大学物理APhysicsA.docx

1、大学物理APhysicsA数理学院课程简介课程中英文名称：大学物理（A） Physics（A）课程编号：C 课程性质：基础课开设学期及学时分配：第二学期56学时，第三学期56时 适用专业及层次：理工科本科专业先行课程：高等数学 后继课程：电工电子学 教材：物理学，马文蔚编著，高等教育出版社，1999推荐参考书：1普通物理学 程守洙编著，高等教育出版社，1998 2大学基础物理张三慧编著，清华大学出版社，2003课程目的、内容与要求：大学物理学是高等工科院校一门必修的基础课。它的作用，既是各类专业学生打好必要的物理基础,又是通过知识传授，初步获得科学思维和研究方法，所有这些都对学生起着开阔思路，

2、激发探索和创新精神，同时增强适应性，提高人才素质的重要作用。通过本课程的学习，要求学生初步具备以下能力:1. 能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。2. 了解各种理想物理模型并能够根据物理概念，问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。3. 会运用物理学的理论、观点和方法以及矢量、微积分等教学工具，分析、研究、计算或估计一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级和已知典型结果的比较，判断结果的合理性。内容：质点运动学；牛顿定律；动量守恒定律和能量守恒定律；刚体的转动；热力学基础；气体动

3、理论；静电场；静电场中的导体和电介质；稳恒电流；稳恒磁场；电磁感应；电磁场理论及电磁波基础；振动学基础；机械波；光的干涉；光的衍射；光的偏振；狭义相对论基础；物质的波粒二象性；原子的量子理论基础。大学物理（B） Physics（B）课程编号：B 课程性质：基础课开设学期及学时分配：第二学期96学时 适用专业及层次：理工科本科专业先行课程：高等数学 后继课程：电工电子学 教材：物理学，马文蔚编著，高等教育出版社，1999推荐参考书：1普通物理学程守洙编著，高等教育出版社，1998 2大学基础物理张三慧编著，清华大学出版社，2003课程目的、内容与要求：大学物理学是高等工科院校一门必修的基础课。它

4、的作用，既是各类专业学生打好必要的物理基础,又是通过知识传授，初步获得科学思维和研究方法，所有这些都对学生起着开阔思路，激发探索和创新精神，同时增强适应性，提高人才素质的重要作用。通过本课程的学习，要求学生初步具备以下能力:1.能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。2.了解各种理想物理模型并能够根据物理概念，问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。3.会运用物理学的理论、观点和方法以及矢量、微积分等教学工具，分析、研究、计算或估计一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级和已知典型结

5、果的比较，判断结果的合理性。内容：质点运动学；牛顿定律；动量守恒定律和能量守恒定律；刚体的转动；热力学基础；气体动理论；静电场；静电场中的导体和电介质；稳恒电流；稳恒磁场；电磁感应；电磁场理论及电磁波基础；振动学基础；机械波；光的干涉；光的衍射；光的偏振；狭义相对论基础。课程中英文名称：大学物理（C） Physics（C）课程编号：C 课程性质：基础课开设学期及学时分配：第二学期40学时，第三学期40时 适用专业及层次：理工科本科专业先行课程：高等数学 后继课程：电工电子学 教材：物理学，马文蔚编著，高等教育出版社，1999推荐参考书：1普通物理学 程守洙编著，高等教育出版社，1998 2大学

6、基础物理张三慧编著，清华大学出版社，2003课程目的、内容与要求：大学物理学是高等工科院校一门必修的基础课。它的作用，既是各类专业学生打好必要的物理基础,又是通过知识传授，初步获得科学思维和研究方法，所有这些都对学生起着开阔思路，激发探索和创新精神，同时增强适应性，提高人才素质的重要作用。通过本课程的学习，要求学生初步具备以下能力:1. 能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。2. 了解各种理想物理模型并能够根据物理概念，问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。3. 会运用物理学的理

7、论、观点和方法以及矢量、微积分等教学工具，分析、研究、计算或估计一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级和已知典型结果的比较，判断结果的合理性。内容：质点运动学；牛顿定律；动量守恒定律和能量守恒定律；刚体的转动；热力学基础；气体动理论；静电场；静电场中的导体和电介质；稳恒电流；稳恒磁场；电磁感应；电磁场理论及电磁波基础；振动学基础；机械波；光的干涉；光的衍射；光的偏振；狭义相对论基础。课程编号：0602001 大 学 物 理(A)Physics A 总学时：112 总学分：7课程性质：基础课开设学期及学时分配：第二学期56学时，第三学期56时使用专业及层次：理工科本科专业相关课程：高等数学教

