《大學(xué)物理B》教學(xué)大綱

1、大學(xué)物理B»教學(xué)大綱課程名稱：中文名稱：大學(xué)物理B;英文名稱：College Physics.B學(xué) 分 ： 3+2 學(xué)分理論學(xué)時 : 90 學(xué)時一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)大學(xué)物理是高等院校非物理類理工科本科各專業(yè)的一門十分重要的必修基礎(chǔ)課。 大學(xué)物理課程所包含的內(nèi)容是高級應(yīng)用型人才應(yīng)具備的基本知識。本課程的主要任務(wù)是：1、使學(xué)生理解物理學(xué)的基本規(guī)律，了解物理學(xué)基本理論在生產(chǎn)技術(shù)中的重要應(yīng)用。2、使學(xué)生在思維能力方面受到一定的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力和自學(xué)能力，使學(xué)生畢業(yè)后在實際工作中有一定的適應(yīng)能力。3、為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識和參加工程實踐打下必要的物理基礎(chǔ)。4、培養(yǎng)學(xué)生實

2、事求是的科學(xué)態(tài)度和辯證唯物主義的世界觀。第一篇 力學(xué) 共 12 學(xué)時 （含習(xí)題討論課 2 學(xué)時 ）第一章 運動學(xué)（ 2 學(xué)時）第一節(jié) 質(zhì)點運動的描述一、參考系 質(zhì)點；二、位置矢量運動方程位移；三、速度；四、加速度。第二節(jié)加速度為恒矢量時的質(zhì)點運動一、速度為恒矢量時質(zhì)點的運動方程；二、斜拋運動。第三節(jié)圓周運動一、平面極坐標；二、圓周運動的角速度；三、圓周運動的切向加速度和法向加速度角加速度；四、勻速率圓周運動和勻變速率圓周運動。第四節(jié) 相對運動一、時間與空間；二、相對運動。第二章 牛頓定律（ 2 學(xué)時）第一節(jié) 牛頓定律一、牛頓第一定律；二、牛頓第二定律；三、牛頓第三定律。第二節(jié)物理量的單位和量綱

3、第三節(jié)幾種常見的力一、萬有引力；二、彈性力；三、摩擦力。第四節(jié)慣性參考系力學(xué)相對性原理一、慣性參考系；二、力學(xué)相對性原理；三、牛頓定律的應(yīng)用舉例。第五節(jié)非慣性系慣性力 *第三章 動量守恒定律和能量守恒定律（ 3 學(xué)時）第一節(jié)質(zhì)點和質(zhì)點系的動量定理一、沖量質(zhì)點的動量定理；二、質(zhì)點系的動量定理。第二節(jié)動量守恒定律第三節(jié)系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量移動問題*第四節(jié)動能定理一、功；二、質(zhì)點的動能定理。第五節(jié)保守力與非保守力勢能一、萬有引力、重力、彈性力作功的特點；二、保守力與非保守力 保守力作功的數(shù)學(xué)表達式；三、勢能；四、勢能曲線 。第六節(jié) 功能原理機械能守恒定律一、質(zhì)點系的動能定理；二、質(zhì)點系的功能原理；三、機械能守

4、恒定律；四、宇宙速度。第七節(jié) 完全彈性碰撞完全非彈性碰撞第八節(jié)能量守恒定律第九節(jié)質(zhì)心質(zhì)心運動定律 *一、質(zhì)心；二、質(zhì)心運動定律。第四章 剛體的轉(zhuǎn)動第一節(jié)剛體的定軸轉(zhuǎn)動一、剛體定軸轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度；二、勻變速轉(zhuǎn)動公式；三、角量與線量的關(guān)系。第二節(jié)力矩轉(zhuǎn)動定律轉(zhuǎn)動慣量一、力矩；二、轉(zhuǎn)動定律；三、轉(zhuǎn)動慣量；四、平行軸定理。第三節(jié) 角動量 角動量守恒定律一、點的角動量定理和角動量守恒定律；二、剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理和角動量守恒定律。第四節(jié) 力矩作功 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理*一、力矩作功；二、力矩的功率；三、轉(zhuǎn)動動能；四、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理。第五節(jié)剛體的平面平行運動*第六節(jié)經(jīng)典力學(xué)的成就

