《大學(xué)物理13》課程教學(xué)大綱

104-《大學(xué)物理III》課程實施大綱目錄1.教學(xué)理念111.1關(guān)注學(xué)生的發(fā)展111.2關(guān)注教學(xué)的有效性111.3關(guān)注教學(xué)的策略121.4關(guān)注教學(xué)價值觀122．課程介紹122.1課程的性質(zhì)132.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用152.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)162.4課程的前沿及發(fā)展趨勢162.5課程與經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系212.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題222.7學(xué)習(xí)本課程的必要性223．教師簡介273.1教師的職稱、學(xué)歷273.2教育背景273.3研究興趣（方向）274．先修課程275．課程目標(biāo)276．課程內(nèi)容276.1課程的內(nèi)容概要286.2教學(xué)重點、難點296.3學(xué)時安排307.課程實施.307.1教學(xué)單元一307.1.1教學(xué)日期307.1.2教學(xué)目標(biāo)307.1.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）317.1.4教學(xué)過程317.1.5教學(xué)方法327.1.6作業(yè)安排及課后反思327.1.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求327.1.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）327.2教學(xué)單元二327.2.1教學(xué)日期327.2.2教學(xué)目標(biāo)327.2.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）327.2.4教學(xué)過程327.2.5教學(xué)方法337.2.6作業(yè)安排及課后反思337.2.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求337.2.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）337.3教學(xué)單元三337.3.1教學(xué)日期337.3.2教學(xué)目標(biāo)337.3.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）337.3.4教學(xué)過程347.3.5教學(xué)方法347.3.6作業(yè)安排及課后反思347.3.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求347.3.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）347.4教學(xué)單元四347.4.1教學(xué)日期347.4.2教學(xué)目標(biāo)347.4.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）347.4.4教學(xué)過程347.4.5教學(xué)方法357.4.6作業(yè)安排及課后反思357.4.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求357.4.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）357.5教學(xué)單元五357.5.1教學(xué)日期357.5.2教學(xué)目標(biāo)357.5.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）357.5.4教學(xué)過程357.5.5教學(xué)方法367.5.6作業(yè)安排及課后反思367.5.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求367.5.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）367.6教學(xué)單元六367.6.1教學(xué)日期367.6.2教學(xué)目標(biāo)367.6.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）367.6.4教學(xué)過程367.6.5教學(xué)方法377.6.6作業(yè)安排及課后反思377.6.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求377.6.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）377.7教學(xué)單元七377.7.1教學(xué)日期377.7.2教學(xué)目標(biāo)377.7.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）377.7.4教學(xué)過程377.7.5教學(xué)方法407.7.6作業(yè)安排及課后反思407.7.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求407.7.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）407.8教學(xué)單元八407.8.1教學(xué)日期407.8.2教學(xué)目標(biāo)407.8.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）407.8.4教學(xué)過程407.8.5教學(xué)方法447.8.6作業(yè)安排及課后反思447.8.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求447.8.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）447.9教學(xué)單元九447.9.1教學(xué)日期447.9.2教學(xué)目標(biāo)447.9.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）447.9.4教學(xué)過程447.9.5教學(xué)方法507.9.6作業(yè)安排及課后反思507.9.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求507.9.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）507.10教學(xué)單元十507.10.1教學(xué)日期507.10.2教學(xué)目標(biāo)507.10.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）507.10.4教學(xué)過程507.10.5教學(xué)方法547.10.6作業(yè)安排及課后反思547.10.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求557.10.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）557.11教學(xué)單元十一557.11.1教學(xué)日期557.11.2教學(xué)目標(biāo)557.11.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）557.11.4教學(xué)過程557.11.5教學(xué)方法597.11.6作業(yè)安排及課后反思597.11.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求597.11.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）597.12教學(xué)單元十二597.12.1教學(xué)日期597.12.2教學(xué)目標(biāo)597.12.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）597.12.4教學(xué)過程597.12.5教學(xué)方法617.12.6作業(yè)安排及課后反思617.12.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求617.12.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）617.13教學(xué)單元十三617.13.1教學(xué)日期617.13.2教學(xué)目標(biāo)627.13.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）627.13.4教學(xué)過程627.13.5教學(xué)方法667.13.6作業(yè)安排及課后反思667.13.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求667.13.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）667.14教學(xué)單元十四667.14.1教學(xué)日期667.14.2教學(xué)目標(biāo)667.14.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）677.14.4教學(xué)過程677.14.5教學(xué)方法707.14.6作業(yè)安排及課后反思707.14.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求707.14.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）707.15教學(xué)單元十五717.15.1教學(xué)日期717.15.2教學(xué)目標(biāo)717.15.