8、材： 物理学，马文蔚编著，高等教育出版社，1999年推荐参考书：1.普通物理学 程守洙编著，高等教育出版社，1998年 2.大学基础物理张三慧编著，清华大学出版社，2003年一、课程目的及要求：物理学是研究机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等物质运动最基本最普遍的形式及其规律性的学科。它的理论渗透在自然科学的一切领域中，所以它是自然科学和工程技术的基础。大学物理学是高等工科院校一门必修的基础课。它的作用，既是各类专业学生打好必要的物理基础,又是通过知识传授，初步获得科学思维和研究方法，所有这些都对学生起着开阔思路，激发探索和创新精神，同时增强适应性，提高人才素质的重要作用。通过本课程的学

9、习，要求学生初步具备以下能力:1. 能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。2. 了解各种理想物理模型并能够根据物理概念，问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。3. 会运用物理学的理论、观点和方法以及矢量、微积分等教学工具，分析、研究、计算或估计一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级和已知典型结果的比较，判断结果的合理性。二、 课程内容及学时分配绪论 （1学时）物质与运动是物理学的研究对象。物理学的一般研究方法。物理学与工程技术的关系。物理学在高等工科院校培养人才全局中的地位与作

10、用。第一章 质点运动学 （5学时）11 理想化的模型质点；12 参照系、坐标系、时间；13 描述质点运动的基本物理量，位置矢量、位移、速度、加速度；14 直线和平面曲线运动，切向加速度，法向加速度；15 相对运动、相对速度。基本要求：1. 理解理想模型质点、参照系、时间等概念。2. 掌握描述质点运动的基本量、位置矢量、位移、速度、加速度概念和特点（矢量性、瞬时性、相对性）并学会计算方法。3. 掌握用自然坐标法求切向加速度和法向加速度。4. 根据质点在平面内运动方程，能熟练地求出任意时刻的位置、矢量、速度、加速度。5. 学会已知质点的加速度或速度，求速度或运动方程。6. 理解相对运动，相对速度。

11、第二章 牛顿定律 （3学时）21 牛顿运动定律；22 力和物体受力分析；23 牛顿运动定律的应用；24 力学单位制；*25 非惯性系、惯性力。基本要求：1. 掌握牛顿三定律的物理实质，使用力的概念、正确分析物体受力。2. 掌握隔离体法求解一般的力学问题。3. 了解惯性系和非惯性系概念，只介绍作直线加速系统。4. 了解力学中单位制和基本量的意义。第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 （9学时）31 动量原理，冲量、动量；32 质点系统的动量守恒及其应用；33 变力的功、功率；34 质点动能原理；35 万有引力*，重力、弹性力，摩擦力所作的功；*36 一对内力所作的功；37 势能（万有引力势能*、重

12、力势能、弹力势能）；38 力学体系的功能原理、机械能守恒定律；39 能量守恒和转换定律；310 碰撞（完全碰撞和完全非弹性碰撞）。基本要求:1. 掌握动量、冲量和动量原理，并理解各量的矢量性、状态过程的特征。2. 掌握动量守恒定律及其适用条件，并能分析、解决简单系统力学问题。3. 掌握功的概念，能熟练地计算作用在质点上变力作功,理解与过程有关的性质4. 掌握质点的动能定理，并能用他分析解决质点在平面内运动时的简单力学问题。5. 掌握保守力做功的特点及势能的概念。能熟练地计算重力、弹性力的势能、会计算万有引力势能。6. 掌握机械能守恒定律及其适用条件，并能分析、解决简单力学系统在平面内运动的力学

13、问题。7. 了解普遍的能量守恒和转换定律。8. 理解心对心的完全弹性和完全非弹性碰撞。第四章 刚体的转动 （学时）41 角速度、角加速度、角量与线量关系；42 力矩、转动定律、转动惯量；43 刚体定轴转动动能定理；44 角动量；45 刚体绕定轴转动的角动量守恒定律。基本要求:1. 理解角速度和角加速度的概念及角量和线量的关系。2. 理解转动惯量、角动量（动量矩）的概念。3. 掌握转动定律，并能分析、计算有关简单的力学问题。4. 理解刚体角动量守恒定律及其适用条件，并能分析、计算有关力学问题。第五章 热力学基础 （8学时）51 准静态过程；52 内能、功、热量；53 热力学第一定律；54 热力学

