应、氢原子波尔理论、德布罗意波、不确定关系、量子力学简介
洛仑兹变换、相对论时空观、康普顿效应、氢原子波尔理论、量子力学简介
1．狭义相对论的基本原理、洛仑兹变换式；
2．狭义相对论的时空观；
3．相对性动量和能量；
4．黑体辐射、光电效应、康普顿效应及其量子解释；
5．氢原子光谱的规律性、氢原子玻尔理论
6．德布罗意波、不确定关系、量子力学简介；
7．氢原子能量量子化、角动量量子化和角动量空间量子化；
8．电子自旋、泡利不相容原理和多电子原子的电子壳层结构
编写单位：
基础部物理教研室
撰写人：
温海东李克轩
审阅人：
温海东
编写时间：
2010年10月17日
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