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）717.15.4教學(xué)過程717.15.5教學(xué)方法747.15.6作業(yè)安排及課后反思747.15.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求747.15.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）747.16教學(xué)單元十六757.16.1教學(xué)日期757.16.2教學(xué)目標(biāo)757.16.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）757.16.4教學(xué)過程757.16.5教學(xué)方法797.16.6作業(yè)安排及課后反思797.16.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求797.16.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）797.17教學(xué)單元十七807.17.1教學(xué)日期807.17.2教學(xué)目標(biāo)807.17.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）807.17.4教學(xué)過程807.17.5教學(xué)方法847.17.6作業(yè)安排及課后反思847.17.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求847.17.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）847.18教學(xué)單元十八847.18.1教學(xué)日期847.18.2教學(xué)目標(biāo)847.18.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）847.18.4教學(xué)過程847.18.5教學(xué)方法897.18.6作業(yè)安排及課后反思897.18.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求897.18.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）897.19教學(xué)單元十九907.19.1教學(xué)日期907.19.2教學(xué)目標(biāo)907.19.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）907.19.4教學(xué)過程907.19.5教學(xué)方法937.19.6作業(yè)安排及課后反思937.19.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求937.19.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）937.19教學(xué)單元二十937.19.1教學(xué)日期937.19.2教學(xué)目標(biāo)937.19.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）937.19.4教學(xué)過程967.19.5教學(xué)方法977.19.6作業(yè)安排及課后反思977.19.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求977.19.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）977.20教學(xué)單元二十一977.20.1教學(xué)日期977.20.2教學(xué)目標(biāo)977.20.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）977.20.4教學(xué)過程977.20.5教學(xué)方法987.20.6作業(yè)安排及課后反思987.20.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求987.20.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）987.21教學(xué)單元二十二987.21.1教學(xué)日期987.21.2教學(xué)目標(biāo)987.21.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）987.21.4教學(xué)過程987.21.5教學(xué)方法997.21.6作業(yè)安排及課后反思997.21.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求997.21.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）998．課程要求1008.1學(xué)生自學(xué)要求1008.2課外閱讀要求1008.3課堂討論要求1008.4課程實踐要求1009．課程考核1009.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報告等的要求1009.2成績的構(gòu)成與評分規(guī)則說明1009.3考試形式及說明10010．學(xué)術(shù)誠信10010.1考試違規(guī)與作弊處理10010.2杜撰數(shù)據(jù)、信息處理等10010.3學(xué)術(shù)剽竊處理等10011．課堂規(guī)范10111.1課堂紀(jì)律10111.2課堂禮儀10112．課程資源10112.1教材與參考書10112.2專業(yè)學(xué)術(shù)著作10112.3專業(yè)刊物10112.4網(wǎng)絡(luò)課程資源10113．教學(xué)合約10213.1教師作出師德師風(fēng)承諾10213.2閱讀課程實施大綱，理解其內(nèi)容10213.2同意遵守課程實施大綱中闡述的標(biāo)準(zhǔn)和期望10214．其他說明1031．教學(xué)理念1.1關(guān)注學(xué)生的發(fā)展大學(xué)的根本職能是培養(yǎng)人才，它的終極目標(biāo)應(yīng)是造就高層次全面發(fā)展的人才，是對實現(xiàn)人的全面發(fā)展的一種高層次的追求，對實現(xiàn)社會政治、經(jīng)濟、文化和科學(xué)技術(shù)全面發(fā)展并不斷創(chuàng)新的一種高層次的價值追求。臺灣社會學(xué)家楊國樞教授指出了大學(xué)教育必須同時達到以下五大類目標(biāo)：（1）培養(yǎng)大學(xué)生對自己內(nèi)在身心特質(zhì)的了解；（2）培養(yǎng)大學(xué)生求取新知的方法與能力；（3）培養(yǎng)大學(xué)生適應(yīng)個人生活所需要之較高品質(zhì)的能力、情操及行為；（4）培養(yǎng)大學(xué)生適應(yīng)社會生活所需要之較高品質(zhì)的能力、情操及行為；（5）培養(yǎng)大學(xué)生理解與關(guān)懷全世界、全人類所需之較高品質(zhì)的能力、情操及行為。大學(xué)物理課程以物理學(xué)基礎(chǔ)知識和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用為內(nèi)容，是工科院校學(xué)生的一門必修課，不僅其知識內(nèi)容是學(xué)生后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)的必備基礎(chǔ)，更主要的是可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，這對他們以后的學(xué)習(xí)、工作和生活都非常重要。所以在教學(xué)中除了知識的傳授，更要注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和提高。1.2關(guān)注教學(xué)的有效性有效教學(xué)是指教師在通過一段時間的教學(xué)之后，學(xué)生獲得了具體的進步或發(fā)展，也就是說，學(xué)生有無進步或發(fā)展是教學(xué)有沒有效益的唯一指標(biāo)。為保證教學(xué)的有效性促成有效教學(xué)目的的實現(xiàn),需做到以下幾點：（1）根據(jù)大學(xué)物理的特點，做好課堂設(shè)計；（2）努力營造以學(xué)生為本的和諧的課堂環(huán)境；（3）課堂上師生互動與溝通；（4）課堂外良好的師生交往。1.3關(guān)注教學(xué)的策略根據(jù)“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，可將教學(xué)策略分為兩種基本類型：產(chǎn)生式教學(xué)策略和替代式教學(xué)策略。產(chǎn)生式教學(xué)策略是“以學(xué)為主”的策略。鼓勵學(xué)生自己從教學(xué)中建構(gòu)具有個人特有風(fēng)格的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自己安排和控制學(xué)習(xí)活動，在學(xué)習(xí)過程中處于主動地處理教學(xué)信息的地位。優(yōu)點：（1）可以積極地把信息與他們自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，對信息的處理過程主動深入，因此學(xué)習(xí)效果較好；（2）允許學(xué)生自主地設(shè)計、實踐和改善他們的學(xué)習(xí)策略，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力；（3）由于產(chǎn)生式教學(xué)策略主要出自學(xué)生自己，因此可以激發(fā)起學(xué)生對學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)策略的積極性，更利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣等。缺點：（1）該策略若設(shè)計不妥，可能導(dǎo)致認(rèn)知超載或情緒低落，或是需要學(xué)生花費大量的時間進行學(xué)習(xí)；（2）學(xué)習(xí)的成功依賴于學(xué)生先前已具有的知識和學(xué)習(xí)策略的廣度。