《大學物理》教學大綱

1、大學物理教學大綱（四年制本科. 試行）課程編號：02010601 課程性質(zhì)：專業(yè)必修課適用專業(yè)：化學開設(shè)學期：第二學期考核方式：閉卷筆試一、課程教學目的與任務(wù)物理學是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學科，它的研究對象包括小到基本粒子，大到天體宇宙的整個物質(zhì)世界。物理學是眾多交叉學科的理論基礎(chǔ)，也構(gòu)成所有自然科學的理論基礎(chǔ)。應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門。學習物理學的目的是使學生掌握自然界已成熟的自然規(guī)律；從其發(fā)展過程，學習物理學分析問題的方法和科學態(tài)度；繼而學會在學習和工作中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、思考問題和解決問題的能力；通過對物理實質(zhì)的探討及實驗手段，培養(yǎng)學生解決新問題的創(chuàng)新精神，不斷提高學生的科學素質(zhì)

2、和科學思維方法及科學研究能力。二、與各課程的聯(lián)系先修課程： 高等數(shù)學四、教學時數(shù)及分配總學時 90 其中講授 75 實驗 12 習題3 學時分配章 節(jié) 標 題學時分配講授實驗習題測試第1章質(zhì)點的運動43第2章牛頓運動方程3第3章運動的守恒定律6第4章剛體運動5第5章狹義相對論2第6章氣體動理論5第7章熱力學5第8章真空中的靜電場6第9章導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場4第10章恒定電流和恒定電場4第11章真空中的恒定磁場6第12章磁介質(zhì)中的磁場4第13章電磁感應(yīng)和暫態(tài)過程4第14章麥克斯韋方程組 電磁場理論4第15章機械振動和電磁振蕩4第16章 機械波與電磁波3第17章波動光學4第18章量子力學初步2合

3、計7515四、講授內(nèi)容與要求：（分章節(jié)）本大綱根據(jù)教育部理科化學教學指導(dǎo)委員會“理科應(yīng)用化學專業(yè)化學教學基本內(nèi)容”，以四年制本科人才培養(yǎng)規(guī)格為目標，按照大學物理學科的理論知識體系，提出了具體的教學要求。質(zhì)點的運動 （4學時）【教學要求】掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度等描述質(zhì)點運動狀態(tài)的物理量。能借助于直角坐標系計算質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的速度、加速度。能計算質(zhì)點作園周運動時的角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度。理解運動的相對性?！窘虒W內(nèi)容】1、質(zhì)點運動規(guī)律的描述。2、運動方程和運動量間的關(guān)系。牛頓運動方程（3學時）【教學要求】掌握牛頓三定律及適用條

4、件，掌握運用微積分方法求解一維變力作用下質(zhì)點的動力學問題?！窘虒W內(nèi)容】1、牛頓運動定律。2、牛頓運動定律應(yīng)用舉例。運動的守恒定律（6學時）【教學要求】掌握力的作功的概念，計算變力的功；掌握保守力做功的特點及勢能的概念，計算重力、彈性力、萬有引力的功及系統(tǒng)的勢能；掌握力的時間積累量 動量的概念，理解平面內(nèi)運動質(zhì)點的角動量和角動量守恒定律。掌握質(zhì)點的動量守恒、機械能守恒定律。掌握完全彈性碰撞和非完全彈性碰撞的基本概念、碰撞問題的實際應(yīng)用?！窘虒W內(nèi)容】1、三大守恒定律。2、動量、角動量及其守恒定律。剛體運動（5學時）【教學要求】理解剛體運動的一般特點，掌握對定軸轉(zhuǎn)動的分析方法；掌握剛體所受力矩的概念

