大學物理(大學理工科類的一門基礎課程)

大學物理，是大學理工科類的一門基礎課程，通過課程的學習，使學生熟悉自然界物質的結構，性質，相互作用及其運動的基本規律，為後繼專業基礎與專業課程的學習及進一步獲取有關知識奠定必要的物理基礎。但工科專業以力學基礎和電磁學為主要授課。

基本介紹

• 中文名：大學物理
• 重要性：大學理工科類的一門基礎課程
• 總章數：13章
• 學習目的：培養物理學研究問題的思路和方法
• 相關網站：大學物理網

內容簡介

本書涵蓋了教育部新制定的《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》中的核心內容，並精選了相當數量的拓展內容. 本書在修訂過程中繼承了第1版的特色，採取壓縮經典、簡化近代、突出重點的方法精選和組織內容.

全書共13章，涉及力學、熱學、電磁學、振動和波、波動光學、狹義相對論和量子物理基礎等. 每章包括基本內容之外，還包括閱讀材料、複習與小結、練習題. 內容深淺適當，講解正確清晰，敘述引人入勝，例題指導詳盡，全書聯繫實際，特別是注意介紹物理知識和物理思想在實際中的套用. 本書有電子教材和學習輔導書等配套資料.

本書可作為高等院校非物理類專業本科少學時的大學物理教材和教學參考書，也可用作高等職業教育各專業的物理教材，還可以供其他有關專業選用和廣大讀者閱讀。

基本概要

通過課程的學習，使學生逐步掌握物理學研究問題的思路和方法，在獲取知識的同時，使學生擁有建立物理模型的能力，定性分析、估算與定量計算的能力，獨立獲取知識的能力，理論聯繫實際的能力都獲得同步提高與發展。開闊思路，激發探索和創新精神，增強適應能力，提升其科學技術的整體素養。通過課程的學習，使學生掌握科學的學習方法和形成良好的學習習慣，形成辯證唯物主義的世界觀和方法論。

課程目錄

第一章 剛體的定軸轉動

[目的要求]

理解轉動慣量，掌握剛體繞定軸轉動定理； 理解力矩的功和轉動動能，動量矩和動量矩守恆定律。能熟練運用其分析和計算有關剛體定軸轉動的力學問題。

[教學內容]

1、剛體的轉動慣量，剛體繞定軸轉動定理；

2、剛體的力矩的功和轉動動能

3、剛體的動量矩和動量矩守恆定律

第二章 氣體分子運動論

[目的要求]

1、掌握理想氣體狀態方程。理解氣體的狀態參量，平衡態，理想氣體內能概念。2.理解理想氣體的壓強和溫度的統計解釋。

理解能量自由度均分原理； 理解麥克斯韋速率分布律； 了解玻耳茲曼分布律，平均碰撞頻率和自由程概念。

[教學內容]

理想氣體狀態程與理想氣體的壓強； 能量自由度均分原理； 麥克斯韋速率分布律；玻耳茲曼分布律； 平均碰撞頻率和自由程

第三章 熱力學

[目的要求]

1、掌握熱力學第一定律及其有關概念（內能、功和能量）。能熟練運用熱力學第一定律計算理想氣體等值過程和絕熱過程的內能、功和能量。

2、理解氣體的摩爾熱容量概念。

3、能計算理想氣體準靜態循環過程如卡諾循環的效率等。

4、理解熱力學第二定律的兩種表述。理解可逆過程和不可逆過程，熵，熱力學第二定律的統計意義。

[教學內容]

1、熱力學平衡態和氣體物態方程；

2、氣體分子的統計分布規律；

3、氣體內運輸過程；

4、 熱力學第一定律對理想氣體等值過程和絕熱過程的套用；

5、熱力學第二定律，可逆過程和不可逆過程及熵；

6、 固體和液體的性質；

7、相變

第四章 真空中的靜電場

[目的要求]

1、掌握電場強度，電場強度疊加原理；

2、掌握電力線，電通量，真空中的高斯定理；能熟練運用疊加原理計算一維或簡單二維問題的電場強度，能熟練運用高斯定理計算具有一定對稱性（球、軸和面對稱性）的電場分布。

3、掌握電場力的功。理解電場強度的環流。

4、掌握電勢差，電勢，電勢迭加原理及電勢（能）與電勢（能）差的計算。理解等勢面。了解電場強度與電勢梯度的關係。

[教學內容]

1、電場，電場強度疊加原理；

2、高斯定理；

3、靜電場環流定理，及電勢；電場強度與電勢梯度的關係；

4、帶電粒子在靜電場中的運動。

第五章 穩恆磁場

[目的要求]