替代式教學(xué)策略是“以教為主”的策略。主要是教師替學(xué)生處理教學(xué)信息，它是傳統(tǒng)教學(xué)中的常用策略。它更多地傾向于教師給學(xué)生提出教學(xué)目標(biāo)、組織提煉教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)順序、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。優(yōu)點：（1）比產(chǎn)生式教學(xué)策略效率高，能使學(xué)生在短期內(nèi)學(xué)習(xí)許多內(nèi)容；（2）知識儲備有限和學(xué)習(xí)策略不佳的學(xué)生可以獲得成功的學(xué)習(xí)。缺點：（1）因為學(xué)生智力投入少，信息處理的深度不夠，因此學(xué)習(xí)效果不如產(chǎn)生式策略好；（2）由于教學(xué)安排過于周密，學(xué)生在學(xué)習(xí)中被動學(xué)習(xí)多于主動學(xué)習(xí)，因而學(xué)生學(xué)習(xí)志趣難以得到充分的提升。只有根據(jù)不同專業(yè)、不同教學(xué)內(nèi)容、不同基礎(chǔ)狀況的學(xué)生，將兩種教學(xué)策略有機地結(jié)合，才能既充分發(fā)揮教師在教學(xué)活動中的主導(dǎo)作用又能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。從學(xué)生的角度來說，教師給予學(xué)生的正是學(xué)生需要的，才能激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性和主動性，才能收到好的教學(xué)效果。1.4關(guān)注教學(xué)價值觀教學(xué)活動不可能回避價值觀問題。從歷史來看，每當(dāng)社會發(fā)生重大轉(zhuǎn)型時，人們對教育的批判，往往是從價值批判開始的，以重新認(rèn)識教育的價值和目的開始的，并且以此為依據(jù)和出發(fā)點，再對現(xiàn)實的教育活動作出更具體的評析，提出新的原則、方案乃至方式方法。究竟什么樣的教學(xué)才是對社會發(fā)展、國家興旺最有價值的教學(xué)，在當(dāng)今由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變的時代，是當(dāng)代關(guān)于中國社會發(fā)展和教育價值觀變革的研究的一大熱點。如何用正確的價值觀和人生觀去影響學(xué)生，努力使他們成長為身心健康的、德才兼?zhèn)?、有益于社會、有益于人民的人，同樣是大學(xué)物理教學(xué)的重要內(nèi)容。隨著我國政治體制改革的不斷深入，經(jīng)濟的長足發(fā)展和國外各種社會思潮的不斷涌入，國際國內(nèi)形勢的深刻變化，人們的價值觀和人生觀也發(fā)生了深刻的變化。使人們的精神思想既面臨著有利的條件，也面臨著嚴(yán)峻的考驗。社會思潮的多元化和差異性，導(dǎo)致人們不同程度地存在政治信仰迷茫、理想信念模糊、價值取向扭曲等問題，這就要求必須有統(tǒng)一的基本價值觀和價值標(biāo)準(zhǔn)，必須建設(shè)中國特色社會主義核心價值體系：堅持馬克思主義指導(dǎo)思想；堅持中國特色社會主義共同理想；堅持以愛國主義為核心的民族精神和以改革創(chuàng)新為核心的時代精神；堅持社會主義榮辱觀。物理學(xué)的發(fā)展史也是人類文明的進步史，科學(xué)的發(fā)展巨大地推動了人類文明的進步。而在物理學(xué)的發(fā)展歷史中，處處閃爍著科學(xué)家的智慧與人格的光輝。他們?yōu)樘綄た陀^真實而不畏艱險、不懼失敗的勇氣決心；為科學(xué)的發(fā)展而前仆后繼、堅持不懈的壯志豪情；為捍衛(wèi)真理而勇往直前的獻身精神；在艱苦條件和惡劣環(huán)境中吃苦耐勞、奮斗不止的美好情操；在集體利益與個人利益發(fā)生沖突時顧全大局、不計名利得失的寬廣胸懷等無不激勵著后人。在教學(xué)中充分挖掘和利用教學(xué)素材，將智育與德育有機結(jié)合起來，積極培育和踐行社會主義核心價值觀，運用社會主義核心價值體系引領(lǐng)學(xué)生的理想信仰、價值取向是大學(xué)物理教學(xué)除知識、技能之外的又一的基本任務(wù)。在教學(xué)活動中，倡導(dǎo)富強、民主、文明、和諧；倡導(dǎo)自由、平等、公正、法治；倡導(dǎo)愛國、敬業(yè)、誠信、友善。為全社會形成巨大的價值共識和思想共鳴，保證中國特色社會主義發(fā)展的正確方向是師生的共同責(zé)任和義務(wù)。2．課程介紹2.1課程的性質(zhì)物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運動形式、相互作用及其轉(zhuǎn)化規(guī)律的自然學(xué)科。以普通物理學(xué)基礎(chǔ)為內(nèi)容的105學(xué)時大學(xué)物理課程內(nèi)容包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動光學(xué)、近代物理。該課程是理工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的通識性的必修基礎(chǔ)課。它不僅為學(xué)生提供必備的物理基礎(chǔ)知識，而且在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀、人生觀、價值觀、思維方法、探索精神、創(chuàng)新意識等方面具有不可替代的作用。本期開設(shè)的大學(xué)物理（Ⅲ），要求學(xué)生掌握機械振動與機械波、波動光學(xué)、狹義相對論基礎(chǔ)、量子物理基礎(chǔ)的基本知識，基本規(guī)律，解決物理問題的基本方法，以奠定后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用物理學(xué)借助數(shù)學(xué)建立統(tǒng)一的理論體系，旨在盡可能廣泛深刻地揭示自然界的基本規(guī)律，從而使得物理學(xué)成為了自然科學(xué)和工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。它的基本理論滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門。物理學(xué)基礎(chǔ)理論的突破導(dǎo)致重大高新技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立；通過物理學(xué)的進展而逐步形成科學(xué)的物質(zhì)觀、自然觀、時空觀和宇宙觀，對整個人類的文化發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。物理學(xué)不但為科學(xué)發(fā)展提供原理和知識，而且對社會各個方面產(chǎn)生直接巨大的推動或沖擊。在物理學(xué)研究中注重理性、崇尚實踐的精神尤為突出，是創(chuàng)造性人才必須具備的素質(zhì)。非物理類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的目的，是掌握物質(zhì)世界最基本、最普遍的規(guī)律，掌握物理學(xué)的科學(xué)思想和科學(xué)思維方法，為學(xué)習(xí)各自的專業(yè)和在各自的方向做出重大發(fā)現(xiàn)（通常與物理學(xué)有密切聯(lián)系）、發(fā)明，成為現(xiàn)代社會生活中的強者，為提高學(xué)生的整體素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力與創(chuàng)新意識奠定基礎(chǔ)。（1）物理學(xué)為其它學(xué)科創(chuàng)立原理和技術(shù)近代幾乎所有的新技術(shù)領(lǐng)域(如微電子、原子核能、激光和信息技術(shù)等)的創(chuàng)立，事前均在物理學(xué)中經(jīng)過了長期的醞釀，在理論和實驗上積累了大量的知識，然后才取得了突破。例如，1947年貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克萊發(fā)明了晶體管，標(biāo)志著信息時代的開始，繼而發(fā)明了集成電路、大規(guī)模集成電路直到現(xiàn)代的信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，是一部科學(xué)界幾乎人人都熟悉的輝煌歷史。但鮮為人知的是，在此之前至少存在20年的“史前期”，在這個“史前期”中物理學(xué)為孕育它的誕生作了大量的理論和實驗準(zhǔn)備。進一步的事實說明，工程技術(shù)中的基本規(guī)律均反映在物理學(xué)的各個分支領(lǐng)域中，物理學(xué)在交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的發(fā)展中最有生命力和最活躍的學(xué)科，當(dāng)今納米技術(shù)的發(fā)展同樣也體現(xiàn)了物理理論的基礎(chǔ)地位。（2）物理學(xué)為一切學(xué)科提供了基本的實驗手段和基本研究方法實驗表明，幾乎一切現(xiàn)代的實驗分析方法或設(shè)備都源于物理學(xué)的相應(yīng)原理或效應(yīng)，如光譜分析法、X光分析、核磁共振譜分析等。（3）物理知識是促進各學(xué)科發(fā)展的重要基礎(chǔ)知識當(dāng)今，科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的周期在迅速縮短，知識更新的周期也在不斷地縮短，但作為知識的核心，物理基本理論相對而言更為成熟長久。物理基礎(chǔ)知識、原理和方法將使人們終生受益。深厚的科學(xué)素養(yǎng)、深刻的科學(xué)洞察力以及在此基礎(chǔ)上的不懈努力可以造就偉大的科學(xué)家，完成大發(fā)明。如新式顯微鏡——掃描隧道顯微鏡（STM）的發(fā)明就是巧妙地應(yīng)用了物理學(xué)中的“隧道效應(yīng)”改進了“場發(fā)射顯微鏡”，從而翻開了顯微鏡發(fā)展的新篇章．STM的分辨率達到0.10nm，使人類第一次能夠立體顯示單個原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)．不僅如此，人們還根據(jù)其原理研制了原子力顯微鏡，從而使人們實現(xiàn)了操縱原子的夢想。