14、第一定律对理想气体的应用；55 理想气体的绝热过程；56 循环过程、卡诺循环；57 热力学第二定律；58 可逆过程与不可逆过程、卡诺定理； 59 *熵、热力学第二定律的统计意义。基本要求:1. 理解准静态过程，掌握功、热量、内能等概念。2. 掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、内能及理想气体定压、定容摩尔热容量。3. 掌握卡诺循环，能熟练计算热机循环效率，了解制冷系数。4. 理解热力学第二定律的两种表述、了解两种表述的等价性。5. 了解熵的统计概念和热力学第二定律的统计意义。第六章 气体动理论 （6学时）61 理想气体状态方程、平衡态；62 理想气体

15、的微观模型；63 理想气体压强的微观实质、温度的微观实质；64 能量按自由度均分定理、理想气体的内能；65 麦克斯韦气体分子速率分布定律、*玻耳兹曼分布律； 66 气体分子的平均碰撞次数及平均自由程；67 *气体中迁移现象介绍；68 *分子力、范德瓦尔斯方程。基本要求:1. 能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。理解系统的宏观量是微观运动的统计表现。2. 理解理想气体的压强公式及其统计意义。3. 了解从建立模型、进行统计平均，建立宏观量与微观量的联系，到阐明宏观量微观本质的思想方法。4. 理解麦克斯韦分子速率分布定律及分布函数和速率曲线的意义。了解波尔兹曼分布律。5. 了解气体分子热

16、运动的平均速率、方均根速率、最概然速率的求法和意义。6. 理解气体分子平均能量按自由度均分定理。会计算理想气体的内能。7. 了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程。8. 了解NA、k数值和单位；在常压下分子数密度，平均速率,平均自由程和分子有效直径的数量级。第七章 静电场 （10学时）71 静电的基本现象；72 库仑定律；73 电场、电场强度；74 电通量、静电场中高斯定理；75 静电力所作的功、电势能；76 电势差、电势；77 等势面、电场强度与电势梯度的关系。基本要求:1. 掌握电场强度和电势的概念以及场的叠加原理。掌握用叠加原理计算简单的典型的场源所产生的电场强度和电势。2. 理解高斯定理

17、和环路定律，能熟练地用高斯定理求具有特殊对称性分布电荷的场强。3. 掌握电场力的功与电势差和移动电荷之间的关系。理解电场是保守力场。掌握电势与场强的积分关系。4. 理解电场线、等势面的概念。了解场强和电势梯度的关系。5. 理解电偶极子，电偶极矩的概念。第八章 静电场中的导体和电介质 （6学时）81 静电场中导体达到静电平衡条件；82 电容和电容器；83 静电场中电介质及其极化；84 电极化强度矢量P，束缚电荷面密度；85 电介质中高斯定理，电位移矢量D；86 静电场的能量；基本要求:1. 理解导体静电平衡条件及导体表面电荷分布。2. 掌握电容的定义及其物理意义。能计算平板、球、圆柱形电容器的电

18、容。3. 了解电介质极化的微观解释和极化强度矢量。4. 理解电介质中的高斯定理和各向同性介质中D =0rE关系。5. 理解电场能量密度概念，能计算一些简单对称分布电场中贮存的电能。第九章 稳恒电流 （2学时）91 电流强度、电流密度；92 欧姆定律的微分形式，电动势；93 一段含源电路的欧姆定律。基本要求:1. 理解电流强度、电流密度的概念。2. 理解欧姆定律的微分形式，电动势概念。3. 掌握一段含源电路的欧姆定律。第十章 稳恒磁场 （8学时）101 磁的基本现象、磁场；102 磁感应强度；103 磁通量，磁场中的高斯定理；104 毕奥萨伐尔定律及其应用；105 安培环路定律及其应用；106

19、磁场对载流导线的作用力安培力、电流单位“安培的定义”；107 磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力、*霍尔效应；108 磁介质磁化强度矢量；109 磁场强度、磁介质中安培环路定理；*1010 铁磁质。基本要求:1. 掌握磁感应强度的概念和毕萨定律，能用该定律及叠加原理计算简单典型载流导线周围或对称轴上的磁感应强度。2. 掌握安培环路定律，并能计算简单几何形状载流导体磁场中任一点的磁感应强度。3. 掌握安培力和洛伦兹力公式，并能简单的计算。4. 理解磁矩的概念，并计算载流平面线圈在均强磁场中所受的磁力矩。5. 了解磁化现象及其微观机理和铁磁质。6. 理解磁介质中的安培环路定律。会做一般计算。7. 了解