5、；了解轉(zhuǎn)動慣量的概念；理解剛體定軸轉(zhuǎn)動定律，定軸轉(zhuǎn)動的動能定理；定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒定律?！窘虒W內(nèi)容】1、剛體運動，定軸轉(zhuǎn)動規(guī)律，定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒定律2、轉(zhuǎn)動規(guī)律的分析和計算。狹義相對論（2學時）【教學要求】了解狹義相對論的兩個基本假設(shè)；了解狹義相對論的數(shù)學基礎(chǔ)（洛侖茲變換）；理解狹義相對論中高速運動物體的運動學及動力學基本內(nèi)容；了解狹義相對論新的時空觀即同時的相對性，長度收縮和時間膨脹的概念，以及與經(jīng)典相對論的差異。理解質(zhì)速，質(zhì)能關(guān)系?！窘虒W內(nèi)容】1、狹義相對性、長度收縮和時間膨脹。狹義相對論中高速運動物體的運動學及動力學基本內(nèi)容。2、用相對論的時空觀分析、計算有關(guān)的簡單問題。氣體動理論

6、（5學時）【教學要求】了解氣體分子熱運動圖象，理解理想氣體的壓強公式，溫度公式，從微觀統(tǒng)計意義上去理解壓強、溫度、內(nèi)能宏觀量的微觀意義以及理解其分析方法。了解麥克斯韋速度分布律，分布函數(shù)，分布曲線的物理意義，了解用統(tǒng)計方法計算氣體分子熱運動的算術(shù)平均速率，方均根速率和最可幾速率；了解玻耳茲曼能量分布律；了解大量氣體分子的平均能量分布定律；了解氣體分子的平均碰撞頻率及平均自由程概念。【教學內(nèi)容】1、氣體分子熱運動，壓強、溫度、內(nèi)能概念、麥克斯韋速度分布律。2、氣體分子的平均碰撞頻率及平均自由程概念。大量粒子系統(tǒng)分析的統(tǒng)計概念。熱力學（5學時）【教學要求】掌握熱力學系統(tǒng)功和熱量的概念及準靜態(tài)的概念

7、；掌握熱力學第一定律，并用其分析計算理想氣體的等容、等溫、等壓、絕熱及多方過程的功、熱量、內(nèi)能的變化量及各過程中的摩爾熱容。掌握熱力學第二定律及其統(tǒng)計意義，了解可逆和不可逆過程，可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)的概念；計算簡單的循環(huán)效率（特別是卡諾循環(huán)）；了解熵的概念及熵增加原理?！窘虒W內(nèi)容】1、熱力學第一定律，熱力學第二定律。可逆循環(huán)和不可逆循環(huán)2、理想氣體的等容、等溫、等壓、絕熱等過程的分析計算。真空中的靜電場（6學時）【教學要求】掌握靜電場的電場強度和電勢的概念，電場強度的疊加原理和電勢的疊加原理；掌握計算簡單問題中電場強度和電勢的方法；了解電場的規(guī)律：高斯定理和環(huán)路定理；理解用高斯定理計算電場強度

8、的條件和方法；了解電勢梯度的概念和電勢梯度與電場強度的關(guān)系；能計算電偶極子在均勻電場中所受的力和力矩；能分析點電荷在均勻電場中受力和運動?！窘虒W內(nèi)容】1、電場強度和電勢及其疊加原理、高斯定理和環(huán)路定理。2、電場強度和電勢的分析計算。導(dǎo)體和電介質(zhì)中的靜電場（4學時）【教學要求】理解導(dǎo)體靜電平衡的條件以及導(dǎo)體處于靜電平衡時的性質(zhì)。了解介質(zhì)的極化現(xiàn)象及其微觀解釋。了解各向同性介質(zhì)中D和E之間的關(guān)系和區(qū)別，理解介質(zhì)中的高斯定理。理解電容的概念及應(yīng)用條件，了解電場能量和電場能量密度的概念。能計算簡單對稱系統(tǒng)的電場能量?！窘虒W內(nèi)容】導(dǎo)體的靜電平衡、介質(zhì)的極化、電容、電場能量。介質(zhì)中的高斯定理。電容與電容器