（4）物理學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系物理學(xué)包括其他的自然科學(xué)，都需要以數(shù)學(xué)為工具。因為數(shù)學(xué)是對數(shù)與形的簡捷的概括和優(yōu)美的表達方式，所以物理規(guī)律需要用數(shù)學(xué)語言來表達，對物理規(guī)律的歸納和演繹也必須遵循數(shù)學(xué)邏輯。高等數(shù)學(xué)的微積分是由萊布尼茲和牛頓兩位科學(xué)家各自獨立地創(chuàng)建的理論。數(shù)學(xué)家萊布尼茲在研究曲線斜率時，發(fā)現(xiàn)了微積分。而當(dāng)時的物理學(xué)家牛頓，為了描述他的力學(xué)定律而促使他創(chuàng)建了微積分（這也是他成為著名數(shù)學(xué)家的原因）。由此可見數(shù)學(xué)在物理學(xué)中的重要作用及密切關(guān)系。同樣，物理學(xué)對數(shù)學(xué)也有同等重要的作用。物理學(xué)是數(shù)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，很多數(shù)學(xué)模型的建立都是離不開具體的物理問題的?？梢哉f數(shù)學(xué)和物理是一對姊妹學(xué)科，二者相互補充、相互促進，共同發(fā)展。數(shù)學(xué)是邏輯學(xué)，很容易漫無邊際地“歪曲”自然，而物理學(xué)是求實求真的科學(xué)，其根本任務(wù)是揭示自然界的真實面目。但是物理學(xué)要向前發(fā)展，從微觀和宇觀兩個方向更加逼近客觀真實的自然，產(chǎn)生新的理論，又必須依賴于數(shù)學(xué)上的突破。數(shù)學(xué)為物理學(xué)提供極至的思維和想象空間，而物理學(xué)又可以修正數(shù)學(xué)上的“異想天開”，數(shù)學(xué)中所有的悖論，本質(zhì)上都是因為數(shù)學(xué)偏離了物理學(xué)所定義的自然，數(shù)學(xué)上遇到的問題往往可以通過物理思維解決。（5）物理學(xué)對化學(xué)的基礎(chǔ)作用物理學(xué)和化學(xué)從來都是并肩前進的。1998年的諾貝爾化學(xué)獎頒給了W.Kohn和J.A.Pople，以鼓勵他們在量子化學(xué)方面所做的開創(chuàng)性的貢獻。頒獎的公報說，量子化學(xué)將化學(xué)帶入一個新的時代，化學(xué)不再是純實驗科學(xué)了。如果說物理化學(xué)還是物理學(xué)與化學(xué)在唯象層次上的結(jié)合，則量子化學(xué)已深入到化學(xué)現(xiàn)象的微觀機理。近年來，量子化學(xué)、激光化學(xué)、分子反應(yīng)動力學(xué)、固體表面催化和功能材料等物理學(xué)與化學(xué)的交叉學(xué)科，取得了長足的發(fā)展，今后兩學(xué)科之間的合作將越來越密切。（6）物理學(xué)與生物學(xué)的關(guān)系物理學(xué)與其他自然科學(xué)學(xué)科的交叉和相互作用，曾經(jīng)產(chǎn)生并形成了物理化學(xué)、化學(xué)物理學(xué)、生物物理學(xué)和心理物理學(xué)以及天體物理、地球物理、大氣物理、海洋物理和空間物理等諸多交叉學(xué)科。但這種交叉和相互作用最突出的表現(xiàn)還在于20世紀(jì)生命科學(xué)在物理學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)生了革命性的的變化，結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)及其帶來的廣泛而深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)前生命科學(xué)中分子生物學(xué)、量子生物學(xué)、遺傳信息學(xué)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等新興學(xué)科的研究正方興未艾。人們說21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，一位物理學(xué)家則說，21世紀(jì)是物理科學(xué)全面介入生命科學(xué)的世紀(jì)。以上列舉的僅僅是物理學(xué)與其它幾個最基礎(chǔ)的自然科學(xué)學(xué)科的關(guān)系及物理學(xué)的作用。實際上，物理學(xué)在所有的自然科學(xué)學(xué)科中都有重要的作用。同時物理學(xué)的研究也滲透到眾多學(xué)科?？纯醋罱鼛啄晡锢韺W(xué)的許多重要期刊以及許多國際物理學(xué)術(shù)會議的議程，就會發(fā)現(xiàn)，諸如蛋白質(zhì)折疊、免疫網(wǎng)絡(luò)、化學(xué)鍵斷裂、水土流失、交通堵塞等。大量本不屬于物理學(xué)內(nèi)容的標(biāo)題，赫然入目。不管什么問題，當(dāng)物理學(xué)家用物理學(xué)的方法去研究它時，就把它變成了物理問題。物理學(xué)是一門理論與實驗高度結(jié)合結(jié)合的精確科學(xué)，物理學(xué)中有一套最全面、最有效的科學(xué)方法。我們說，在對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育中，物理課有著不可替代的重要作用，根據(jù)就在于此。2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)大學(xué)物理是高等院校理工人文經(jīng)管科各專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、振動與波、光學(xué)、近代物理等幾部分。其教學(xué)主要目的，一方面是傳授基礎(chǔ)物理知識，另一方面是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究問題的方法，即歸納法和邏輯演繹法，等等。在以往的物理學(xué)科教學(xué)中,鮮見中國傳統(tǒng)文化的影子。但是,本民族文化的繁榮是國家發(fā)展和創(chuàng)新的動力之源,因此,教學(xué)內(nèi)容既要合理地吸收外來文化優(yōu)秀成分,又要適當(dāng)繼承發(fā)展本民族傳統(tǒng)文化的精華。以往的教育對于理性都非常重視，甚至過分強調(diào)理性。然而，人們漸漸地發(fā)現(xiàn)，理性并不能解決所有的問題。于是，輝煌了數(shù)千年、至今仍發(fā)揮著作用的中華文化被有心人拾了起來，掀起了復(fù)興中華文明的熱潮。在物理學(xué)研究過程中，西方注重歸納和邏輯演繹推理，對物理學(xué)的感悟即是理性。而結(jié)合中國傳統(tǒng)文化，學(xué)習(xí)象辭的做法，與物理學(xué)“合”，即通過感悟物理現(xiàn)象、物理規(guī)律來感悟人生，感悟社會，提高自身修養(yǎng)及心理境界，并且在物理教學(xué)中傳授或引導(dǎo)這種感悟，在傳授學(xué)生基本物理知識、培養(yǎng)其理性的同時，提高他們的心理境界，幫助他們樹立起現(xiàn)代的道德觀、人生觀，構(gòu)筑現(xiàn)代社會的“和”，則是具有中國特色的物理教學(xué)思路。2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢高速公路、納米加工和探索太空。很難設(shè)想，沒有科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，沒有原子能、沒有計算機、沒有半導(dǎo)體，現(xiàn)代生活將是什么樣子。與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，物理學(xué)也經(jīng)歷了深刻的革命?？梢哉f，物理學(xué)每時每刻都在不停的發(fā)展，其活躍的前沿領(lǐng)域很多，是最有生命力、成果最多的學(xué)科之一。（1）物理學(xué)的前沿學(xué)科：從20世紀(jì)30年代開始，物理學(xué)理論和物理學(xué)的研究方法與其它學(xué)科滲透產(chǎn)生了一系列的新學(xué)科：如量子化學(xué)、生物物理學(xué)、天體物理學(xué)、廣義相對論宇宙學(xué)、高能物理學(xué)。研究的動態(tài)情況主要趨于兩個方向：一是對無限大系統(tǒng)的研究，偏重于對天體和宇宙的研究，如宇宙的產(chǎn)生、構(gòu)成、物質(zhì)的層次結(jié)構(gòu)，宇宙的大爆炸形成理論等。二是對無限小系統(tǒng)的研究，偏重于對原子、原子核、基本粒子的研究，如基本粒子劃分的標(biāo)準(zhǔn)模型，基本粒子之間的相互作用等。（2）物理學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)：在21世紀(jì)，物理與其它學(xué)科交叉應(yīng)用產(chǎn)生了一系列的新技術(shù)：如新材料（超導(dǎo)、納米、硅、無機稀有非金屬、網(wǎng)絡(luò)硬件材料等），如信息技術(shù)（光電子技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、計算機技術(shù)等），如新能源技術(shù)（核聚變能、太陽能、海洋發(fā)電技術(shù)等），如空間技術(shù)（航天飛機、永久太空站等），還有激光技術(shù)，微電子技術(shù)，海洋開發(fā)技術(shù)，環(huán)境污染防治技術(shù)，生物工程技術(shù)等。今天的物理學(xué)是什么，已經(jīng)很難用傳統(tǒng)的眼光來界定了。今天的物理學(xué)代表著一整套獲取知識、組織知識、運用知識的有效步驟和方法，即現(xiàn)在的物理學(xué)家們所做的工作就是物理學(xué)。（3）現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展趨勢①．蒸蒸日上的凝聚態(tài)物理學(xué)自從上世紀(jì)80年代中期發(fā)現(xiàn)了所謂高臨界溫度超導(dǎo)體以來，世界上對這種有著廣泛的應(yīng)用前景的新材料的研究熱情不減。這種新材料在液氮溫區(qū)下傳到電流而沒有阻抗。高臨界溫度超導(dǎo)材料的研究仍是今后凝聚態(tài)物理學(xué)中活躍的領(lǐng)域之一，目前，許多國家的科學(xué)工作者仍在爭分奪秒向更高溫區(qū)甚至室溫溫區(qū)超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用努力，而且有些技術(shù)難題已經(jīng)逐步得到解決。