5、和局限性一、經(jīng)典力學(xué)只適用于處理物體的低速運動問題，而不能用于處理高速運動問題；二、確定性與隨機性；三、能量的連續(xù)性與能量量子化第二篇 熱學(xué) 共 10 學(xué)時 （含習(xí)題討論課 2 學(xué)時 ）第五章 氣體動理論第一節(jié) 物質(zhì)的微觀模型統(tǒng)計規(guī)律性一、分子的數(shù)密度和線度；二、分子力；三、分子熱運動的無序性及統(tǒng)計規(guī)律性。第二節(jié)理想氣體的壓強公式一、理想氣體的微觀模型；二、理想氣體的壓強公式。第三節(jié)理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關(guān)系第四節(jié)能量均分定理理想氣體內(nèi)能一、自由度；二、能量均分定理；三、理想氣體的內(nèi)能和摩爾熱容。第五節(jié)麥克斯韋氣體分子速率分布律一、測定氣體分子速率分布的實驗；二、麥克斯韋氣體分子速

6、率分布律；三、三種統(tǒng)計速率。第六節(jié)玻耳茲曼能量分布律等溫氣壓公式*一、玻耳茲曼能量分布律；二、重力場中等溫氣壓公式。第七節(jié)分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程第八節(jié)氣體的遷移現(xiàn)象*一、粘滯現(xiàn)象；二、熱傳導(dǎo)現(xiàn)象；三、擴散現(xiàn)象；四、三種遷移系數(shù)。第九節(jié)實際氣體的范德瓦耳斯方程*第 十 節(jié)熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義一、熵與無序；二、無序度與微觀狀態(tài)數(shù)；三、熵與熱力學(xué)概率玻耳茲曼關(guān)系式。第六章 熱力學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 氣體物態(tài)參量平衡態(tài) 理想氣體物態(tài)方程3 學(xué)時）4 學(xué)時）4 學(xué)時）一、氣體的物態(tài)參量；二、P、 V 、 T 的單位；三、平衡態(tài)；四、理想氣體的物態(tài)方程。第二節(jié) 準靜態(tài)過程功 熱量一、準靜態(tài)過程；二、功；

7、三、熱量。第三節(jié) 內(nèi)能 熱力學(xué)第一定律一、內(nèi)能；二、熱力學(xué)第一定律。第四節(jié) 理想氣體的等體過程和等壓過程摩爾熱容一、等體過程定體摩爾熱容；二、等壓過程定壓摩爾熱容；三、比熱容。第五節(jié)理想氣體的等溫過程和絕熱過程一、等溫過程、二、絕熱過程；三、絕熱線和等溫線；四、多方過程* 。第六節(jié)循環(huán)過程卡諾循環(huán)一、循環(huán)過程；二、熱機和致冷機；三、卡諾循環(huán)。第 七 節(jié)熱力學(xué)第二定律的表述 卡諾定理一、熱力學(xué)第二定律的兩種表述；二、可逆過程與不可逆過程；三、卡諾定理；四、能量品質(zhì)。第八節(jié)熵熵增加原理一、熵；二、熵變的計算；三、熵增加原理；四、熵增加原理與熱力學(xué)第二定律。第三篇 振動和波 共 10 學(xué)時 （含習(xí)題

8、討論課2 學(xué)時 ）第七章 機械振動 （ 4 學(xué)時）第一節(jié)簡諧運動第二節(jié)簡諧運動中的振幅周期 頻率和相位一、振幅；二、周期；三、相位；四、常數(shù)A 和 的確定。第三節(jié)旋轉(zhuǎn)矢量第四節(jié)單擺和復(fù)擺一、單擺；二、復(fù)擺；三、大角度擺*第五節(jié)簡諧運動的能量第六節(jié)簡諧運動的合成一、兩個同方向同頻率簡諧運動的合成；二、多個同方向同頻率簡諧運動的合成；三、兩個相互垂直的同頻率簡諧運動的合成；四、兩個相互垂直的不同頻率簡諧運動的合成* 。第七節(jié) 阻尼振動 受迫振動共振 *一、阻尼振動；二、受迫振動；三、共振。第八章 機械波（ 4 學(xué)時）第一節(jié) 機械波的幾個概念一、機械波的形成；二、橫波與縱波；三、波長波的周期和頻率波

9、速；四、波線波面 波前第二節(jié)平面簡諧波的波函數(shù)一、平面簡諧波的波函數(shù)；二、波函數(shù)的物理含義；三、波動微分方程* 。第三節(jié)波的能量一、波動能量的傳播；二、能流和能流密度。第四節(jié)惠更斯原理波的衍射、反射和折射一、惠更斯原理；二、波的衍射；三、波的反射和折射。第五節(jié)波的干涉一、波的疊加原理；二、波的干涉。第六節(jié)駐波一、駐波的產(chǎn)生；二、駐波方程；三、相位躍變；四、駐波的能量；五、振動的簡正模式。第七節(jié)聲波超聲波 次聲波一、聲波；二、超聲波* ；三、次聲波* 。第八節(jié) 多普勒效應(yīng)一、波源不動，觀察者相對介質(zhì)以速度0 運動；二、觀察者不動，波源相對介質(zhì)以速度0 運動；三、波源與觀察者同時相對介質(zhì)運動。第四

