《大学物理A2》课程教学大纲 University Physics A2 课程编号：130703002 学时：48 学分：3 适用对橡：理工类专业 先修课程：《高等数学》 一、课程的性质和任务 可以支撑毕业要求第12条的达成。 性质：物理学是研究物质的基本结构相互作用和物质最基本最普遍的运动方式及其相互转 化规律的学科。物理学的研究对象具有极大的普遍性。它的基本理论渗透自然科学的一切领域， 应用于生产技术的各个部门，它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。大学物理A1课程是 高等学校理工类专业学生的一门重要的必修基础课。 任务：高等学校开设大学物理A2课程的作用，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理 基础：另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。这些都起者开阔思路激发 探索和创新精神增强适应能力提高人文素质的重要作用。学好大学物理A2课程，不仅对学生 在校的学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论新技术不断更新知识，都 将发生深远的影响。大学物理A2是在低年级开设的课程，它在使学生树立正确的学习态度，掌 握科学的学习方法，培养独立获取知识的能力，以尽快适应大学阶段的学习规律等方面所起的作 用也是十分重要的。大学物理A2课程在培养学生辨证唯物主义世界观方面也起着一定的作用。 通过大学物理课的教学，应使学生对课程中的基本概念基本理论基本方法能够有比较全面和系 统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力。在大学物理课的各个教学环节中，都必须注意 在传授知识的同时着重培养能力。 二、教学目的与要求 本课程的开设目的与要求是让学生能够理解物理学的基本规律，了解物理学的基本理论在 生产技术中的重要应用，使学生在思维能力方面受到进一步的训练，培养学生分析问题.解决问 题的能力和自我独立学习的能力，突出学生创新能力的培养，使学生毕业后在实际的科学技术 工作中具有一定的适应能力和独立解决问题的能力，为学生学习专业知识和参加科学实践打下 必要的物理基础，培养学生实事求是的态度和辩证唯物主义的世界观。 三、教学内容 36
36 《大学物理 A2》课程教学大纲 University Physics A2 课程编号：130703002 学时：48 学分：3 适用对象：理工类专业 先修课程：《高等数学》 一、课程的性质和任务 可以支撑毕业要求第 1.2 条的达成。 性质：物理学是研究物质的基本结构.相互作用和物质最基本.最普遍的运动方式及其相互转 化规律的学科。物理学的研究对象具有极大的普遍性。它的基本理论渗透自然科学的一切领域， 应用于生产技术的各个部门，它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。大学物理 A1 课程是 高等学校理工类专业学生的一门重要的必修基础课。 任务：高等学校开设大学物理 A2 课程的作用，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理 基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。这些都起着开阔思路.激发 探索和创新精神.增强适应能力.提高人文素质的重要作用。学好大学物理 A2 课程，不仅对学生 在校的学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论.新技术.不断更新知识，都 将发生深远的影响。大学物理 A2 是在低年级开设的课程，它在使学生树立正确的学习态度，掌 握科学的学习方法，培养独立获取知识的能力，以尽快适应大学阶段的学习规律等方面所起的作 用也是十分重要的。大学物理 A2 课程在培养学生辨证唯物主义世界观方面也起着一定的作用。 通过大学物理课的教学，应使学生对课程中的基本概念.基本理论.基本方法能够有比较全面和系 统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力。在大学物理课的各个教学环节中，都必须注意 在传授知识的同时着重培养能力。 二、教学目的与要求 本课程的开设目的与要求是让学生能够理解物理学的基本规律，了解物理学的基本理论在 生产技术中的重要应用，使学生在思维能力方面受到进一步的训练，培养学生分析问题.解决问 题的能力和自我独立学习的能力，突出学生创新能力的培养，使学生毕业后在实际的科学技术 工作中具有一定的适应能力和独立解决问题的能力，为学生学习专业知识和参加科学实践打下 必要的物理基础，培养学生实事求是的态度和辩证唯物主义的世界观。 三、教学内容