今天，超導(dǎo)技術(shù)已經(jīng)取得了巨大突破，超導(dǎo)電機、超導(dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)船、超導(dǎo)計算機等已經(jīng)逐步面向市場，當(dāng)今的磁懸浮列車已經(jīng)用上了高溫超導(dǎo)技術(shù)。目前，中國擁有全球速度最快的計算機，在中國和日本的競爭下，美國情報部門已經(jīng)啟動了為期多年的超導(dǎo)計算機研發(fā)項目，打造新一代的超級電腦?？茖W(xué)家們預(yù)測，隨著超導(dǎo)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，可能引起一場新的工業(yè)革命。由不同材料的薄膜交替組成的超晶格材料可望成為新一代的微電子、光電子材料。目前，已利用半導(dǎo)體超晶格材料研制成很多新器件，它可以在原子上對半導(dǎo)體的組分摻雜進行人工“設(shè)計”，從而可以研究一般半導(dǎo)體根本不存在的物理現(xiàn)象，并將固態(tài)電子器件的應(yīng)用推向一個新階段。一些科學(xué)家預(yù)測，下一代的電子器件，可能會被微結(jié)構(gòu)器件替代，從而可能會帶來一場電子工業(yè)的革命。不過，微結(jié)構(gòu)物理的研究還有許多新的物理現(xiàn)象有待于揭示，這一領(lǐng)域的研究在21世紀(jì)可能會說過累累，前景不可低估。近年來，兩種與磁阻有關(guān)的引起人們強烈興趣的現(xiàn)象就是所謂的巨磁阻與超巨磁阻現(xiàn)象。一般磁阻物質(zhì)的電阻率在磁場中只發(fā)生輕微的變化，而巨磁阻和超巨磁阻物質(zhì)的電阻率可以達到幾倍甚至幾千倍的變化。超巨磁現(xiàn)象令人吃驚的是，在很強的磁場中某些絕緣體會突變?yōu)閷?dǎo)體。其中的原因目前尚不清楚，就像高臨界溫度超導(dǎo)材料超導(dǎo)性的原因難以捉摸一樣。目前，巨磁和超巨磁實現(xiàn)應(yīng)用的主要障礙是強磁場和低溫的要求，這一難題一旦解決，前景是十分誘人的。新材料的發(fā)展已成為21世紀(jì)凝聚態(tài)物理學(xué)研究重要的發(fā)展方向之一。新材料的發(fā)展趨勢是：復(fù)合化、功能特殊化、性能極限化和結(jié)構(gòu)微觀化。如：成分密度和功能不均勻的梯度材料；可隨空間時間條件而變化的智能材料；變形速度快的壓電材料以及精細(xì)陶瓷材料等都將成為重要的新材料。材料專家預(yù)計，21世紀(jì)新材料品種可能突破100萬種。②．等離子物理與核聚變當(dāng)物質(zhì)被加熱到足夠高的溫度或其他原因，原子的外層甚至內(nèi)層的電子將擺脫原子核的束縛，成為自由電子，這時的物質(zhì)變成了由正負(fù)離子組成的離子化氣體狀物質(zhì)（俗稱離子漿），由于它近似為電中性，所以稱為等離子體，等離子體常被視為物質(zhì)存在的第四態(tài)。等離子體的運動主要受電磁力支配，并表現(xiàn)出顯著的集體行為。它廣泛存在于宇宙中，是一種很好的導(dǎo)電體，利用經(jīng)過巧妙設(shè)計的磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。等離子體物理的發(fā)展為材料、能源、信息、環(huán)境空間、空間物理、地球物理等科學(xué)的進一步發(fā)展提供了新的技術(shù)和工藝。海水中含有大量的氫和它的同位素氘和氚。氘即重氫，氧化氘就是重水，每一噸海水中含有140克重水。如果將地球海水中所有的氘核能都通過核聚變方式釋放出來，那么它產(chǎn)生的能量足以提供人類使用數(shù)百億年。但是，核聚變需要幾億度的高溫，氘氚混合燃料形成高溫等離子體態(tài)，所以等離子體物理是核聚變反應(yīng)的理論基礎(chǔ)。1991年11月在英國卡拉姆的JET實驗裝置上首次成功地進行了氘氚等離子體聚變實驗。在圓線圈內(nèi)2億度的高溫下，氘氚氣體相遇爆炸成功，產(chǎn)生了200kw的能量，雖然只持續(xù)了1.3秒，但這為人類探索新能源——核聚變能的實現(xiàn)邁出了一大步。要實現(xiàn)人工控制核聚變反應(yīng)速度，將核聚變能平穩(wěn)而緩慢地釋放出來，投入實際應(yīng)用還有相當(dāng)大的距離，技術(shù)上還有許多難題需要解決。如：在實驗室怎樣才能將等離子加熱到幾億度的高溫？高溫等離子體與盛裝它的容器壁相接觸時，等離子體要降溫，容器也會被燒壞，這就是如何約束的問題。這些難題在21世紀(jì)極有可能突破，核聚變能作為一種重要的新能源的夢想總有一天會變?yōu)楝F(xiàn)實。③．納米技術(shù)正向我們走來所謂納米技術(shù)就是在10-9m（十億分之一米）水平上，研究應(yīng)用原子和分子現(xiàn)象及其結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)，即通過特定的技術(shù)設(shè)計，在納米量級的粒子表面實現(xiàn)原子或分子的排列組成，使其產(chǎn)生某種特殊結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)特異的技術(shù)性能或功能。運用納米技術(shù)，可以制造出在光、電、熱、磁、吸收、反射、吸附、催化、生物活性、硬度、強度、韌性及導(dǎo)電性等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)材料的新材料。所以，納米材料被譽為“21世紀(jì)最有前途的材料”。納米機械加工，也稱為分子機器，它可以不用部件制造出幾乎無任何縫隙的物體，每秒可完成幾十億次的操作，可以制造出人類想得到的任何微型產(chǎn)品。目前采用分子機器加工已研制出世界上最小的（米粒大?。┑恼羝麢C、微型汽車、微型發(fā)電機、微型馬達、微型機器人和微型手術(shù)刀。微型機器人可以進入血管清理血管壁上的沉積脂肪，疏通腦血管的血栓，殺死癌細(xì)胞，嚼碎泌尿系統(tǒng)的結(jié)石、修復(fù)損壞的組織和基因等。微型手術(shù)刀只有一根頭發(fā)絲的百分之一大小，不用開胸破腹就能完成手術(shù)。生物分子機器在不久的將來也會出現(xiàn)，放在人腦中的納米計算機，實現(xiàn)人機對話，并且有自身復(fù)制的能力。人類利用納米技術(shù)還可能制造出新的智能生命，實現(xiàn)物種再構(gòu)。隨著人們生活水平的日益提高，人們對環(huán)保的重視程度不斷加強，空氣質(zhì)量與工業(yè)廢水處理已經(jīng)城市的一個生活生存質(zhì)量標(biāo)志，納米材料由于其特有的表面吸附特性，使其在空氣凈化與工業(yè)廢水處理方面有著很大的發(fā)展前景。納米技術(shù)與電子學(xué)的交叉形成的納米電子技術(shù)，是以研究納米級芯片、器件、超高密度信息存儲為主要內(nèi)容的一門新技術(shù)，目前超高密度的信息存儲的最高存儲密度已超過1012比特/平方厘米，其信息存儲量為常規(guī)光盤的106倍以上。在紡織和化纖制品中添加納米微粒，可以除味殺菌、消除靜電現(xiàn)象；在玻璃和瓷磚表面涂上納米薄層，可以制成自潔玻璃和自潔瓷磚，不用擦洗；含有納米微粒的建筑材料，可以吸收對人體有害的紫外線；納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發(fā)動機部件的理想材料，能大大提高發(fā)動機效率、工作壽命和可靠性；納米衛(wèi)星可以隨時向駕駛?cè)藛T提供交通信息，幫助其安全駕駛。納米技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到人類的衣食住行醫(yī)的各個方面。④．“無限大”和“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)“無限大”和“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)是當(dāng)今物理學(xué)發(fā)展非?；钴S的領(lǐng)域。天體物理和宇宙物理學(xué)就屬于“無限大”系統(tǒng)物理學(xué)的范疇，它從早期對太陽系的研究，逐步發(fā)展到銀河系，直到對整個宇宙的研究。熱大爆炸宇宙模型作為上世紀(jì)后半葉自然科學(xué)中四大成就之一是當(dāng)之無愧的。利用該模型已經(jīng)成功地解釋了宇宙觀測的最新結(jié)果。如宇宙膨脹，宇宙年齡下限，宇宙物質(zhì)的層次結(jié)構(gòu)，宇宙在大尺度范圍是各向同性等重要結(jié)果?？梢哉f具有暴脹機制的熱大爆炸宇宙模型已經(jīng)現(xiàn)代宇宙學(xué)奠定了一定基礎(chǔ)。但是到目前為止，關(guān)于宇宙起源的問題仍然沒有得到完全的解決，暴脹宇宙論也并非十全十美，要建立完善的宇宙理論還有待于進一步的努力和探索?！盁o限大”系統(tǒng)物理學(xué)還有兩個比較重要的問題是“類星體”、“暗物質(zhì)”和“暗能量”?！邦愋求w”是1961年發(fā)現(xiàn)的，一個類星體發(fā)出的光相當(dāng)于幾千個星云，而每個星云又相當(dāng)于一萬億個太陽發(fā)出的光，所以對類星體的研究具有十分重大的意義。60年代末，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一個編號為3C271的類星體，一天之內(nèi)它的能量增加了一倍，到底是什么原因使它的能量如此迅速有待于21世紀(jì)得到解決?！鞍滴镔|(zhì)”及“暗能量”被認(rèn)為是宇宙研究中最具挑戰(zhàn)性的課題。根據(jù)最新的觀測結(jié)果，“暗物質(zhì)”及“暗能量”代表了宇宙中96%左右的物質(zhì)含量，而我們可以看到的物質(zhì)（普通物質(zhì)）只占宇宙物質(zhì)總量的4%左右。暗物質(zhì)及暗能量雖然無法直接觀察到，但它卻能干擾星體發(fā)出的光波或引力，其存在能被明顯的感受到?！鞍滴镔|(zhì)”與“暗能量”是相區(qū)別的，科學(xué)家們從引力場觀測到了暗物質(zhì)的存在，約占宇宙物質(zhì)總量的23%，但暗物質(zhì)究竟是什么至今尚未搞清楚。暗能量是在近些年宇宙學(xué)研究中才發(fā)現(xiàn)的一個里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要證據(jù)有兩個。一是對遙遠(yuǎn)的超新星所進行的大量觀測表明，宇宙在加速膨脹。按照愛因斯坦引力場方程，加速膨脹的現(xiàn)象推論出宇宙中存在著壓強為負(fù)的“暗能量”。