10、篇 光學(xué) 共 14 學(xué)時（含習(xí)題討論課2 學(xué)時 ）第九章 幾何光學(xué)（ 4 學(xué)時）第一節(jié)幾何光學(xué)基本定律第二節(jié)光在平面上的反射和折射第三節(jié)光在球面上的反射和折射第四節(jié)薄透鏡第五節(jié)顯微鏡、望遠鏡、照相機*第十章 波動光學(xué)（ 8 學(xué)時）第一節(jié)相干光第二節(jié)楊氏雙縫干涉實驗雙鏡 勞埃德鏡一、楊氏雙縫干涉實驗；二、楊氏雙縫干涉的光強分布* ；三、縫寬對干涉條紋的影響空間相干性 * ；四、雙鏡；五、勞埃德鏡。第三節(jié)光程薄膜干涉一、光程；二、透鏡不引起附加的光程差；三、薄膜干涉；四、等傾干涉。第四節(jié)劈尖牛頓環(huán)一、劈尖；二、牛頓環(huán)。第五節(jié) 邁克耳孫干涉儀 時間相干性*一、邁克耳孫干涉儀；二、時間相干性。第六節(jié)光

11、的衍射一、光的衍射現(xiàn)象；二、惠更斯-菲涅耳原理；三、菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射。第七節(jié)單縫衍射第八節(jié)圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨率第九節(jié)衍射光柵一、光柵；二、光柵衍射條紋的形成；三、衍射光譜。第十節(jié)X 射線的衍射*第十一節(jié)全息照相簡介*第十二節(jié)光的偏振性馬呂斯定律一、自然光偏振光；二、偏振片 起偏與檢偏；三、馬呂斯定律。第十三節(jié)反射光和折射光的偏振第十四節(jié)雙折射偏振棱鏡 *一、 折 射的尋常光和非常光；二、尼科耳棱鏡；三、惠更斯原理對雙折射現(xiàn)象的解釋；四、 1/4 波片和半波片；五、人為雙折射現(xiàn)象。第十五節(jié)旋光現(xiàn)象 *第十六節(jié)偏振光的干涉*一、橢圓偏振光和圓偏振光；二、偏振光的干涉。第十七節(jié)非線性光學(xué)

12、現(xiàn)象*一、倍頻現(xiàn)象；二、混頻現(xiàn)象；三、自聚焦現(xiàn)象。第五篇 電磁學(xué) 共 30 學(xué)時（含習(xí)題討論課4 學(xué)時 ）第十一章 靜電場（ 8 學(xué)時）第一節(jié)電荷的量子化電荷守恒定律一、電荷的量子化；二、電荷守恒定律第二節(jié)庫侖定律第三節(jié)電場強度一、靜電場；2 、電場強度；三、點電荷電場強度；四、電場強度疊加原理；五、電偶極子的電場強度。第四節(jié) 電場強度通量 高斯定理一、電場線；二、電場強度通量；三、高斯定理；四、高斯定理應(yīng)用舉例。第五節(jié) 密立根測定電子電荷的實驗*第六節(jié)靜電場的環(huán)路定理電勢能一、靜電場力所作的功；二、靜電場的環(huán)路定理；三、電勢能。第七節(jié)電勢一、電勢；二、點電荷電場的電勢；三、電勢的疊加原理。第

13、八節(jié)電場強度與電勢梯度一、等勢面；二、電場強度與電勢梯度第九節(jié)靜電場中的電偶極子一、外電場對電偶極子的力矩和取向作用；二、電偶極子在電場中的電勢能和平衡位置。第十二章靜電場中的導(dǎo)體與電介質(zhì)（ 4 學(xué)時）第一節(jié) 靜電場中的導(dǎo)體一、靜電感應(yīng)靜電平衡條件；二、靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布；三、靜電屏蔽。第二節(jié)電容電容器一、孤立導(dǎo)體的電容；二、電容器；三、電容器的并聯(lián)和串聯(lián)。第三節(jié)靜電場中的電介質(zhì)一、電介質(zhì)對電容的影響 相對電容率；二、電介質(zhì)的極化 * ；三、電極化強度 * ；四、電介質(zhì)中的電場強度極化電荷與自由電荷的關(guān)系 * 。第四節(jié) 電位移 有電介質(zhì)時的高斯定理第五節(jié) 靜電場的能量 能量密度一、電容

