《大學(xué)物理B》課程教學(xué)大綱

《大學(xué)物理B》課程教學(xué)大綱課程編號：0612509課程總學(xué)時(shí)/學(xué)分：64/3.5（其中理論64學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)必修課一、教學(xué)目的和任務(wù)物理學(xué)是自然科學(xué)的許多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。大學(xué)物理課程是高等院校理科各專業(yè)學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)必修課。它包括的經(jīng)典物理、近代物理和物理在科學(xué)技術(shù)上應(yīng)用的初步知識(shí)等都是一個(gè)高級工程人員所必備的。開設(shè)本課程的任務(wù)，在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法和研究問題的方法，同時(shí)對學(xué)生樹立辯證唯物主義的世界觀，對開闊思維、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強(qiáng)適應(yīng)能力、提高人才素質(zhì)等方面都起著重要的作用。通過大學(xué)物理課的教學(xué)，使學(xué)生對課程中的基本概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和正確的理解，并具有初步應(yīng)用的能力。二、教學(xué)基本要求要求學(xué)生對課程中的基本概念、基本理論、基本方法能夠有比較全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和正確的理解，牢固把握涉及的原理、定律和定理的涵義、適用范圍和條件。要求學(xué)生能較熟練的應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題。學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法和研究問題的方法，同時(shí)樹立辯證唯物主義的世界觀，開闊思維、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強(qiáng)適應(yīng)能力，為專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第一章質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）明確質(zhì)點(diǎn)、位移、速度和加速度的概念，指出速度和加速度的矢量性、瞬時(shí)性和相對性，明確平均量與瞬時(shí)量的區(qū)別。（2）理解運(yùn)動(dòng)方程的物理意義及作用。掌握運(yùn)用運(yùn)動(dòng)方程確定質(zhì)點(diǎn)的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度和初始條件求速度、運(yùn)動(dòng)方程的方法。教學(xué)重點(diǎn)：描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本物理量教學(xué)難點(diǎn)：各物理量關(guān)系的矢量表達(dá)及意義。第二章力動(dòng)量能量（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）明確功、動(dòng)能、勢能、機(jī)械能的物理意義。（2）理解機(jī)械能守恒定律的適用條件，明確能的轉(zhuǎn)變和守恒定律是一個(gè)重要的客觀規(guī)律。（3）明確動(dòng)量的物理意義、動(dòng)量與沖量的區(qū)別和聯(lián)系。（4）掌握用動(dòng)量守恒定律研究碰撞問題的方法。教學(xué)重點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理和動(dòng)能定理教學(xué)難點(diǎn)：外力、內(nèi)力、保守力等概念及其作用特點(diǎn)第三章剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）理解描寫剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物理量，并掌握角量與線量的關(guān)系。（2）理解力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量概念，掌握剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定理。（3）理解角動(dòng)量概念，掌握質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)及剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)情況下的角動(dòng)量守恒問題。（4）理解剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能概念，能在有剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的問題中正確地應(yīng)用機(jī)械能守恒定律。教學(xué)重點(diǎn)：剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定理和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定理。教學(xué)難點(diǎn)：角動(dòng)量概念和角動(dòng)量守恒問題。第四章氣體動(dòng)理論（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的圖像。（2）理解理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式，通過推導(dǎo)氣體壓強(qiáng)公式，了解從提出模型、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均、建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系，到闡明宏觀量的微觀本質(zhì)的思想和方法。能從宏觀和微觀兩方面理解壓強(qiáng)和溫度等概念。了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)。（3）了解自由度概念，理解能量均分定理，會(huì)計(jì)算理想氣體（剛性分子模型）的定體摩爾熱容、定壓摩爾熱容和內(nèi)能。（4）了解麥克斯韋速率分布律、速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義。了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的三種統(tǒng)計(jì)速度。教學(xué)重點(diǎn)：提出理想氣體模型，建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系，闡明宏觀量的微觀本質(zhì)的思想和方法。教學(xué)難點(diǎn)：建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系。第五章熱力學(xué)基礎(chǔ)（5學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）掌握熱力學(xué)第一定律，能分析、計(jì)算理想氣體在等體、等壓、等溫和絕熱過程中的功、熱量和內(nèi)能的改變量。（2）理解循環(huán)的意義和循環(huán)過程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，會(huì)計(jì)算卡諾循環(huán)和其它簡單循環(huán)的效率。（3）了解熱力學(xué)第二定律。教學(xué)重點(diǎn)：用熱力學(xué)第一定律分析理想氣體在等體、等壓、等溫和絕熱過程中的功、熱量和內(nèi)能的改變量。