另一個證據(jù)來自于近年對微波背景輻射的研究精確地測量出宇宙中物質(zhì)的總密度。所有的普通物質(zhì)與暗物質(zhì)加起來與宇宙中物質(zhì)的總密度出現(xiàn)了73%的短缺，這一短缺的物質(zhì)稱為暗能量，其基本特征是具有負(fù)壓，在宇宙空間中幾乎均勻分布或完全不結(jié)團。按照相對論，這種負(fù)壓強的暗能量在長距離類似于一種反引力，近年來所發(fā)現(xiàn)的宇宙加速膨脹現(xiàn)象表明，主導(dǎo)今天宇宙的就是占絕對統(tǒng)治地位的暗能量。但是，諾貝爾物理學(xué)獎獲得者美國華裔科學(xué)家李政道在探討暗能量的可能來源研究中，提出了一個新的觀念是“天外有天”：因為暗能量，我們的宇宙之外可能有很多個宇宙；而在另一項試探和解釋美國高能核物理的新發(fā)現(xiàn)和暗能量的關(guān)系的研究中，他提出的觀念是“核天相連”：核能也許可以和宇宙中的暗能量相變相連。李政道認(rèn)為，“20世紀(jì)初的大問題是太陽能的來源；21世紀(jì)初的大問題是暗能量的來源”。他說，了解暗物質(zhì)和暗能量，是人類在21世紀(jì)向科學(xué)的大挑戰(zhàn)。原子核物理和粒子物理學(xué)則屬于“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)的范疇，它從早期對原子和原子核的研究，逐步發(fā)展到對粒子的研究。粒子主要包括強子（中子、質(zhì)子、超子、π介子、K介子等）、輕子（電子、μ子、τ子、中微子等）和媒介子（光子、膠子等）。強子是參與強相互作用的粒子的總稱，其數(shù)量占粒子種類的絕大部分；輕子是參與弱相互作用和電磁相互作用的粒子，不參與強相互作用；而媒介子是傳遞相互作用的粒子。目前，粒子物理學(xué)已經(jīng)建立起了關(guān)于基本粒子的“標(biāo)準(zhǔn)模型”，“標(biāo)準(zhǔn)模型”可以正確地描述基本粒子之間的相互作用。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，科學(xué)家把基本粒子分為玻色子和費米子兩大類，玻色子和費米子是物質(zhì)世界的兩種存在。玻色子是物質(zhì)存在的基礎(chǔ)，費米子是物質(zhì)存在的形式?；玖Ｗ又兴械奈镔|(zhì)粒子都是費米子，是構(gòu)成物質(zhì)的原材料(如輕子中的電子、組成質(zhì)子和中子的夸克、中微子)。而傳遞作用力的粒子(光子、介子、膠子、W和Z玻色子)都是玻色子。粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中，所有的強子都是由夸克組成，夸克分為上夸克、下夸克、底夸克、頂夸克、粲夸克、奇異夸克6味

(flavour))，每一味又分為紅綠藍(lán)三色，而且都有其反粒子，共36種。輕子有電子、μ子、τ子、中微子νe、中微子νμ、中微子ντ及對應(yīng)的6種反粒子，共12種。膠子分為8種色荷，共8種膠子。因W玻色子有反粒子，所以W玻色子有2種。光子、Z玻色子和希格斯玻色子都沒有反粒子。所以，在粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中的基本粒子總共有36+12+8+2+3=61種。標(biāo)準(zhǔn)模型已經(jīng)計算出已知的各種費米子彼此間以強力、弱力、電磁力或引力作用于對方，這些粒子通過交換規(guī)范玻色子（膠子、光子、引力子、W及Z玻色子）而實現(xiàn)相互作用。粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中的61種基本粒子，現(xiàn)今只剩下希格斯玻色子（H粒子）尚未被發(fā)現(xiàn)。希格斯玻色子也被稱之為“上帝粒子”，被認(rèn)為是物質(zhì)的質(zhì)量之源，在宇宙的形成和演化扮演著重要角色．2010年，據(jù)國外媒體報道，參與大型強子對撞機（LHC）項目的科學(xué)家表示，他們可能已經(jīng)“接近”了希格斯玻色子，一旦找到了“上帝粒子”，人類對時空及宇宙的認(rèn)識將進入一個嶄新的時代。從表面上看，“無限大”系統(tǒng)物理學(xué)與“無限小”系統(tǒng)物理學(xué)似乎沒有必然聯(lián)系。其實不然，宇宙系統(tǒng)與原子系統(tǒng)在某些方面有著驚人的相似性。宇宙和天體物理學(xué)家利用廣義相對論來描述引力和宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)；而粒子物理學(xué)家則用量子力學(xué)來處理一些微觀區(qū)域的現(xiàn)象。熱大爆炸宇宙模型就是這兩種物理學(xué)的結(jié)合的典范。21世紀(jì)這兩種物理學(xué)的結(jié)合會更加緊密，這兩種物理學(xué)的結(jié)合對人類加深對宇宙起源的認(rèn)識以及科技的發(fā)展和應(yīng)用方面都會產(chǎn)生巨大的影響。2.5課程與經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系知識經(jīng)濟時代科學(xué)技術(shù)突飛猛進新技術(shù)層出不窮。物理學(xué)的發(fā)展作為20世紀(jì)的領(lǐng)頭科學(xué)對世界經(jīng)濟的發(fā)展起了至關(guān)重要的作用。物理學(xué)作為一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)已經(jīng)滲透到了社會生活的各個領(lǐng)域哪里有人類活動，哪里就有物理學(xué)文化氣息。百年來物理學(xué)的發(fā)展一次次的推動了世界經(jīng)濟的發(fā)展。經(jīng)典物理學(xué)推動了第一次工業(yè)革命，帶給人類第一次經(jīng)濟飛躍；電磁理論的建立為人來帶來了第二次經(jīng)濟飛躍；原子能、電子計算機和空間技術(shù)的廣泛應(yīng)用為人來帶來了第三次經(jīng)濟飛躍；物理學(xué)的發(fā)展必將再次推動世界經(jīng)濟的發(fā)展迎來第四次工業(yè)革命的誕生。2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題物理學(xué)研究是運用嚴(yán)密的科學(xué)方法，從事有目的、有計劃、有系統(tǒng)的認(rèn)識客觀世界，探索客觀真理的活動過程，是對研究變量或指標(biāo)的共同的本質(zhì)的概括。而當(dāng)代“倫理”概念蘊含著西方文化的理性、科學(xué)、公共意志等屬性，“道德”概念蘊含著更多的東方文化的情性、人文、個人修養(yǎng)等色彩。我們所講的科學(xué)研究中的倫理與道德，是科學(xué)研究者應(yīng)當(dāng)秉持的研究規(guī)則和行為規(guī)范，使倫理道德規(guī)范運用到涉及科技活動現(xiàn)實的具體問題的規(guī)范問題?？茖W(xué)研究的基本任務(wù)是探索、認(rèn)識未知。理想的科學(xué)研究被描述為一個科學(xué)家求真、至善、臻美的過程。在這個過程中，科學(xué)家揭示著自然界的客觀規(guī)律，開發(fā)應(yīng)用有利于人類利益的技術(shù)，去追求人類社會的持續(xù)、和諧的發(fā)展。但是，理想狀態(tài)只能是一個無限接近到無法到達的狀態(tài)，科學(xué)和現(xiàn)實社會可能會產(chǎn)生各種各樣的沖突和矛盾，科學(xué)研究中的倫理道德就成一個為人們關(guān)注的焦點。我們講科學(xué)研究中的倫理與道德，并不是指科技成果本身有什么倫科學(xué)研究的發(fā)展一日千里，科學(xué)研究中的倫理與道德問題也引起了人類的極大關(guān)注?？茖W(xué)發(fā)展是有無限的可能性的，但為了人類整體的利益，研究者和社會公眾達成一定的社會倫理和法律共識對其發(fā)展進行規(guī)范是很有必要的。不同的科學(xué)研究領(lǐng)域存在著不同的倫理問題，同一研究領(lǐng)域的倫理問題也會隨著該領(lǐng)域的發(fā)展而不斷改變。一套具體的既定的靜態(tài)準(zhǔn)則，不可能解決所有（包括新出現(xiàn)的）倫理、道德問題，為此，研究者必須具備一種分析科學(xué)活動中倫理沖突的實質(zhì)的能力。2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性《大學(xué)物理》作為高等院校理工科各專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，對人才培養(yǎng)有著不可替代的作用。通過本課程學(xué)習(xí)，獲取必備的物理基礎(chǔ)知識和基本技能，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)物理學(xué)的研究對象十分廣泛，大至宏觀宇宙，小至微觀粒子，它們的運動規(guī)律、基本結(jié)構(gòu)、演化過程無所不包。一切的其它自然科學(xué)學(xué)科與物理學(xué)都存在不同程度的交叉滲透，物理學(xué)的基本概念、基本規(guī)律、分析和解決問題的基本方法、物理實驗的基本技能等都是其它學(xué)科所要求、或多或少要用到的。所以物理學(xué)是一切自然科學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，它對于其他學(xué)科的作用并不亞于數(shù)學(xué)。沒有《大學(xué)物理》作為先行課程，或者對該門課程的學(xué)習(xí)未能達標(biāo)的理工科大學(xué)生，勢必會影響后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)。通過本課程學(xué)習(xí)，提高科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)研究能力物理學(xué)的特點是以系統(tǒng)的觀察、實驗同嚴(yán)密的邏輯體系相結(jié)合，把實驗結(jié)果進行高度的分析和概括，或運用數(shù)學(xué)為推理工具，建立物理量之間的定量關(guān)系，從而得出反映客觀事物的基本規(guī)律，最后運用它們分析和解決實際問題。所以，大學(xué)物理學(xué)習(xí)是理工科大學(xué)生科學(xué)能力提升的重要途徑。①．培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和頑強的意志科學(xué)活動是人類追求真理本性的集中體現(xiàn)，物理學(xué)是探求自然真理的事業(yè)。