14、器的電能；二、靜電場的能量 能量密度。第六節(jié) 靜電的應(yīng)用 *一、范德格拉夫靜電起電機；二、靜電除塵；三、靜電分離第七節(jié) 電場的邊界條件* 。第八節(jié) 壓電效應(yīng)鐵電體 駐極體 *一、壓電效應(yīng)；二、鐵電體；三、駐極體。第十三章 穩(wěn)恒電流（ 2 學(xué)時）第一節(jié) 電流 電流密度一、電流；二、電流密度；三、電流的連續(xù)性方程恒定電流條件* 。第二節(jié) 電阻率 歐姆定律的微分形式一、電阻率；二、超導(dǎo)體；三、歐姆定律的微分形式。第三節(jié) 電源 電動勢第四節(jié)全電路歐姆定律第五節(jié)基爾霍夫定律*一、基爾霍夫第一定律；二、基爾霍夫第二定律。第六節(jié) 電容器的充放電*一、電容的充電；二、電容的放電。第十四章穩(wěn)恒磁場（ 8 學(xué)時）

15、第一節(jié) 磁場 磁感強度第二節(jié) 畢奧 一 薩伐爾定律一、畢奧 一 薩伐爾定律；二、畢奧一 薩伐爾定律應(yīng)用舉例；三、磁偶極矩；四、運動電荷的磁場。第三節(jié) 磁通量 磁場的高斯定理一、磁感線；二、磁通量磁場的高斯定理。第四節(jié)安培環(huán)路定理一、安培環(huán)路定理；二、安培環(huán)路定理的應(yīng)用舉例。第五節(jié)帶電粒子在電場和磁場中的運動一、帶電粒子在電場和磁場中所受的力；二、帶電粒子在磁場中運動舉例；三、帶電粒子在電場和磁場中運動舉例。第六節(jié)載流導(dǎo)線在磁場中所受的力一、安培力；二、電流的單位兩無限長平行載流直導(dǎo)線間的相互作用。第七節(jié)磁場對載流線圈的作用一、磁場作用于載流線圈的磁力矩；二、磁電式電流計原理。第十五章磁場中的磁

16、介質(zhì)（ 2 學(xué)時）第一節(jié) 磁介質(zhì) 磁化強度一、磁介質(zhì)；二、磁化強度* 。第二節(jié) 磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理磁場強度第三節(jié) 鐵磁質(zhì) *一、磁疇；二、磁化曲線；三、磁化回線；四、鐵磁性材料；五、磁屏蔽。第十六章 電磁感應(yīng) 電磁場（ 4 學(xué)時）第一節(jié)電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象；二、電磁感應(yīng)定律；三、楞次定律。第二節(jié)動生電動勢和感生電動勢一、動生電動勢；二、感生電動勢；三、電子感應(yīng)加速* ；四、渦電流。第三節(jié)自感和互感一、自感電動勢 自感；二、互感電動勢互感。第四節(jié)RL 電路 *第五節(jié)磁場的能量磁場能量密度第六節(jié)位移電流 電磁場基本方程的積分形式一、位移電流全電流安培環(huán)路定理；二、電磁場麥克斯韋電磁場方

17、程的積分形式。第十七章 電磁振蕩和電磁波（ 2 學(xué)時）第一節(jié) 電磁振蕩一、振蕩電路無阻尼自由電磁振蕩；二、無阻尼電磁振蕩的振蕩方程；三、無阻尼自由電磁振蕩的能量。第二節(jié) 電磁波一、電磁波的產(chǎn)生與傳播；二、電磁波的特性；三、電磁波的能量；四、電磁波譜；五、從麥克斯韋電磁場方程導(dǎo)出平面電磁波的波動微分方程* 。第六篇 近代物理 共 10 學(xué)時（含習(xí)題討論課2 學(xué)時 ）第十八章 狹義相對論基礎(chǔ)2 學(xué)時）第一節(jié) 伽利略變換式牛頓的絕對時空觀一、伽利略變換式 經(jīng)典力學(xué)的相對性原理；二、經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀。第二節(jié)邁克耳孫-莫雷實驗第三節(jié)狹義相對論的基本原理洛倫茲變換式一、狹義相對論的基本原理；二、洛倫茲