9、的電容值。3、導(dǎo)體處于靜電平衡時的條件、性質(zhì)。恒定電流和恒定電場（4學時）【教學要求】了解歐姆定律和焦耳-楞次定律的微分形式及意義。熟練掌握基爾霍夫定律及其應(yīng)用?！窘虒W內(nèi)容】1、電流密度，電流連續(xù)性方程，電動勢，歐姆定律，焦耳-楞次定律2、基爾霍夫定律，連續(xù)性方程第十一章 真空中的恒定磁場（6學時）【教學要求】理解電流密度和電動勢的基本概念；掌握磁感應(yīng)強度的概念，理解畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律定律。理解穩(wěn)恒電流磁場的規(guī)律：磁場高斯定理和安培環(huán)路定理及其應(yīng)用條件和方法。理解安培定律，能計算簡單幾何形狀的載流導(dǎo)體和載流平面線圈在均勻磁場中或在無限長直載流導(dǎo)線產(chǎn)生的非均勻磁場中受的力和力矩。理解洛倫

10、茲力公式，了解磁力作功的計算方法?！窘虒W內(nèi)容】1、畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律、安培環(huán)路定理、磁場力、力矩及磁力的功。2、畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律計算簡單問題中的磁感應(yīng)強度。3、洛倫茲力公式及其應(yīng)用。第十二章 磁介質(zhì)中的磁場（6學時）【教學要求】了解順磁性和抗磁性物質(zhì)的磁性及其微觀解釋，了解鐵磁質(zhì)的特性，磁滯回線。了解在各向同性介質(zhì)中H和B之間的關(guān)系和區(qū)別。了解介質(zhì)中的安培環(huán)路定理。能計算簡單的有對稱性情況下的B、H、值【教學內(nèi)容】1、順磁性和抗磁性物質(zhì)的磁性及其微觀解釋，磁介質(zhì)的磁化、介質(zhì)中的安培環(huán)路定理。2、均勻磁化的B、H、M關(guān)系及表面磁化電流密度與磁化強度矢量間關(guān)系。第十三章 電磁感應(yīng)

11、和暫態(tài)過程（4學時）【教學要求】掌握法拉弟電磁感應(yīng)定律，理解動生電動勢和感生電動勢的本質(zhì)。掌握動生電動勢的計算方法和感生電動勢的計算方法。了解渦旋電場的概念。了解自感系數(shù)和互感系數(shù)的概念，能計算簡單問題中的自感系數(shù)和互感系數(shù)。了解磁場能量和磁場能量密度的概念，能計算簡單問題中的磁場能量?！窘虒W內(nèi)容】1、法拉弟電磁感應(yīng)定律，動生和感生電動勢。渦旋電場的概念。2、電動勢的計算方法。第十四章 麥克斯韋方程組 電磁場理論（4學時）【教學要求】了解位移電流的概念。了解麥克斯韋方程組積分形式及物理意義。了解電磁場的物質(zhì)性?！窘虒W內(nèi)容】1、位移電流、麥克斯韋方程組。2、電磁場的物質(zhì)性，電磁波譜。第十五章 機

12、械振動和電磁振蕩（3學時）【教學要求】掌握描述簡諧振動的特征量及各量之間的關(guān)系，掌握簡諧振動的運動學及動力學方程的基本特征，能建立一維簡諧振動的微分方程；掌握用解析法、圖形法及旋轉(zhuǎn)矢量法解物體簡諧振動運動狀態(tài)的方法。理解同方向，同頻率兩簡諧振動的合成規(guī)律。 【教學內(nèi)容】1、簡諧振動的特征、合成規(guī)律、能量轉(zhuǎn)換、2、波的基本概念，位相及位相差，簡諧振方程。第十六章 機械波與電磁波（4學時）【教學要求】1、理解平面簡諧波方程、波的相干條件及相干疊加規(guī)律。2、掌握建立平面簡諧波方程的方法、相干疊加振幅加或強減的條件。【教學內(nèi)容】機械波、平面簡諧波方程、波動方程。掌握描述機械波的特征量及各量之間的關(guān)系。

13、2、波的能量傳播特征，能流密度，惠更斯原理和波的疊加原理；波的相干、駐波與行波。3、3、多普勒效應(yīng)。電磁波。第十七章 波動光學 (4學時)【教學要求】掌握光程的概念及光程差與相位差之間的關(guān)系。能分析，確定揚氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚條紋的位置，了解麥克爾遜干涉儀的工作原理。了解惠更斯原理;菲涅爾原理。理解光柵方程，確定光柵衍射譜線的位置以及光柵常數(shù)及波長對其影響。理解自然光和線偏振光，理解馬呂斯定律和布儒斯特定律，計算起偏角。了解雙折射現(xiàn)象。了解線偏振的光獲得方法及檢驗方法?！窘虒W內(nèi)容】1、自然光與偏振光，干涉、衍射、偏振。馬呂斯定律和布儒斯特定律。2、雙縫、單縫、光柵暗條紋位置的分析計算、分波