教學(xué)難點(diǎn)：熱力學(xué)第二定律和熵增加原理。第六章靜電場（8學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）掌握描述靜電場的兩個(gè)物理量——電場強(qiáng)度和電勢的概念，理解電場強(qiáng)度是矢量點(diǎn)函數(shù)，而電勢V則是標(biāo)量點(diǎn)函數(shù)。（2）理解高斯定理及靜電場的環(huán)路定理是靜電場的兩個(gè)重要定理，它們表明靜電場是有源場和保守場。（3）理解靜電場中導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)的條件，并能從靜電平衡條件來分析帶電導(dǎo)體在靜電場中的電荷分布。（4）理解電容的定義，并能計(jì)算幾何形狀簡單的電容器的電容。教學(xué)重點(diǎn)：電場強(qiáng)度和電勢，高斯定理及靜電場的環(huán)路定理。教學(xué)難點(diǎn)：電場強(qiáng)度和電勢的關(guān)系。第七章恒定磁場（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）掌握描述磁場的物理量——磁感強(qiáng)度的概念，理解它是矢量點(diǎn)函數(shù)。（2）理解畢奧－薩伐爾定律，能利用它計(jì)算一些簡單問題中的磁感強(qiáng)度。（3）理解穩(wěn)恒磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理.理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感強(qiáng)度的條件和方法。教學(xué)重點(diǎn)：磁感強(qiáng)度的概念，穩(wěn)恒磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理。教學(xué)難點(diǎn)：畢奧－薩伐爾定律計(jì)算磁感強(qiáng)度。第八章電磁感應(yīng)電磁場（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）掌握并能熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢，并判明其方向。（2）理解動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢的本質(zhì).了解有旋電場的概念。（3）了解自感和互感的現(xiàn)象,會(huì)計(jì)算幾何形狀簡單的導(dǎo)體的自感和互感。（4）了解位移電流和渦旋電場的基本概念以及麥克斯韋方程組（積分形式）的物理意義。教學(xué)重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律。教學(xué)難點(diǎn)：位移電流和渦旋電場的基本概念以及麥克斯韋方程組第九章振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）掌握描述簡諧運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量（特別是相位）的物理意義及各量間的關(guān)系。（2）掌握描述簡諧運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)矢量法和圖線表示法，并會(huì)用于簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的討論和分析。（3）掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的基本特征，能建立一維簡諧運(yùn)動(dòng)的微分方程，能根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程，并理解其物理意義。（4）理解同方向、同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律，了解拍和相互垂直簡諧運(yùn)動(dòng)合成的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：簡諧運(yùn)動(dòng)的基本特征及描述教學(xué)難點(diǎn)：簡諧運(yùn)動(dòng)的合成規(guī)律。第十章波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）掌握描述簡諧波的各物理量及各量間的關(guān)系。（2）理解機(jī)械波產(chǎn)生的條件.掌握由已知質(zhì)點(diǎn)的簡諧運(yùn)動(dòng)方程得出平面簡諧波的波函數(shù)的方法.理解波函數(shù)的物理意義.了解波的能量傳播特征及能流、能流密度概念。（3）了解惠更斯原理和波的疊加原理.理解波的相干條件，能應(yīng)用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振幅加強(qiáng)和減弱的條件。（4）了解機(jī)械波的多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生的原因。教學(xué)重點(diǎn)：平面簡諧波的波函數(shù)及物理意義。教學(xué)難點(diǎn)：波的疊加，波的干涉。第十一章波動(dòng)光學(xué)（8學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）理解相干光的條件及獲得相干光的方法。能分析楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置。掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系，理解在什么情況下的反射光有相位躍變。了解邁克耳孫干涉儀的工作原理。（2）了解惠更斯－菲涅耳原理及它對光的衍射現(xiàn)象的定性解釋。理解用波帶法來分析單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射條紋分布規(guī)律的方法，會(huì)分析縫寬及波長對衍射條紋分布的影響。了解衍射對光學(xué)儀器分辨率的影響。（3）理解光柵衍射公式,會(huì)確定光柵衍射譜線的位置，會(huì)分析光柵常數(shù)及波長對光柵衍射譜線分布的影響。（4）理解自然光與偏振光的區(qū)別;理解布儒斯特定律和馬呂斯定律;了解線偏振光的獲得方法和檢驗(yàn)方法。教學(xué)重點(diǎn)：光的干涉和衍射教學(xué)難點(diǎn)：光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系第十一章波和粒子（5學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：（1）了解熱輻射的能量按頻率分布曲線.理解普朗克量子假設(shè)。（2）了解經(jīng)典物理理論在說明光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律時(shí)所遇到的困難。理解愛因斯坦光子假設(shè)，掌握愛因斯坦方程。（3）了解康普頓效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，以及愛因斯坦的光子理論對這個(gè)效應(yīng)的解釋。理解光的波粒二象性。（4）了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律及玻爾氫原子理論。（5）了解德布羅意假設(shè)及電子衍射實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)物粒子的波粒二象性，了解描述物質(zhì)波動(dòng)性的物理量（波長、頻率）和描述粒子性的物理量（動(dòng)量、能量）之間的關(guān)系。（6）了解波函數(shù)及其統(tǒng)計(jì)解釋。教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：薛定諤方程處理一維無限深勢阱等微觀物理問題。四、推薦教材及參考書目[1]祝之光.《物理學(xué)》第四版，高等教育出版社2012[2]馬文蔚.《物理學(xué)》第六版（上下冊），高等教育出版社201