跨院系物理平台课程群和课程标准一览表.docx

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跨院系物理平台课程群和课程标准一览表.docx

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跨院系物理平台课程群和课程标准一览表

附件2：

跨院系物理平台课程群和课程标准一览表

一、课程群

课程编码

课程名称/英文

课程负责人

课程属性

适用学科或专业

课程教学计划

授课学期

学分

周学时

总学时

PHY128/

PHY131

大学物理（理）上、下

周张凯、林国淙

专业必修

理科和少数对于物理要求较高的工科

一年级下

二年级上

第一学期4

第二学期4

144

PHY130/

PHY133

大学物理（工）上、下

张勇、焦中兴

专业必修

普通工科专业

一年级下

二年级上

第一学期4

第二学期3

126

PHY136

大学物理（医）

马杰

专业必修

医科专业

一年级下

PHY138

大学物理（文）

李志兵

选修

文科专业

一年级下

PHY134/PHY239

大学物理实验（理）

沈韩

专必

理科和对物理实验要求较高的工科

2或3

PHY146/PHY245

大学物理实验（工）

沈韩

专必

工科专业

2或3

1.5

PHY148/PHY247

大学物理实验（医）

沈韩

专必

医科专业

2或3

1.5

PHY135/PHY150

文科物理实验（文）

沈韩

选修

未开设大学物理课程的文、史、法律、经管等专业

1或2

PHY127/PHY140

通识物理实验

沈韩

选修

未开设大学物理实验课程的理、工、医、经管等专业

1或2

二、课程标准（基本框架）

课程名称：

大学物理（理）课程负责人：

周张凯、林国淙

知识单元

知识点

基本内容

建议学时数

1-1：

牛顿力学

1-1-1质点运动学

位置矢量、位移、速度、加速度的矢量关系及其坐标表示、相对运动等

2学时

1-1-2惯性系下的质点动力学

牛顿三定律、力学中常见的力、量纲等

2学时

1-1-3非惯性系下质点动力学

相对性原理、非惯性系下质点动力学方程（加速平动以及匀角速转动非惯性系下的惯性力表示）、地球上惯性力现象举例与分析等

4学时

1-1-4质点组动量定理（守恒）

质心运动定律（质心、质心系）、质点与质点组动量定理（冲量、动量、动量守恒、质心系下质点组的动量）等

5学时

1-1-5质点组机械能定理（守恒）

质点与质点组动能定理（功、功率）、质点组动能定理中内力功分析（一对内力做功之和的特点、保守力与非保守力、势能函数）、质点组机械能定理（机械能守恒、质点组动能与质心系下动能的关系、质心系下质点组机械能定理）、机械能定理与动量守恒的应用（碰撞的特点与分类、碰撞定律）等

4学时

1-1-6质点组角动量定理（守恒）

质点角动量定理（力矩、角动量、角动量守恒）、质点组角动量定理（角动量守恒、质点组角动量与质心系下角动量的关系、质心系下质点组角动量定理）、机械能守恒与角动量守恒的应用－有心力场问题（开普勒问题）等

6学时

1-1-7刚体

定轴转动运动学（转动参量、转动参量的矢量性分析）、刚体定轴转动动力学（转动定律、角动量定理、动能定理）、刚体平面平行运动（平面平行运动的描述、质心运动和相对质心运动的动力学方程、纯滚动）、刚体的进动等

6学时

1-1-8振动

简谐振动（简谐振动动力学方程、描述简谐振动的物理量、简谐振动的几何描述与合成）、阻尼振动（弱阻尼、临界阻尼、过阻尼振动）、受迫振动（共振）等

5学时

1-1-9波动

机械波的定性描述（机械波产生的条件与特点、波的几何描述）、机械波的动力学方程、机械波的运动学方程（波传播形式分类、波的相速度与群速度）、简谐波的运动学方程（描述简谐波特征物理量、简谐波的表达式）、机械波的能量与传输问题（波的能量、波的叠加、波的反射、驻波、简正频率）、多普勒效应等

6学时

1-1-10流体

静流体（压强、阿基米德定律、帕斯卡原理）、理想流体的稳定流动（连续性方程、伯努力方程）、伯努力方程的应用（小孔流速、流量计、虹吸现象、马格努斯效应）、粘滞流体的流动（粘滞定律、斯托克斯公式）