14、帶法?；莞乖?菲涅爾原理。第十八章 量子力學初步（2學時）【教學要求】理解光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)。了解德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)及電子衍射實驗，了解微觀實物粒子的波粒二象性。了解薛定諤方程；了解氫原子光譜的實驗結(jié)果，玻爾理論的缺陷及量子力學方法對氫原子光譜的解釋。了解電子自旋，了解描述微觀粒子運動狀態(tài)的4個量子數(shù)及泡利不相容原理和原子電子殼層結(jié)構(gòu)?！窘虒W內(nèi)容】1、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、氫原子的量子理論。2、微觀粒子運動狀態(tài)的4個量子數(shù)，原子電子殼層結(jié)構(gòu)。實驗部分（12學時）1、碰撞實驗（2學時）2、用混合法測固體比熱容（2學時）3、靜電場的描繪（2學時）4、霍爾效應(yīng)（2學時）5、薄透鏡焦距的測定及

15、棱鏡折射率的測量（2學時）6、等厚干涉現(xiàn)象研究牛頓環(huán)（2學時） 五、教材與參考書目： 1、普通物理學（程守洙 江之永 主編）第五版 高等教育出版社 1998年2、物理學教程 馬文蔚，（上、下冊） 3、基礎(chǔ)物理學 陸果 （上、下冊）（執(zhí)筆：柳仕飛）時間一鍋米飯，放到第二天，水氣就會干一些；放到第三天，味道恐怕就有問題；第四天，我們幾乎可以發(fā)現(xiàn)，它已經(jīng)發(fā)餿；再放下去，恐怕就要發(fā)霉了。是什么原因，使那鍋米飯變餿變壞是時間?？墒?，在煙雨的江南，年輕的父母生下女兒，他們就在地窖里，埋下一缸缸米酒，十七、八年以后，女兒長大了，這些酒就成為嫁女兒、婚禮上的佳釀。它有一個美麗而惹人遐思的名字，叫女兒紅。是什么

16、使那些平凡的米，變成芬芳甘醇的酒也是時間。到底，時間是善良的，還是邪惡的魔術(shù)師呢？或許都不是，時間只是一個簡單的指數(shù)符號，它會把原來倍增而已。開始變壞的米飯，每一天都不斷變得更腐臭，而開始變醇的美酒，每一分鐘，都在繼續(xù)增加它的芬芳。在人世間，我們也曾經(jīng)看過天真的少年一旦開始墮落，便不免愈陷愈深，終于變得滿面風塵，面目可憎。但相反的，時間卻把溫和的笑痕，體諒的眼神，成熟的風采，智慧的神韻添加在那些追尋善良的人身上。同樣是煮熟的米，餿飯與美酒的差別在哪里呢？就在那一點點的酒曲。皆出父母，誰墮落如禽獸，而誰又能提升成完美的人呢？是內(nèi)心深處，緊緊環(huán)抱不放的，捉摸不透的欲望。與其問，時間將怎樣對待你我。

17、不如問，你我將如何對待時間。你就是一道風景生于世界上，存于宇宙間，你不比別人多，也不比別人少，同頂炎炎烈日，共沐皎皎月輝，心智不缺，心力不乏，只要你勇于展示自己的才華、個性及風采，那么，你就沒必要去仰視別人。你，就是一道風景！不要隱于云海峰巒之后，不必藏于青竹綠林之中，你就是巍巍山巒的一石，就是蒼蒼林莽中的一株。所以你沒必要敬畏名山大川，沒必要去贊嘆大漠孤煙，你的存在，其立身就在解釋世上所有的景致；你的存在，正注釋著時代的一種風情！不必去擁擠了，你就站在屬于自己的位置上，不斷地展示你內(nèi)心世界的豐富內(nèi)涵，給蒼白的四周以綺麗，給庸俗的日子以詩意，給沉悶的空氣以清新，每日拭亮一個太陽，用大自然的琴弦