第九章真空中的静电场 1.基本内容： 第一节库仑定律 第二节电场电场强度 第三节静电场的高斯定理 第四节静电场的高斯定理 第五节场强与电势的关系 2.教学基本要求： 掌握电荷和库仑定律电荷量子化电荷守恒电荷相互作用。掌握静电场和稳恒电场的基木概 念和基本性质。掌握电偶极矩和电偶极子的电场。熟练掌握己知电荷分布求场强分布和电势分 布的方法：由点电荷的场强和电势通过叠加原理求带电体的场强分布与电势分布：利用高斯定 理求场强分布：由场强与电势关系求场强或电势：掌握静电的电力线电通量电势能静电场环路 定理。 3.教学重点难点： 重点是电场强度电势及其计算，叠加原理高斯定理的应用，静电场中的导体，电容器。难 点是库仑定律的适用性矢量性问题，场强与电势的关系，电场与电势计算中叠加原理的应用， 有导体存在的静电场场强与电势的计算问题 4.教学建议： (1)建议重点讲解高斯定理在三种典型情况下的应用。 (2)对不同专业学生，内容略有侧重：机械土木类计算机注重基本物理概念的理解：电 气化工核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调电场对物质极化 对材料电磁场的附加影响及其在热核物理原子分子等相关物理问题方面的教学。 第十章静电场中的导体和电介质 1,基本内容： 第一节静电场中的导体 幸第二节静电场中的电介质 第三节导体的电容电容器 第四节电场的能量 2.教学基本要求： 37
37 第九章 真空中的静电场 1. 基本内容： 第一节 库仑定律 第二节 电场 电场强度 第三节 静电场的高斯定理 第四节 静电场的高斯定理 第五节 场强与电势的关系 2. 教学基本要求： 掌握电荷和库仑定律.电荷量子化.电荷守恒.电荷相互作用。掌握静电场和稳恒电场的基本概 念和基本性质。掌握电偶极矩和电偶极子的电场。熟练掌握已知电荷分布求场强分布和电势分 布的方法：由点电荷的场强和电势通过叠加原理求带电体的场强分布与电势分布；利用高斯定 理求场强分布；由场强与电势关系求场强或电势；掌握静电的电力线.电通量.电势能.静电场环路 定理。 3. 教学重点难点： 重点是电场强度.电势及其计算，叠加原理.高斯定理的应用，静电场中的导体，电容器。难 点是库仑定律的适用性.矢量性问题，场强与电势的关系，电场与电势计算中叠加原理的应用， 有导体存在的静电场场强与电势的计算问题 4. 教学建议： （1）建议重点讲解高斯定理在三种典型情况下的应用。 （2）对不同专业学生，内容略有侧重：机械.土木类.计算机注重基本物理概念的理解；电 气.化工.核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调电场对物质极化. 对材料电磁场的附加影响及其在热核物理.原子分子等相关物理问题方面的教学。 第十章 静电场中的导体和电介质 1．基本内容： 第一节 静电场中的导体 *第二节 静电场中的电介质 第三节 导体的电容 电容器 第四节 电场的能量 2.教学基本要求：
掌握静电场中的金属导体静电平衡条件和特征，掌握电容的概念和电容计算。了解静电屏 蔽。了解静电场中电介质极化极化强度，掌握电位移.电容率介质中的高斯定理。掌握电场能量 密度能量计算。掌握电流电流密度概念，掌握电源电动势的定义。 3教学重点难点： 重点是金属导体静电平衡条件，难点是电介质及其极化极化强度 4.敦学建议： (1)建议讲解导体中的静电场时要与电工学的知识相联系。 (2)对不同专业学生，内容略有侧重：机械土木类计算机电气类专业注重基本物理概念 的理解：对化工核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调在热核 物理原子分子等相关物理问题。 第十一章稳恒磁场 1.基本内容： 第一节稳恒电流的基本概念 第二节磁场磁感应强度 第三节磁场的高斯定理 第四节毕奥一萨伐尔定律 第五节安培环路定理 第六节安培力安培定律 *第七节磁力的功 第八节磁场对运动电荷的作用力 *第九节带电粒子在电场或磁场中的运动 2.教学基本要求： 掌握磁感强度B概念及，能应用毕一萨定律计算一些简单问题中的磁感强度。熟练掌握磁 通量计算磁场高斯定理和安培环路定理，能运用安培环路定理计算对称性磁场。掌握安培定理 和洛仑兹力公式，掌握磁矩的概念，能计算简单几何形状载流导体和截流平面线圈在磁场中所 受的力和力矩：能分析点电荷在均匀电磁场（包括纯电场纯磁场）中受力和运动的简单情况。 了解顺磁质抗磁质和铁磁质的磁化特性及磁化机理。掌握有介质存在时的安培环路定理.磁场强 度磁导率相对磁导率。了解霍耳效应。了解电磁场的统一性和相对性。 3.教学重点难点 38