6学时

2-1：

分子运动论

2-1-1平衡态与温度

平衡态、状态参量、气体状态方程等

2学时

2-1-2分子运动的平衡态理论

分子热运动及其统计规律、麦克斯韦速率分布与速度分布、能量均分定理、理想气体的压强、温度和内能、真实气体等

8学时

2-1-3分子运动的非平衡态过程

平均自由程、扩散与输运过程、弛豫过程等

2学时

2-2：

热力学定律与应用

2-2-1热力学第一定律

准静态过程、内能和热量、热力学第一定律、焦耳－汤姆逊实验与理想气体的内能、气体摩尔热容、热力学第一定律对理想气体的应用、循环过程、卡诺循环等

4学时

2-2-2热力学第二定律

热力学第二定律的开尔文表达和克劳修斯表达、实际宏观过程的不可逆性、热力学温标、克劳修斯不等式、熵和熵增加原理、热力学第二定律的统计意义、玻尔兹曼关系等

4学时

3-1：

几何光学

3-1-1几何光学基本实验定律与费马原理

光程、费马原理以及应用、折射和反射定律、透镜成像等

3学时

3-2：

波动光学

3-2-1光波的相干性

光波的相位、分波面干涉、分振幅干涉、光的时间相干性和空间相干性等

4学时

3-2-2光的衍射和偏振

惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射、夫琅和费衍射、衍射光栅、光学仪器的分辨本领、光的偏振态等

6学时

3-3：

静电场与静磁场

3-3-1静电的基本规律

静电现象、电荷与电荷守恒、库仑定律

2学时

3-3-2静电场的基本性质

电场概念、电场叠加原理、电通量与高斯定理、静电场环路定理（静电场的保守性质）、静电势、电偶极子的电势和电场、电场能量和能量密度、静电相互作用等、电介质的极化、极化率和介电常数（电容率）、电位移矢量