18、變換式；三、洛倫茲速度變換式。第四節(jié)狹義相對論的時空觀一、同時的相對性；二、長度的收縮；三、時間的延緩；四、關(guān)于時間延緩和長度收縮的實驗證明 * 。第五節(jié)光的多普勒效應(yīng)*第六節(jié)相對論性動量和能量一、動量與速度的關(guān)系；二、狹義相對論力學(xué)的基本方程；三、質(zhì)量與能量的關(guān)系；四、質(zhì)能公式在原子核裂變和聚變中的應(yīng)用；五、動量與能量的關(guān)系。第七節(jié) 廣義相對論簡介*一、廣義相對論的等效原理；二、廣義相對論時空特性的幾個例子。第十九章 量子物理 （ 6 學(xué)時）第一節(jié) 黑體輻射 普朗克能假設(shè)一、黑體黑體輻射；二、斯特藩 -玻耳茲曼定律維恩位移定律；三、黑體輻射的瑞利一金斯公式 經(jīng)典物理的困難；四、普朗克假設(shè)普朗

19、克黑體輻射公式。第二節(jié) 光電效應(yīng) 光的波粒二象性一、光電效應(yīng)實驗的規(guī)律；二、光子 愛因斯坦方程；三、光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用；四、光的波粒二象性。第三節(jié)康普頓效應(yīng)第四節(jié)氫原子的玻爾理論*一、氫原子光譜的規(guī)律性；二、盧瑟福的原子有核模型；三、氫原子的玻爾理論；四、氫原子玻爾理論的困難。第五節(jié)弗蘭克-赫茲實驗第六節(jié) 德布羅意波 實物粒子的二象性一、德布羅意假設(shè)；二、德布羅意波的實驗證明；三、應(yīng)用舉例；四、德布羅意波的統(tǒng)計解釋。第七節(jié)不確定關(guān)系第八節(jié)量子力學(xué)簡介一、波函數(shù) 概率密度；二、薛定諤方程；三、一維勢阱問題；四、對應(yīng)原理* ；五、一維方勢壘 隧道效應(yīng)。第九節(jié) 氫原子的量子理論簡介一、氫原子

20、的薛定諤方程；二、三個量子數(shù)；三、氫原子在基態(tài)時的徑向波函數(shù)和電子的分布概率。第十節(jié) 多電子原子中的電子分布*一、電子自旋自旋磁量子數(shù)；二、多電子原子中的電子分布。第十一節(jié)激光 *一、自發(fā)輻射受激輻射；二、激光原理；三、激光器；四、激光的特性和應(yīng)用。第十二節(jié)半導(dǎo)體 *一、固體的能帶；二、本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體；三、 pn 結(jié)；四、超導(dǎo)的應(yīng)用前景。4 學(xué)時）第二十章 根據(jù)各不同專業(yè)增加的相關(guān)內(nèi)容和專題講座根據(jù)各不同專業(yè)需要選擇相關(guān)內(nèi)容：如半導(dǎo)體、激光、原子核物理、粒子物理、分子與固體、 紅外技術(shù)、超導(dǎo)電、非線性物理、混沌、核磁共振、天體物理與宇宙學(xué)、物理學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用等。三、教學(xué)基本要求課堂教

21、學(xué)力求使學(xué)生弄清基本概念，熟練掌握基本內(nèi)容。在了解基本概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合各專 業(yè)特點，理論聯(lián)系實際，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析問題和解決問題的能力。教學(xué)方法上應(yīng)貫徹少而精、啟 發(fā)式和形象化等原則，通過幻燈、錄像、課堂演示、動畫、多種媒體及課外參加演示實驗等各種途 徑加深學(xué)生的印象，提高教學(xué)效果。授課教師除應(yīng)吃透教材內(nèi)容外，還應(yīng)廣泛閱讀有關(guān)參考材料， 注意本學(xué)科的發(fā)展，增加教材中沒有的幾何光學(xué)內(nèi)容，并適當介紹一些重要的新進展。詳細教學(xué)基本要求見教育部非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求。四、大綱說明1、本課程為獨立開設(shè)的必修基礎(chǔ)課程 ，共90學(xué)時(少于教育部非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課 程教學(xué)基本要求126學(xué)時)。按上、下兩個學(xué)期安排(一年級下學(xué)期和二年級上學(xué)期 )。其中，上學(xué) 期為54學(xué)時，講授力學(xué)、熱學(xué)、振動和波、光學(xué)前四篇， 3學(xué)分；下學(xué)期為36學(xué)時，講授后兩篇 電磁學(xué)和近代物理，2