20、H和B之间的关系。第十一章 电磁感应 （6学时）111 电磁感应基本现象；112 法拉第电磁感应定律；113 判断感应电流方向楞茨定律；114 动生电动势和感生电动势；115 自感和互感；116 磁场能量。基本要求:1. 理解电动势的概念。掌握法拉第电磁感应定律，了解定律中“”号的物理意义。2. 理解动生电动势和感生电动势的概念和规律，能分析和计算有关的简单问题。3. 了解涡旋电场的概念以及它与静电场的区别。4. 自感和互感系数的定义及其物理意义，能计算简单载流电路的自感和互感系数。5. 理解磁能密度的概念，并能计算一些简单的对称情况下磁场空间所贮存的磁能。第十二章 电磁场理论及电磁波基础 (

21、3学时)121 位移电流；122 麦克斯韦电磁场积分方程；123 电磁波产生及其性质；基本要求:1. 理解位移电流、位移电流密度的概念。2. 了解麦克斯韦积分方程组的物理意义。3. 了解电磁波的产生条件及其性质。第十三章 振动学基础 (6学时)131 简谐振动；132 谐振动与振幅旋转矢量；133 谐振动的能量；134 谐振动实例；135 *阻尼振动，受迫振动、共振；136 两个同方向、同频率谐振动的合成、拍；137 *两个相互垂直、同频率谐振动的合成。基本要求:1. 掌握简谐振动的基本特征量，对简单振动系统能建立振动的微分方程，并求出振动频率。2. 掌握振幅旋转矢量法，能用图示法表示谐振动的

22、xt,vt,at的曲线。3. 能掌握谐振动的初始条件，利用旋转矢量图定出初相。4. 能比较同一谐振动在不同时刻的位相差。5. 掌握同方向，同频率谐振动的合成振动规律，以及合振幅极大和极小的条件。6. 了解阻尼振动，受迫振动、共振，了解拍和相互垂直振动的合成。第十四章 机械波 （6学时）141 机械波的产生和传播；142 平面余弦波方程和特征量；143 弦的波动动力学方程；144 *波的能量，能流密度；145 惠更斯原理；146 波的叠加原理、波的干涉；147 驻波；148 *多普勒效应。基本要求:1. 理解机械波产生的条件，能根据已知质点的谐振动方程建立平面余弦波的波动方程，并掌握其物理意义及

23、波形图线。2. 掌握平面余弦波的特征量物理意义及其相互关系。3. 理解波的能量传播特征及能流、能流密度等概念。4. 理解惠更斯原理和波的叠加原理。5. 掌握波的相干条件，能应用位相差或波程差概念分析和确定相干波叠加振幅加强和减弱的条件。6. 了解驻波形成的条件，驻波和行波的区别，能确定波腹和波节的位置。7. 了解多普勒效应及其产生的原因。第十五章 光的干涉 （5学时）151 杨氏双缝干涉实验；152 菲涅耳双棱镜和洛埃镜实验；153 光程和光程差；154 薄膜干涉；155 劈尖干涉、牛顿环；156 迈克尔逊干涉仪。基本要求:1. 理解获得相干光的方法，能分析、确定杨氏双缝干涉条纹、劈尖干涉、牛

24、顿环干涉条纹的位置。2. 掌握光程概念，光程差和位相差的关系。3. 了解洛埃镜实验中产生半波损失的条件。4. 了解迈克尔逊干涉仪的工作原理及其应用。第十六章 光的衍射 （4学时）16 光的衍射及其惠更斯菲涅尔原理；16 夫琅和费单缝衍射；16 衍射光栅；16 衍射光栅光强分析图样；16 光栅光谱；16光学仪器的分辨本领；16射线的衍射。基本要求:了解惠更斯菲涅耳原理。掌握单缝夫琅和费衍射条纹分布的规律。掌握光栅衍射强度公式，会分析光栅衍射条纹和光栅常数及波长对光栅衍射条纹影响。了解光栅光谱的特点及其在科学技术和生产中的应用。了解光学仪器的分辨本领和射线的衍射。第十七章 光的偏振（3学时）17自