事物的本質(zhì)屬性和相互關(guān)系并不是裸露直呈的，科學(xué)規(guī)律往往深藏于表象的背后，只有在求真的基礎(chǔ)上，以實事求是的科學(xué)態(tài)度，運用正確的科學(xué)方法，進行深入的探索、思考才能得到。物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)都經(jīng)歷了實踐——認(rèn)識——再實踐——再認(rèn)識．．．的艱難歷程，也正是歷代科學(xué)家鍥而不舍地長期探究物理世界內(nèi)在奧秘的科學(xué)實踐活動中，逐漸認(rèn)識了物質(zhì)世界的本來面目，揭示了物質(zhì)世界運動變化的客觀規(guī)律，創(chuàng)造了豐富的理論與應(yīng)用的成果，鑄就了人類矢志不渝追求真理的科學(xué)傳統(tǒng)與求真精神。物理學(xué)史中有很多科學(xué)家堅定不移地追求真理的故事，在教學(xué)過程中，用科學(xué)家堅忍不拔、奮斗拼搏的精神去熏陶和感染學(xué)生，可以引導(dǎo)學(xué)生與困難做堅決的斗爭，培養(yǎng)學(xué)生頑強的意志。②．培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰τ^察和實驗是一切自然科學(xué)學(xué)科發(fā)現(xiàn)規(guī)律、建立理論的共同手段，也是一切理工科專業(yè)學(xué)生獲取知識、提升能力的共同途徑。形成良好的實驗和觀察習(xí)慣、掌握正確實驗及觀察方法和技能，是學(xué)習(xí)好相關(guān)理論課程的重要保證?！洞髮W(xué)物理》雖然只是一門理論課，但在教學(xué)過程中的演示實驗是必不可少的，可以是用儀器進行真實的實驗操作，也可以是用動畫做模擬的實驗演示，還可以是真實實驗與模擬演示相結(jié)合。不管哪一種方式，在實驗方案的設(shè)計、操作過程的控制、現(xiàn)象的觀察、數(shù)據(jù)的記錄與分析，在每一個環(huán)節(jié)都是師生共同從事的科學(xué)研究活動。學(xué)生通過演示實驗，借助于科學(xué)儀器，有目的、有計劃地感知客觀現(xiàn)象而獲取科學(xué)知識，教師教給學(xué)生正確的操作要點、科學(xué)的觀察方法，分析和處理數(shù)據(jù)的注意事項，鼓勵學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗和觀察習(xí)慣。理論課中的演示實驗，是為相關(guān)理論的教學(xué)做準(zhǔn)備，具有直接的針對性，既促進了理論知識的教學(xué)，又提高了學(xué)生的觀察、實驗和科學(xué)研究能力。③．培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和分析解決問題的能力物理學(xué)的形成和發(fā)展是科學(xué)的思想與科學(xué)的方法論相結(jié)合的結(jié)果。普通物理學(xué)中的研究對象基本上都是理想化的物理模型，理想化模型作為從簡單研究過渡到復(fù)雜研究的一種手段，是一種重要的研究方法。利用理想化模型方法，能夠排除非本質(zhì)因素的干擾，舍棄次要因素和無關(guān)因素，突出反映事物的本質(zhì)特征從而使現(xiàn)象或過程得到簡化和理想化。在大學(xué)物理教學(xué)中，學(xué)生通過對理想模型和理想化方法的學(xué)習(xí)，不僅可以培育理工科學(xué)生的科學(xué)思想和方法，培養(yǎng)科學(xué)的抽象思維能力，同時也為今后更深入地學(xué)習(xí)和研究做好思想和方法上的準(zhǔn)備。教師通過對物理學(xué)中各類微積分問題的講解，可以讓學(xué)生形成將復(fù)雜對象或過程進行分割求和、等效替代的科學(xué)思想和微元法處理問題的方法技能。利用微積分工具在處理連續(xù)的非均勻分布的物理對象、連續(xù)的非均勻變化物理過程時，通過無限分割，將非均勻簡化為“均勻”，將變化簡化為“恒定”，將彎曲簡化為“平直”，從復(fù)雜形狀中切割出“簡單圖形”，從紛亂無序中建立“局域有序”．．．，利用有關(guān)物理規(guī)律或公式對極端簡化后的微元寫出元量后，再累積求和（積分）。微積分中充滿了科學(xué)家的智慧，用微積分方法分析和解決較為復(fù)雜的物理問題，不僅能讓學(xué)生感受到物理學(xué)研究中的美妙與神奇，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維和哲學(xué)素養(yǎng)。觀察、實驗、假說、驗證等是物理學(xué)的基本研究方法，不僅適用于自然科學(xué)的研究，也適用于其它科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和各種工作領(lǐng)域。分析、綜合、抽象、概括、歸納、演繹、類比等是物理學(xué)科中常用的科學(xué)方法，更普遍應(yīng)用于各種生活和工作活動中，科學(xué)方法可以說是一個人終身不可缺少的基本素質(zhì)。理工科學(xué)生在物理課中受到的科學(xué)方法教育，以及在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題過程中運用科學(xué)方法取得成功的經(jīng)驗，會在以后的問題中自覺地運用并逐漸得到升化。當(dāng)今后走上工作崗位，即使忘記了具體的物理概念和規(guī)律，但物理思想方法仍然能指導(dǎo)他們作為社會的人，形成善于分析問題、歸納總結(jié)、分類評價、綜合比較、概括判斷等工作方法，自覺運用內(nèi)化了的物理思想方法思考問題、解決問題，并具備實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的意識。理工科學(xué)生在普通物理中受到的物理思想方法的教育和培育，將終身受益。④．培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力物理學(xué)在長期的發(fā)展過程中，形成了一整套科學(xué)思維方法，這些思維方法是物理學(xué)的紐帶，使整個物理學(xué)體系渾然一體。在大學(xué)物理學(xué)習(xí)中了解科學(xué)家建立物理概念、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的歷史過程，循著科學(xué)家的思維方法和探索途徑來“發(fā)現(xiàn)”物理概念和規(guī)律，從而受到科學(xué)家的思維方法和研究方法的熏陶。如科學(xué)家通過抽象與概括得出了質(zhì)點、剛體、理想氣體、點電荷、試驗電荷、純電阻、純電容等物理模型來區(qū)分物理對象及過程的主要因素和次要因素，以便于思考和研究；牛頓通過分析和綜合的方法得出了最基本的力學(xué)定律——牛頓第二定律；庫侖在萬有引力定律的啟發(fā)下精心設(shè)計扭秤實驗，發(fā)現(xiàn)了電磁學(xué)史上的第一個定量規(guī)律——庫侖定律；愛因斯坦受麥克斯韋電磁場理論中的真空中光速為普適量，與光源和觀察者的運動無關(guān)的啟發(fā)，為了解釋邁克爾孫——莫雷實驗的“零結(jié)果”，提出了光速不變原理及相對性原理，在此基礎(chǔ)上建立了全新的時空理論——狹義相對論，并在狹義相對論的基礎(chǔ)上，巧妙地運用等效思維，將引力幾何化，進一步發(fā)表了廣義相對論；普朗克為了解釋黑體輻射的實驗結(jié)果，徹底打破了經(jīng)典的能量連續(xù)觀念，提出了全新的量子化概念，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。相對論和量子力學(xué)成為了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大理論支柱。通過物理課的學(xué)習(xí)，明白物理學(xué)家是如何進行研究工作的，可以幫助學(xué)生奠定科研基礎(chǔ)，提高專業(yè)素質(zhì)。學(xué)習(xí)大學(xué)物理是培養(yǎng)創(chuàng)造力的一種有效措施。在大學(xué)物理教學(xué)中，從真實的物理學(xué)認(rèn)識發(fā)展的歷史進程中，展示物理學(xué)探索過程中問題背景的演化，闡明重大物理學(xué)問題的產(chǎn)生的歷史條件，及其所導(dǎo)致的深遠(yuǎn)影響，可以培養(yǎng)學(xué)生提出科學(xué)問題的能力和獨立思考的能力。物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，它的基本理論和公式的得出過程完整地再現(xiàn)了科學(xué)家通過獨立思考、實驗、分析、綜合、創(chuàng)造和再發(fā)現(xiàn)的認(rèn)知過程。在物理學(xué)習(xí)的過程中，可以學(xué)習(xí)復(fù)制各種與物理學(xué)家曾今使用過的類似的實驗儀器，重復(fù)和驗證物理學(xué)的重要規(guī)律，使用構(gòu)建現(xiàn)代科學(xué)的系統(tǒng)方法、信息方法、統(tǒng)計方法和計算機技術(shù)進行物理系統(tǒng)的分析和研究，利用計算機仿真技術(shù)構(gòu)建一些新的實例，通過觀察分析圖表數(shù)據(jù)的變化，對實例進行研究，總結(jié)出新的結(jié)論，不斷嘗試用此方法分析和研究新的問題，在潛移默化中不斷形成和提高創(chuàng)新能力。通過本課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)人文素養(yǎng)和辯證唯物主義世界觀物理學(xué)的發(fā)展史物理學(xué)與人文學(xué)科相互融合滲透的過程，從亞里士多德時代的自然哲學(xué)到牛頓時代的經(jīng)典力學(xué)，直到現(xiàn)代物理學(xué)中的相對論和量子力學(xué)，都是物理學(xué)家的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神以及科學(xué)思維的有形體現(xiàn)。在大學(xué)物理教學(xué)中多視角、多方面、多途徑的滲透人文教育，可以提高學(xué)生的思想品質(zhì)、倫理道德和品格情操。培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和愛國主義熱情早在春秋戰(zhàn)國時期，以《墨經(jīng)》和《考工記》為代表的中國古代典籍中就大量記載了對物理現(xiàn)象的認(rèn)識和應(yīng)用，尤其是《墨經(jīng)》對力學(xué)和光學(xué)方面的探索，當(dāng)時就給出了杠桿定律的定性表述和光學(xué)方面的基本規(guī)律，完全可以與阿基米德的杠桿定律和歐幾里得的相媲美。