18、，奏響自己喜愛的心曲。自然美具有不以人們意志為轉(zhuǎn)移的自然性，梅花自有梅花的風韻，紅杏自有紅杏的麗姿，如今認清自己往往比注視別人更為重要。沒必要一味褒揚別人貶低自己，應(yīng)該果敢地站起，與最佳景觀比肩，只要你不懈追求，相信你，不比別人差。真的，你行！翠竹之秀麗，青松之壯美，楊柳之瀟灑，蘭草之溫柔，自然賦予各異風情，都在各自的一片土地上展示生命的光輝。如今所需的不是自謙，而是自信。很久很久了，虛假的謙遜毀掉個性的展露，模仿、裝扮、整容，使人無法認清你的真面目，不知哪個是你自己，那情景似古代磚窯燒出的規(guī)格相同的陶俑。風景這邊獨好！妙在獨好。我們太忽視這個“獨”了。世上被人們公認的景點都是獨特的：埃及金字

19、塔，中國古長城；法國凱旋門，羅馬斗獸場世上被人贊譽的美景也別具風采：泰山日出，威尼斯水緘，熱帶雨林，撒哈拉大沙漠大凡能被我們記住的人多富有個性特征：阿Q的“快樂”，魯濱遜的堅毅，王熙風的笑里藏刀，奧賽羅嫉妒殺人讓個性伴你，站著該是一座山，倒下便是路基；完整時給人啟示，粉碎時使人警醒你不比別人多，也不比別人少，你不用注視人們的眸光便可知道，你在陽光下用身影發(fā)表宣言：你就是一道風景！大氣戈壁上的胡楊活著三百年不死，死了三百年不倒，倒了三百年不朽。飛沙走石中守住了生命的鮮活，孤苦凄然中昂起了信念的不屈。胡楊的勃然生機挺拔出了撼人的大氣。秋風中的竹子雖消瘦但不折腰，雖孤獨但不動搖，雖憂思但不哀鳴，任憑

20、寒夜苦雨蕭瑟，依然傲骨拔節(jié)凌空。竹子的沖天豪情正直出了高亢的大氣。池塘里的蓮花身陷污泥而不染，一身清白不自憐，縱使面對丑惡也不悲戚，昂首獨立更為清高。蓮花丹青難寫之精神頂立起風骨的大氣。大氣，便是沖破貧瘠和困苦之折磨即使有萬千磨難也要心揣夢想播撒愛意的生氣。嫩嫩的企盼不滅，目光便總是向前，重重的責任肩負，生長豐厚了癡迷的期待。大氣，便是卑微不失凌云之志，平凡猶有不可欺之尊的骨氣，用自己找尋使自己的足跡不欲，跌倒爬起照樣有路可走，用自己的脖子支起自己的腦袋，用自己的脊梁挺直自己的腰板，失去擁有總是無愧無悔。大氣，便是受邪惡不辱不低頭、保護柔弱不自負的正氣，正因為心中有愛，才敢向不平揮劍，才肯如老

21、牛俯首，行俠仗義呼嘯而過，即使傷痕猶在也剛毅且無淚。大氣，小而言之就是一個人的精神氣，大而言之就是一個人的英雄氣。而一個人為人之氣是否乃大，其實正面的區(qū)別就是一個“愛”字，反面的區(qū)分就是一個“私”字。愛的真，愛的誠，愛的厚，愛的多的人一定大氣。先公后私是低層次的大氣，再高些便是大公小私，而大公無私則是最高境界的大氣。從世俗的角度看，做人大氣些，便少些煩惱，多些達觀，與人方便，自己方便。從人生追求的境界上看，做人大氣些，自己走過的路可堅實成立起的豐碑，自己耗費的心血可扎根成人們的敬意。大氣的人，頂天立地。大氣人生，璀璨永恒。生機生機，不僅僅是個春天的話題。鮮嫩的淺綠，固然于萌芽透出生機，而茂盛的茁壯，則是于生長挺出生機；金色的豐碩，是于收獲顯出生機，冰天雪地里的昂著，不也