1、掌握磁感應強度。磁通量；磁場中的高斯定理；

2、理解畢奧—沙伐定律。。能利用其計算磁感應強度；

3、理解安培力和洛侖茲力，載流線圈的磁矩，磁場對載流線圈的作用力矩。磁力功，能進行有關計算。

4、了解帶電粒子在電磁場中的運動,了解霍爾效應。

5、掌握法拉第電磁感應定律，楞次定律，電磁感應現象與能量守恆定律的關係。動生電動勢，用電子理論解釋動生電動勢。

[教學內容]

1、磁場中的高斯定理；

2、畢奧—沙伐定律；

3、安培環路定律；

4、磁場對載流線圈的作用，霍爾效應；

5、法拉第電磁感應定律，楞次定律，電磁感應現象。

第六章 機械振動與波

[目的要求]

1、掌握諧振動及其特徵量（頻率、周期、振幅和周相），

2、掌握旋轉矢量法。能建立諧振動運動學方程。理解諧振動的能量；

3、了解阻尼振動、受迫振動、共振。掌握同方向同頻率諧振動的合成；

4、理解，縱波和橫波，波速、波頻與波長的關係；

5、掌握平面簡諧波方程的物理意義，能熟練建立平面簡諧波方程或由波動方程求波長和波速等物理量；

6、了解波的能量、能流、能流密度；

7、理解惠更斯原理，波的迭加原理。能計算波的干涉加強和減弱位置；

8、了解駐波，了解都卜勒效應。

[教學內容]

1、諧振動運動學方程，旋轉矢量法，同方向不同頻率諧振動的合成；

2、機械波的產生和傳播，惠更斯原理，波的迭加原理；

3、波的干涉、現象，駐波；

4.、都卜勒效應

第七章 物理光學

[目的要求]

1、理解光矢量。了解相干光的獲得。

2、掌握楊氏雙縫干涉。能計算光程與光程差，並能運用其分析與計算干涉條紋位置，處理等厚干涉（劈尖牛頓環）。

3、理解等傾干涉。了解邁克耳遜干涉儀。

4、理解惠更斯――菲涅耳原理。能計算和確定單縫衍射條紋位置和寬度，

5、理解半波帶法。理解，能根據光柵方程計算光柵衍射主極大明條紋位置。理解光學儀器的解析度，能進行有關計算。

6、了解倫琴射線的衍射，布喇格公式。

7、理解自然光和偏振光，馬呂斯定律，反射光和折射光的偏振，布儒斯特定律。

8、了解單軸晶體中光的雙折射。

[教學內容]

1、光的干涉；

2、光的衍射；

3、幾何光學的基本原理；

4、光學儀器的基本原理；

5.光的偏振；

6、光的吸收、散射和色散；

7、光的量子性

8、現代光學基礎。

第八章 量子物理基礎

[目的要求]

1、理解原子的核模型。原子光譜的規律性。玻爾氫原子理論。能級。理解德布羅意假設並能計算波長與頻率。

2、理解實物粒子的波粒二象性。理解不確定性關係。了解電子衍射實驗。

3、理解波函式及其統計解釋。了解薛丁格方程。了解氫原子能量量子化、解動量量子化、空間量子化。了解斯特恩—蓋拉赫實驗。了解電子自旋及四個量子數。

4、了解產生雷射的基本原理。雷射的特性。

[教學內容]

1、原子光譜的規律性。玻爾氫原子理論；

2、實物粒子的波粒二象性，理解不確定性關係；

3、薛丁格方程，電子自旋及四個量子數；

4、雷射及雷射器。

實驗教學

實驗的基本內容

1.使學生通過對實驗現象的觀察、分析和對物理量的測量，學習物理實驗知識，加深對物理原理的了解。

2.培養和提高學生的科學實驗能力，其中包括：

（1）能夠通過閱讀實驗教材或資料，作好實驗前的準備；

（2）能夠藉助教材和儀器說明書，正確使用常用儀器；

（3）能夠運用物理學理論對實驗現象進行分析判斷；

（4）能夠正確記錄和處理實驗數據，正確繪製實驗圖線，分析實驗結果，總結實驗規律，撰寫合格的實驗報告；

（5）能夠獨立完成教學性的設計實驗。

3.培養和提高學生的科學實驗素質，使學生具有理論聯繫實際和實事求是的科學作風、嚴肅認真的工作態度、主動研究的探索精神，遵守紀律、團結協作和愛護公共財物的優良品德。

（八個實驗任選四個）

實驗一 楊氏彈性模量的測量

實驗二 物體轉動慣量的測定

實驗三 惠斯通電橋

實驗四 示波器的使用

實驗五 牛頓環干涉現象的研究與測量

實驗六 麥可遜干涉

實驗七 旋光儀原理及使用

實驗八 不同電極的電流場描繪

相關網站

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