38 掌握静电场中的金属导体静电平衡条件和特征，掌握电容的概念和电容计算。了解静电屏 蔽。了解静电场中电介质极化.极化强度，掌握电位移.电容率.介质中的高斯定理。掌握电场能量 密度.能量计算。 掌握电流.电流密度概念，掌握电源电动势的定义。 3.教学重点难点： 重点是金属导体静电平衡条件，难点是电介质及其极化.极化强度 4.教学建议： （1）建议讲解导体中的静电场时要与电工学的知识相联系。 （2）对不同专业学生，内容略有侧重：机械.土木类.计算机.电气类专业注重基本物理概念 的理解；对化工.核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调在热核 物理.原子分子等相关物理问题。 第十一章 稳恒磁场 1．基本内容： 第一节 稳恒电流的基本概念 第二节 磁场 磁感应强度 第三节 磁场的高斯定理 第四节 毕奥—萨伐尔定律 第五节 安培环路定理 第六节 安培力 安培定律 *第七节 磁力的功 第八节 磁场对运动电荷的作用力 *第九节 带电粒子在电场或磁场中的运动 2. 教学基本要求： 掌握磁感强度 B 概念及，能应用毕一萨定律计算一些简单问题中的磁感强度。熟练掌握磁 通量计算.磁场高斯定理和安培环路定理，能运用安培环路定理计算对称性磁场。掌握安培定理 和洛仑兹力公式，掌握磁矩的概念，能计算简单几何形状载流导体和截流平面线圈在磁场中所 受的力和力矩；能分析点电荷在均匀电磁场（包括纯电场.纯磁场）中受力和运动的简单情况。 了解顺磁质.抗磁质和铁磁质的磁化特性及磁化机理。掌握有介质存在时的安培环路定理.磁场强 度.磁导率.相对磁导率。了解霍耳效应。了解电磁场的统一性和相对性。 3. 教学重点难点：
重点是毕一萨定律及应用磁场安培环路定理及应用安培定律和洛仑兹力。难点是应用毕 萨定律及叠加原理求磁场安培定律的应用及破力矩的计算。 4.教学建议： (1)建议对毕一萨定律重在理解，对稳恒磁场的安培环路定理及应用要与实际应用相联系 (2)对不同专业学生，内容略有侧重：机械土木类专业注重基本物理概念的理解：计算机 电气类专业既要强调基本概念的理解，可适当拓宽相关电学物理问题的应用：对化工核专业相 关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调在热核物理原子分子等相关物理问愿。 第十二章电磁感应电磁场与电磁波 1基本内容： 第一节电磁感应定律 第二节动生电动势 第三节感生电动势 *第四节电磁感应现象的应用 第五节自感和互感 第六节磁场的能量 第七节位移电流 第八节麦克斯韦方程组 第九节电磁振荡电磁波 2.教学基本要求 熟练掌握法拉第电磁感应定律楞次定律，能用它们分析一些较简单的电磁感应现象。掌握 动生电动势和感生电动势计算，掌握涡旋电场的概念，了解感应电动势的相对性涡电流。了解 自感现象互感现象，了解自感系数互感系数的计算方法了解自感电动势。掌握位移电流全电流 定律麦克斯韦方程组的积分形式。了解电偶极子振荡，电磁波产生和传播平面电磁波的性质.电 磁波谱。 3.教学重点难点： 重点是法拉第电磁感应定律楞次定律动生电动势涡旋电场.感生电动势和麦克斯韦方程 组。难点是对法拉第电磁感应定律。楞次定律物理意义的理解，一般动生电动势的计算和和方向 确定，对涡旋电场和感生电动势的理解。 4教学建议： (1)建议讲解电磁感应定律及其在动生电动势方面的应用，讲解磁场与电磁波应与现代电 39