25、然光和偏振光；17反射和折射时的偏振；17起偏与检偏，马吕斯定律；17光的双折射现象及其解释；17波片，椭圆偏振和圆偏振光；17偏振光的干涉；17自然光与各种偏振光的鉴别法。基本要求:1. 了解自然光和线偏振光，理解布儒斯特定律及马吕斯定律。2. 了解双折射现象；理解偏振光的获得方法和检验方法。3. 了解波偏振光的干涉，了解偏振光的应用。第十八章 狭义相对论基础 （6学时）181 经典相对性原理，伽利略变换；182 爱因斯坦相对性原理，洛仑兹变换；183 狭义相对论的时空观；184 相对论中速度变换法则；185 相对论的动力学基础。 基本要求:1. 了解经典相对性原理与爱因斯坦狭义相对论的相对

26、性原理。2. 理解爱因斯坦狭义相对论的两条基本假设。3. 理解洛伦兹坐标变换，能用该变换分析、计算在不同关系中一维运动的坐标、时间的变换。理解同时性的相对概念，会计算长度收缩和时间膨胀的简单问题。4. 了解相对论中质量和速度的关系，质量和能量的关系。第十九章 物质的波粒二象性 （5学时） 191 光电效应192 康普顿效应193 物质的波粒二象性、电子衍射194 波函数195 不确定关系基本要求:1. 从量子物理发展历史的角度介绍普朗克量子论及普朗克常数h的物理意义。2. 理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦理论对这两个效应的解释。了解爱因斯坦光子理论在物理学发展中的地位。理解光的波

27、粒二象性。3. 了解德布罗意的物质波假设及电子衍射实验。理解实物粒子的波粒二象性。4. 掌握描述物质波动性的物理量（波长、频率）和微粒性的物理量（动量、能量）之间的关系。5. 了解波函数的物理意义，了解不确定关系。第二十章 原子的量子理论基础 （6学时）201 氢原子光谱202 玻尔氢原子理论203 薛定谔波动方程204 一维势阱中粒子的薛定谔方程解*205 三维势阱中粒子的薛定谔方程解206 氢原子207 电子自旋第四个量子数*208 激光基本要求:1. 理解氢原子光谱的实验规律。2. 了解在氢原子光谱中经典物理学遇到困难，理解波尔量子化假设。3. 了解薛定谔方程及一维无限深势阱的解。4.

28、了解能量量子化，角动量量子化，空间量子化。5. 了解斯特恩盖拉赫试验及电子自旋。6. 了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。7. 了解激光的产生及工作原理及其特性。*第二十一章 固体能带理论基础 211 晶体结合键212 自由原子能级，晶体中的能带213 能带内的能级中电子分布，费米能级214 本征半导体和杂质半导体基本要求:1. 了解固体能带的形成，并用能带观点区分导体、半导体和绝缘体。2. 了解本征半导体和杂质半导体。说明课程要求分为三级:1. 掌握属最高要求，对这些内容（包括定义、定理、定律的内容及推导、适用条件等），学生应透彻地弄清楚，并能熟练地计算和应用。2. 理解属一般要求，对这

29、些内容（包括定义、定理、定律的内容及适用条件）学生应弄清楚，一般不要求推导，但能用以分析、计算有关的简单问题。3. 了解属要求较低内容，对这些内容只要求学生知道有关的物理量，某些现象及其解释，或某些重要实验及它们所标明的某些规律性等。4. 本大纲中有*号内容可以选讲。三、教学重点与难点第一章教学重点：位置矢量、位移、速度、加速度，直线和平面曲线运动，切向加速度，法向加速度。第一章教学难点：切向加速度，法向加速度。第二章教学重点：牛顿运动定律，力和物体受力分析，牛顿运动定律的应用。第二章教学难点：牛顿运动定律的应用。第三章教学重点：动量定理，冲量、动量，质点系统的动量守恒，动能定理，机械能守恒定律。第三章教学难点：质点系统的动量守恒，机械能守恒定律。第四章教学重点：力矩、转动定律、转动惯量，刚体定轴转动动能定理，角动量，刚体绕定轴转动的角动量守恒定律。第四章教学难点：转动定律、转动惯量，角动量守恒定律。第五章教学重点：功、热量、内能，热力学第一定律，卡诺循环，热力学第二定律。第五章教学难点：内能，热力学第一定律，卡诺循环。第六章教学重点：理想气体的微观模型，理想气体压强、温度的微观实质，均分定理、理想气体的内能，麦克斯韦分子速率分布定律。第六章教学难点：麦克斯韦分子