8学时

3-3-3恒定电流

电流的形成、电流连续性方程、恒定电流的闭合性、欧姆定律、基尔霍夫定律

3学时

3-3-4稳恒磁场

基本磁现象、安培定律与洛伦兹力、磁场概念、毕奥—萨伐尔定律、磁通量与磁通连续性方程、静磁场环路定理、磁偶极子的磁场等、磁化率和磁导率、磁化强度等

6学时

3-4：

电磁波

3-4-1电磁感应

法拉第定律与感生电场、动生电动势与感生电动势,互感与自感

6学时

3-4-2麦克斯韦方程组与电磁波

麦克斯韦位移电流假设、麦克斯韦方程组的积分形式、电磁波等

6学时

3-4-3电磁波的产生与传播

电磁场的能量与能流密度、电磁波的产生与传播、电磁辐射

3学时

3-5：

电磁场与物质相互作用

3-5-1光与物质相互作用

原子发光机理、激光器、全息照相等

4学时

3-5-2静电场中的导体

导体的静电平衡条件、电容、导体内的恒定电场、欧姆定律

3学时

4-1：

原子与亚原子结构

4-1-1原子的外层电子结构

元素性质的周期性变化、原子的电子壳层结构、原子基态的电子组态、氢原子能级与光谱等

4学时

4-1-2X射线

产生的机制与谱线结构、康普顿散射等

2学时

4-1-3原子核

核衰变与放射性、核裂变与聚变、原子能的应用、核辐射的防护

3学时

4-2：

量子力学基本原理

4-2-1量子现象的早期实验观测和解释

黑体辐射、德布罗意物质波、光电效应、波尔量子理论等

5学时

4-2-2波函数及其物理意义

波粒二象性、波函数的统计诠释、薛定谔方程、量子态的相干叠加性、不确定原理等

4学时

5-1：

狭义相对论

5-1-1经典时空观遇到的困难

伽利略变换、麦克尔逊－莫雷实验等

1学时

5-1-2狭义相对论基本原理

相对性原理、光速不变原理、间隔不变性等

1学时

5-1-3洛伦兹变换和狭义相对论运动学

洛伦兹变换的四维形式、同时的相对性、时间膨胀、洛伦兹收缩、时钟的同步、速度变换等

2学时

5-1-4狭义相对论动力学与质能关系

相对论力学方程、相对论的质量、动量、能量和力、质能关系、能量动量和质量的关系、静质量为零粒子的能量和动量等

2学时

课程名称：

大学物理（工）课程负责人：

焦中兴

知识单元

知识点

基本内容

建议学时数

1-1：

牛顿力学

1-1-1质点运动学

位置矢量、位移、速度、加速度的矢量关系及其坐标表示、相对运动等

2学时

1-1-2惯性系下的质点动力学

牛顿三定律、力学中常见的力、量纲等

2学时

1-1-3非惯性系下质点动力学

相对性原理、非惯性系下质点动力学方程（加速平动以及匀角速转动非惯性系下的惯性力表示）、地球上惯性力现象举例与分析等

4学时

1-1-4质点组动量定理（守恒）

质心运动定律（质心、质心系）、质点与质点组动量定理（冲量、动量、动量守恒、质心系下质点组的动量）等

5学时

1-1-5质点组机械能定理（守恒）

4学时

1-1-6质点组角动量定理（守恒）

6学时

1-1-7刚体

6学时

1-1-8振动

5学时

1-1-9波动

6学时

1-1-10流体

6学时

2-1：

分子运动论

2-1-1平衡态与温度

平衡态、状态参量、气体状态方程等

2学时

2-1-2分子运动的平衡态理论

分子热运动及其统计规律、麦克斯韦速率分布与速度分布、能量均分定理、理想气体的压强、温度和内能、真实气体等

8学时

2-1-3分子运动的非平衡态过程

平均自由程、扩散与输运过程、弛豫过程等

2学时

2-2：

热力学定律与应用

2-2-1热力学第一定律

4学时

2-2-2热力学第二定律

4学时

3-1：

几何光学

3-1-1几何光学基本实验定律与费马原理

费马原理以及应用、折射和反射定律、透镜成像等

2学时

3-2：

波动光学

3-2-1光波的相干性

光波的相位、分波面干涉、分振幅干涉、光的时间相干性和空间相干性等

4学时

3-2-2光的衍射和偏振

惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射、夫琅和费衍射、衍射光栅、光学仪器的分辨本领、光的偏振态等

6学时

3-3：

静电场与静磁场

3-3-1静电的基本规律

静电现象、电荷与电荷守恒、库仑定律

2学时

3-3-2静电场的基本性质

电场概念、电场叠加原理、电通量与高斯定理、静电场环路定理（静电场的保守性质）、静电势、电偶极子的电势和电场、电场能量和能量密度、电介质的极化、极化率和介电常数（电容率）、电位移矢量

6学时

3-3-3恒定电流

电流的形成、电流连续性方程、恒定电流的闭合性、欧姆定律、基尔霍夫定律

3学时

3-3-4稳恒磁场

基本磁现象、安培定律与洛伦兹力、磁场概念、毕奥—萨伐尔定律、静磁场环路定理、磁偶极子的磁场等、磁化率和磁导率、磁化强度等

5学时

3-4：

电磁波

3-4-1电磁感应

法拉第定律与感生电场、动生电动势与感生电动势,互感与自感

6学时

3-4-2麦克斯韦方程组

麦克斯韦位移电流假设、麦克斯韦方程组的积分形式

4学时

3-5：

电磁场与物质相互作用

3-5-1光与物质相互作用

原子发光机理、激光器

2学时

3-5：

电磁场与物质相互作用

3-5-2静电场中的导体

导体的静电平衡条件、电容、导体内的恒定电场、欧姆定律

3学时

4-1：

原子与亚原子结构

4-1-1原子的外层电子结构

元素性质的周期性变化、原子的电子壳层结构、原子基态的电子组态等

3学时

4-1：

原子与亚原子结构

4-1-2X射线

产生的机制与谱线结构、康普顿散射等

2学时

4-1-3原子核

核衰变与放射性、核裂变与聚变、核辐射的防护

2学时

4-2：

量子力学基本原理

4-2-1量子现象的早期实验观测和解释

黑体辐射、德布罗意物质波、光电效应

2学时

4-2：

量子力学基本原理

4-2-2波函数及其物理意义

波粒二象性、波函数的统计诠释、薛定谔方程、不确定原理等

2学时

5-1：

狭义相对论

5-1-1经典时空观遇到的困难

伽利略变换、麦克尔逊－莫雷实验等

1学时

5-1：

狭义相对论

5-1-2狭义相对论基本原理

相对性原理、光速不变原理、间隔不变性等

1学时

5-1-3洛伦兹变换和狭义相对论运动学

洛伦兹变换的四维形式、同时的相对性、时间膨胀、洛伦兹收缩、时钟的同步、速度变换等

2学时

5-1-4狭义相对论动力学与质能关系

相对论力学方程、相对论的质量、动量、能量和力、质能关系、能量动量和质量的关系、静质量为零粒子的能量和动量等

2学时

课程名称：

大学物理（医）课程负责人：

李志兵

知识单元

知识点

基本内容

建议学时数

1-1：

牛顿力学

1-1-1质点运动学

位置矢量、位移、速度、加速度的矢量关系及其坐标表示、相对运动、牛顿三定律、力学中常见的力、量纲等等

2学时

1-1-2质点组的运动规律

质点组动量定理（守恒）、质点组角动量定理（守恒）、质点组机械能定理（守恒）

4学时

1-1-3振动、机械波与听觉

简谐振动（简谐振动动力学方程、描述简谐振动的物理量）、阻尼振动（弱阻尼、临界阻尼、过阻尼振动）、受迫振动（共振）等、机械波的定性描述（机械波产生的条件与特点、波的几何描述）、机械波的动力学方程、机械波的运动学方程、声音的传播和特性