39 重点是毕一萨定律及应用.磁场安培环路定理及应用.安培定律和洛仑兹力。难点是应用毕一 萨定律及叠加原理求磁场.安培定律的应用及磁力矩的计算。 4. 教学建议： （1）建议对毕一萨定律重在理解，对稳恒磁场的安培环路定理及应用要与实际应用相联系。 （2）对不同专业学生，内容略有侧重：机械.土木类专业注重基本物理概念的理解；计算机. 电气类专业既要强调基本概念的理解，可适当拓宽相关电学物理问题的应用；对化工.核专业相 关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调在热核物理.原子分子等相关物理问题。 第十二章 电磁感应电磁场与电磁波 1.基本内容： 第一节 电磁感应定律 第二节 动生电动势 第三节 感生电动势 *第四节 电磁感应现象的应用 第五节 自感和互感 第六节 磁场的能量 第七节 位移电流 第八节 麦克斯韦方程组 第九节 电磁振荡 电磁波 2. 教学基本要求： 熟练掌握法拉第电磁感应定律.楞次定律，能用它们分析一些较简单的电磁感应现象。掌握 动生电动势和感生电动势计算，掌握涡旋电场的概念，了解感应电动势的相对性.涡电流。了解 自感现象互感现象，了解自感系数.互感系数的计算方法.了解自感电动势。掌握位移电流.全电流 定律.麦克斯韦方程组的积分形式。了解电偶极子振荡.电磁波产生和传播.平面电磁波的性质.电 磁波谱。 3. 教学重点难点： 重点是法拉第电磁感应定律.楞次定律.动生电动势.涡旋电场.感生电动势和麦克斯韦方程 组。难点是对法拉第电磁感应定律. 楞次定律物理意义的理解，一般动生电动势的计算和和方向 确定，对涡旋电场和感生电动势的理解。 4.教学建议： （1）建议讲解电磁感应定律及其在动生电动势方面的应用，讲解磁场与电磁波应与现代电
子技术和通信技术相联系。 (2)对不同专业学生，内容略有侧重：机械土木类类专业注重基本物理概念的理解：对计 算机电气类学生强调磁场.电磁波的教学，及其与现代电子技术和通信技术的联系和应用：对化 工核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调在热核物理原子分子等相 关物理问题。 第十三章光的干涉 1、基本内容 第一节相干光及获得光程差 第二节杨氏双缝干涉 第三节薄膜干涉劈尖干涉牛顿环 *第四节迈克尔逊干涉仪 •第五节空间相干性与时间相干性 2.教学基本要求： 了解光的衍射条件光的衍射现象分类。掌握单缝夫琅禾费衍射条纹的分布规律惠更斯一菲 涅耳原理半波带法。掌捉衍射光栅的光栅公式及其应用光栅衍射的缺级公式。了解光学仪器的 最小分辩角和分辩率。了解X射线的衍射现象布喇格公式的物理意义。 3.教学重点难点： 重点是光程，光程差，光的相干条件，光的干涉加强和干涉减弱条件，扬氏双缝干涉薄膜 干涉.劈尖干涉。难点是相干光在不同介质界面反射时半波损失和附加光程差的确定，干涉条纹 的移动与光程差变化之间的关系确定。 4.教学建议： (1)建议重点讲清楚相位差与光程差及其两者的关系，适当介绍薄膜干涉在现代光学工程 技术中的应用。 (2)对不同专业学生，内容略有侧重：机械土木类计算机电气类专业注重基本物理概念 的理解：对化工核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调光在媒质中 传播时产生相关物理现象的解析及物理问题的应用。 第十四章光的衍射 1.基本内容： 第一节光的衍射现象惠更斯一菲涅耳原理 第二节夫琅和费单缝衍射 40
40 子技术和通信技术相联系。 （2）对不同专业学生，内容略有侧重：机械.土木类类专业注重基本物理概念的理解；对计 算机.电气类学生强调磁场.电磁波的教学，及其与现代电子技术和通信技术的联系和应用；对化 工.核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调在热核物理.原子分子等相 关物理问题。 第十三章 光的干涉 1、 基本内容： 第一节 相干光及获得 光程差 第二节 杨氏双缝干涉 第三节 薄膜干涉 劈尖干涉 牛顿环 *第四节 迈克尔逊干涉仪 *第五节 空间相干性与时间相干性 2. 教学基本要求： 了解光的衍射条件.光的衍射现象分类。掌握单缝夫琅禾费衍射条纹的分布规律.惠更斯—菲 涅耳原理.半波带法。掌握衍射光栅的光栅公式及其应用.光栅衍射的缺级公式。了解光学仪器的 最小分辩角和分辩率。了解 X 射线的衍射现象.布喇格公式的物理意义。 3. 教学重点难点： 重点是 光程，光程差，光的相干条件，光的干涉加强和干涉减弱条件，扬氏双缝干涉.薄膜 干涉.劈尖干涉。难点是相干光在不同介质界面反射时半波损失和附加光程差的确定，干涉条纹 的移动与光程差变化之间的关系确定。 4. 教学建议： （1）建议重点讲清楚相位差与光程差及其两者的关系，适当介绍薄膜干涉在现代光学工程 技术中的应用。 （2）对不同专业学生，内容略有侧重：机械.土木类.计算机.电气类专业注重基本物理概念 的理解；对化工.核专业相关专业学生，既要注重基本物理概念的理解理，同时强调光在媒质中 传播时产生相关物理现象的解析及物理问题的应用。 第十四章 光的衍射 1. 基本内容： 第一节 光的衍射现象 惠更斯—菲涅耳原理 第二节 夫琅和费单缝衍射