先秦兩漢開始到隋唐五代1200年間，我國的古代物理學(xué)取得了較大發(fā)展，如漢代的透光鏡、銅鏡，東漢的渾天儀和地動儀，后漢的龍骨水車等，都在全世界的科學(xué)史上留下了光輝的一頁。通過對我國物理學(xué)史的介紹，有利于學(xué)生樹立民族自豪感和自信心，激發(fā)學(xué)生對祖國的熱愛，肩負(fù)起強烈的社會責(zé)任感和民族復(fù)興的使命感。培養(yǎng)學(xué)生的審美素養(yǎng)加深對科學(xué)美的認(rèn)識大學(xué)物理中蘊含著大量的形式多樣的科學(xué)美，如對稱、和諧、簡潔、多樣統(tǒng)一等。物理學(xué)之美包括理論之美和現(xiàn)象之美。簡潔生動的愛因斯坦相對論，對稱和諧的麥克斯韋方程組，婀娜百態(tài)的李薩茹曲線，絢麗多彩的牛頓環(huán)光斑都給人美的享受。愛因斯坦相對論是科學(xué)美的典范，集經(jīng)典物理之大成而加以發(fā)展，使空間和時間、質(zhì)量與能量、慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量、動量守恒與能量守恒、慣性系與非慣性系統(tǒng)一了起來，無論是內(nèi)容還是形式都給人美不勝收的感受。對科學(xué)美認(rèn)識越深刻，則對物理規(guī)律的理解也就越透徹，例如對“洛倫茲變換”的理解。讓我們從審美的角度來學(xué)習(xí)這組方程，理解其深刻的內(nèi)涵。首先，從簡潔美的角度理解：洛倫茲變換應(yīng)該是線性的，否則會破壞時間和空間的均勻性。其次，從對稱美的角度理解：時間和空間的地位應(yīng)該是對等的，空間和時間變換相互依賴。最后，從和諧美的角度理解：時間不再是一個獨立的參量，應(yīng)該是“時空四維坐標(biāo)”中的一個坐標(biāo)軸。大學(xué)物理中的科學(xué)美比比皆是，通過大學(xué)物理學(xué)習(xí)，能加深對科學(xué)美的認(rèn)識，提高對自然科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。③．培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀通過《大學(xué)物理》學(xué)習(xí)，會加深對辯證唯物主義認(rèn)識論、方法論的理解，如“世界是物質(zhì)的”、“運動是物質(zhì)不可分割的屬性”、“物質(zhì)的運動的發(fā)展變化是有其基本規(guī)律的”。物理學(xué)的發(fā)展與人類哲學(xué)理論的發(fā)展有著極為特殊的密切關(guān)系。大學(xué)物理教學(xué)結(jié)合物理學(xué)的具體內(nèi)容，可以生動而深刻揭示物質(zhì)第一性、物質(zhì)的運動性、對立與統(tǒng)一、量變與質(zhì)變、否定之否定等規(guī)律。從而使學(xué)生深刻領(lǐng)會辯證唯物論是關(guān)于自然界、人類社會和思維發(fā)展最一般的規(guī)律，是正確且科學(xué)的世界觀。例如：從盧瑟福對原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立，到玻爾將量子論引入原子系統(tǒng)對盧瑟福原子模型的修正，再到現(xiàn)代量子力學(xué)對玻爾原子理論的揚棄；從亞里士多德自然哲學(xué)對運動與力的關(guān)系的認(rèn)識，到牛頓在伽利略斜面實驗啟發(fā)下建立的力學(xué)運動定律，再到愛因斯坦相對論對牛頓力學(xué)的修改和發(fā)展等都會使學(xué)生體會到只有辯證唯物主義才是真正科學(xué)的世界觀，而且人類對客觀世界的認(rèn)識是永無止境的，需要我們不斷地用辯證唯物主義認(rèn)識論和方法論來進行研究。3．教師簡介4．先修課程高等數(shù)學(xué)5．課程目標(biāo)5.1知識與技能方面本課程的作用，一方面在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)；另一方面使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)思想方法和研究問題方法。這些都起著開闊思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強適應(yīng)能力，提高人才素質(zhì)的重要作用。學(xué)好本課程，不僅對學(xué)生在校的學(xué)習(xí)十分重要，而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和進一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)，不斷更新知識，都將發(fā)生深遠(yuǎn)的影響。5.2過程與方法方面本課程是在大學(xué)二年級第一學(xué)期開設(shè)的，在前期大學(xué)物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上，使學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度、掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)獨立獲取知識的能力，以盡快適應(yīng)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)規(guī)律，為培養(yǎng)具有較強工程實踐能力和工程創(chuàng)新意識的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才服務(wù)等方面所起的作用也是十分重要的。5.3情感、態(tài)度與價值觀方面培養(yǎng)學(xué)生的合作、交流與創(chuàng)新能力。6.課程內(nèi)容6.1課程的內(nèi)容概要第六章《機械振動》6.1簡諧振動6.2描述簡諧振動的物理量6.3簡諧振動的幾何表示法6.4簡諧振動的能量6.5簡諧振動的合成第七章《機械波》7.1機械波的產(chǎn)生和傳播7.2平面簡諧波的表達式7.3波的能量和能流密度7.4惠更斯原理和波的衍射7.5波的疊加原理和波的干涉7.6駐波第十七章《波動光學(xué)基礎(chǔ)》17.1光波、光源、光的相干疊加和非相干疊加17.2由分波前法產(chǎn)生的光的干涉17.3分振幅法產(chǎn)生的光的干涉——薄膜干涉17.4邁克耳孫干涉儀17.5光的衍射現(xiàn)象和惠更斯—菲涅耳原理17.6單狹縫夫瑯和費衍射17.7圓孔夫瑯和費衍射17.8衍射光柵17.9自然光和偏振光17.10光在各向同性介質(zhì)分界面上反射和折射時的偏振17.11光的雙折射現(xiàn)象第十八章《狹義相對論基礎(chǔ)》18.1力學(xué)相對性原理、伽利略變換經(jīng)典力學(xué)時空觀18.2狹義相對論的兩個基本假設(shè)和洛倫茲變換18.3狹義相對論時空觀18.4狹義相對論動力學(xué)基礎(chǔ)第十九章《量子物理基礎(chǔ)》19.1熱輻射和普朗克的輻射量子論19.2光電效應(yīng)和愛因斯坦的光量子理論19.3康普頓效應(yīng)和光的波粒二象性19.4氫原子光譜規(guī)律和玻爾的氫原子理論19.5實物粒子的波粒二象性19.6不確定關(guān)系19.7波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋19.8一維無限深勢阱19.10氫原子的量子力學(xué)處理和電子自旋19.11多電子原子和原子的殼層結(jié)構(gòu)6.2教學(xué)重點、難點第六章：重點：簡諧振動表達式、同方向同頻率簡諧振動的合成。難點：相位的概念、旋轉(zhuǎn)矢量。第七章：重點：波動方程、波的干涉。難點：波動方程。第十七章：重點：楊氏雙縫干涉、薄膜干涉、衍射光柵。難點：薄膜干涉、雙折射。第十八章：重點：狹義相對論的時空觀，狹義相對論的基本結(jié)論。難點：洛侖茲坐標(biāo)變換，相對論速度變換。第十九章：重點：愛因斯坦光電效應(yīng)方程及光的波粒二象性；玻爾的氫原子理論；德布羅意關(guān)系式，不確定關(guān)系式；波函數(shù)的統(tǒng)計解釋及條件；四個量子數(shù)；泡利不相容原理和能量最小原理。難點：光的波粒二象性；玻爾的氫原子理論；不確定關(guān)系；波函數(shù)的統(tǒng)計解釋；四個量子數(shù)的意義；泡利不相容原理和能量最小原理。6.3學(xué)時安排6.3學(xué)時安排系統(tǒng)單元教學(xué)時數(shù)教學(xué)單元數(shù)機械振動63機械波84波動光學(xué)126狹義相對論基礎(chǔ)63量子物理基礎(chǔ)126綜合復(fù)習(xí)427.課程實施7.1第六章機械振動7.1.1單元教學(xué)日期第1-2單元：第1周；第3單元：第2周；7.1.2單元教學(xué)目標(biāo)第一單元：掌握簡諧振動的特征和規(guī)律——動力學(xué)方程和振動表達式（振動方程），能夠用代數(shù)解析法、旋轉(zhuǎn)矢量法及振動曲線求解描述簡諧振動的物理量和振動方程。第二單元：能夠從彈簧振子與單擺的初始運動狀態(tài)求出振動方程。掌握簡諧振動的能量特征。會根據(jù)振動方程計算諧振子的振動速度與加速度、平均動能與平均勢能。第三單元：掌握同方向同頻率的簡諧振動的合成規(guī)律，能夠計算合振動的振幅、初相，寫出合振動方程。理解互相垂直、同頻率的兩個簡諧振動的合成規(guī)律。了解互相垂直、不同頻率的兩個簡諧振動的合成、李薩茹圖形。7.1.3單元教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）第一單元：簡諧振動，描述簡諧振動的物理量重點：簡諧振動表達式。難點：相位的概念。第二單元：簡諧振動的幾何表示法，簡諧振動的能量重點：旋轉(zhuǎn)矢量法的理解及應(yīng)用，諧振能量守恒難點：旋轉(zhuǎn)矢量法的理解及應(yīng)用第三單元：簡諧振動的合成第七章7.1機械波的產(chǎn)生和傳播重點：兩個同方向同頻率簡諧振動的合成；難點：兩個同方向同頻率簡諧振動的合成。7.1.4單元教學(xué)過程（按照參考教材章節(jié)，描述教學(xué)實施過程）索引用時/分 內(nèi)容提要教學(xué)目標(biāo)教學(xué)方法1單元第1節(jié)1.引入2.諧振定義3.諧振狀態(tài)描述4.習(xí)題1單元第2節(jié)1.實例2.確定諧振方程3.實例2單元第1節(jié)1.物理模型2