4学时

1-1-4医用材料力学

刚体问题、医用材料的力学特点

4学时

1-1-5医用流体力学

静流体（压强、阿基米德定律、帕斯卡原理）、理想流体的稳定流动（连续性方程、伯努力方程）、伯努力方程的应用（小孔流速、流量计、虹吸现象、马格努斯效应）、杨氏模量

6学时

1-1-6生物分子的输运

血液流动、血压、粘滞流体的流动（粘滞定律、斯托克斯公式）等

4学时

2-1：

分子运动论

2-1-1平衡态与温度

平衡态、状态参量、气体状态方程等

2学时

2-1-2分子运动的平衡态理论

分子热运动及其统计规律、麦克斯韦速率分布与速度分布、理想气体的压强、温度和内能等

2学时

2-2：

热力学定律与应用

2-2-1热力学第一定律

准静态过程、内能和热量、热力学第一定律、焦耳－汤姆逊实验与理想气体的内能、热力学第一定律对理想气体的应用

4学时

2-2-2热力学第二定律

医用热力学设备、热力学第二定律的开尔文表达和克劳修斯表达、熵和熵增加原理、热力学第二定律的统计意义、导热率和热的传播等

4学时

3-1：

光学

3-1-1几何光学

光程、透镜成像原理等

2学时

3-1-2波动

光波的相位、分波面干涉、分振幅干涉、光的相干性、惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射、夫琅和费衍射、衍射光栅、光学仪器的分辨本领等

3学时

3-1-3眼睛和视觉

眼睛构造，近视远视的原理及矫正等

3学时

3-3：

静电场、静磁场与基本的电磁理论

3-3-1静电和恒定电流

静电现象、电荷与电荷守恒、库仑定律、电流的形成、电流连续性方程、恒定电流的闭合性、欧姆定律等

3学时

3-3-2恒温磁场

基本磁现象、安培定律与洛伦兹力、磁场概念、毕奥—萨伐尔定律、磁通量与磁通连续性方程、静磁场环路定理等

2学时

3-1：

几何光学

3-3-3电磁波

法拉第定律与感生电场、动生电动势与感生电动势,互感与自感等

2学时

3-4：

医用电路与神经系统电信号

3-4-1医用电路系统

各种设备的基本电路分析

2学时

3-4-2神经系统的电信号传到

神经细胞中的电势分布及改变规律

3学时

4-1：

原子与基本量子力学原理

4-1-1原子的量子态

氢原子的玻尔理论及应用、氢原子能级与光谱等

2学时

4-1-2原子的壳层结构

元素性质的周期性变化、原子的电子壳层结构、原子基态的电子组态

2学时

4-1-3量子现象的早期观测与解释

黑体辐射、普朗克常数、波尔量子理论、德布罗意物质波等

2学时

4-1-4波函数及其物理意义

波粒二象性、薛定谔方程等

2学时

4-2：

医用放射健康与现代医学成像

4-2-1医用放射与健康

原子放射性和核反应、电离辐射的类型和防护等

4学时

4-2-2现代医学成像技术

各种现代医学成像设备以及其原理（例如X光、B超、核磁共振等）

4学时

课程名称：

大学物理（文）课程负责人：

李志兵

知识单元

知识点

基本内容

建议学时数

1：

物理思维

1-1常见物理问题及其解决办法

关于物质、运动与时空的思考；从基本粒子到宏观结构和复杂系统；还原论及呈现论、决定论与非决定论

4学时

1-2复杂系统

穷多自由度系统的合作现象，标度律；非线性现象；心脏和大脑模型；基因信息。

4学时

2：

常见物质与物理现象

2-1常见物质

金属、半导体、绝缘体、磁性物质。

晶体与非晶体；超导和超流。

4学时

2-2光

光的产生和吸收，光谱；光的传播和干涉现象；光与物质相互作用

4学时

2-3能量和熵

能量守恒与转换，熵增原理和时间箭头；统计物理原理

4学时

3：

基本量子物理

3-1基本量子现象

物质的稳定性，光的粒子性和电子的波动性。

概率幅的概念；三维空间之外的自由度；纳米技术与冷原子。

4学时

3-2基本量子理论

电子和反电子，粒子的产生与湮灭；对称性与相互作用，基本粒子标准模型；超越标准模型的努力

4学时

4：

天体宇宙与时空观

4-1天体

恒星、星系、星云；特殊天体：

中子星、黑洞、超新星

2学时

4-2宇宙

宇宙观测实验。

微波背景辐射、宇宙加速膨胀；大爆炸和暴涨理论；暗物质和暗能量。

2学时

4-3时空和万有引力

惯性定律和相对性原理；对称性与守恒定律；牛顿时空与相对论时空，引力与时空弯曲。

4学时

课程名称：

大学物理实验（理）课程负责人：

沈韩

知识单元

知识点

基本内容

建议学时数

物理实验知识讲座

实验绪论课

1.物理实验室基本安全要求。

2.实验安排及要求。

3.数据处理和实验报告撰写要求。

物理实验知识讲座

不确定度和误差分析及实验报告撰写

1.掌握实验不确定度的分析方法。

2.掌握利用不确定度均分原理进行实验设计的方法。

3.掌握实验预习报告和实验报告的撰写方法。

物理实验知识讲座

实验数据的处理和表达

1.利用Origin或Matlab进行实验曲线作图的方法。

2.科技作图的要求。

3.最小二乘法曲线拟合。

力学实验

测量误差与不确定度

1.长度、质量、密度、钢尺刻度不均匀都的测量方法。

2.实验不确定度和误差的估计和分析方法；

3.列表、作图、曲线拟合等实验数据处理的基本方法。

流体力学实验

用力敏传感器测量液体表面张力系数

1.硅压阻力敏传感器的工作原理和使用方法。

2.传感器的标定方法。

3.液体表面张力系数的测量方法。

4.不同浓度乙醇水溶液表面张力系数随浓度的变化关系。

振动与波实验

波尔振动实验

1．波尔振动（扭摆）的原理。

2．定量研究自由振动、阻尼振动、受迫振动特性；

3．定量研究机械共振、拍频等物理现象。

4．受迫振动的幅频特性。

能量守恒

机械能的转换与守恒

1．转动传感器的工作原理和使用方法。

2．定量测量振动中“拍”的现象。

3．机械振动的相图。

4．动能和势能之间的转换和守恒关系，机械能。

热学实验

温度传感器温度特性的测量

1.温度的测量和控温的方法；

2.铜电阻、热敏电阻、pn节、集成温度传感器芯片等温度传感器的工作原理和温度特性；

3.电阻的二线和四线接法。

4.自组数字式温度计。

热传导实验

不良导体热传导率的测量

1．热电偶的工作原理、制作方法和标定方法。

2.准稳态法测不良导体热导率的原理和方法。

3．测量橡胶和有机玻璃等不良热导体的导热系数。

磁学实验

巨磁电阻效应及应用

1.巨磁电阻工作原理。

2.用巨磁电阻效应测量磁感应强度的方法。

2．用巨磁电阻效应测通电导线、螺线管、亥姆霍兹线圈的磁场分布特性；

3．磁读写实验；

4．利用巨磁电阻效应测电机的转动角度。

磁学实验

用霍尔效应测量磁场

1.半导体材料的霍尔效应，

2.半导体材料的霍尔系数的定义和测量方法；

3.磁场的获得及磁感应强度的测量。

电学实验

示波器的原理及使用

1.示波器显示波形的原理（电偏转、扫描、同步）；

2.多通道模拟示波器或数字示波器的使用方法；

3.用示波器测电压、频率、相位差。

4.李萨如图形的观测（两个一维运动的叠加）。

电路实验

RLC串联电路的稳态和谐振特性

1.电路的组成形式，串联和并联。

2.串联电路微分方程。

3.滤波器的概念。

4.电路的谐振。

5.电路的品质因数。

电学和现代测量技术

基于myDAQ的虚拟仪器实验

1．基于LabVIEW的虚拟仪器基础知识。

2．NImyDAQ虚拟仪器平台的使用方法。

3．利用基于myDAQ的虚拟仪器测量RLC串联电路的稳态与谐振特性。

几何光学实验

基于光学平台的实验--透镜组基点的测定

1.光学平台和各种光学调整设备的使用方法，包括光学底座、调节架和凸透镜、凹透镜、反射镜等。

2.光学元器件等高共轴的调节

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