《大学物理AIⅡ》教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名： 大学物理AⅡ 课程英文名： College Physics AIl 课程代码： 44510002 课程学分： 3.5 总学时数： 56 课程类别： 通识教育课程 课程性质： 必修 开课学院： 物理与电子工程学院 材料成型及控制工程、复合材料与工程、高分子材料与工程、金属材 料工程、无机非金属材料工程、无机非金属材料工程（光电材料与器 件)、治金工程、电气工程及其自动化、电子信息工程、电子信息科学 与技术、农业电气化与自动化、生物医学工程、自动化、机械电子工 程、机械设计制造及其自动化、机械设计制造及其自动化（模具）、农 适用专业： 业机械化及其自动化、通信工程、数学与应用数学、数学与应用数学 (师范)、信息与计算科学、建筑环境与设备工程、热能与动力工程（电 厂热能工程及其自动化)、热能与动力工程（工程热物理与节能减排技 术)、热能与动力工程（流体机械及其自动化）、新能源科学与工程、车 辆工程、交通运输（汽车运用及物流工程）、热能与动力工程（动力机械 工程及自动化)、食品科学与工程（食品机械及其自动化）、土木工程（建 筑工程)、土木工程（交通土建工程）。 先修课程： 高等数学 后续课程： 专业课程 《普通物理学》：程守洙、江之永主编：高等教育出版社，2016年5月第七 选用教材： 版 课程网址： https://mooc1-3.chaoxing.com/course/80925584.html 二、课程性质与课程目标 （一）课程性质 物理学内容丰富、涉及面广，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，应用于生产技术的各 个部门，它是自然科学的一切领域和工程技术的基础。以物理学基础为内容的大学物理课程，是高 等学校工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。 本课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个 1/9
1 / 9 《大学物理 AII》教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名： 大学物理 AII 课程英文名： College Physics AII 课程代码： 44510002 课程学分： 3.5 总学时数： 56 课程类别： 通识教育课程 课程性质： 必修 开课学院： 物理与电子工程学院 适用专业： 材料成型及控制工程、复合材料与工程、高分子材料与工程、金属材 料工程、无机非金属材料工程、无机非金属材料工程(光电材料与器 件)、冶金工程、电气工程及其自动化、电子信息工程、电子信息科学 与技术、农业电气化与自动化、生物医学工程、自动化、机械电子工 程、机械设计制造及其自动化、机械设计制造及其自动化(模具)、农 业机械化及其自动化、通信工程、数学与应用数学、数学与应用数学 (师范)、信息与计算科学、建筑环境与设备工程、热能与动力工程(电 厂热能工程及其自动化)、热能与动力工程(工程热物理与节能减排技 术)、热能与动力工程(流体机械及其自动化)、新能源科学与工程、车 辆工程、交通运输(汽车运用及物流工程)、热能与动力工程(动力机械 工程及自动化)、食品科学与工程(食品机械及其自动化)、土木工程(建 筑工程)、土木工程(交通土建工程) 。 先修课程： 高等数学 后续课程： 专业课程 选用教材： 《普通物理学》；程守洙、江之永主编；高等教育出版社，2016 年 5 月第七 版 课程网址： https://mooc1-3.chaoxing.com/course/80925584.html 二、课程性质与课程目标 （一）课程性质 物理学内容丰富、涉及面广，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，应用于生产技术的各 个部门，它是自然科学的一切领域和工程技术的基础。以物理学基础为内容的大学物理课程，是高 等学校工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。 本课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个
科学工作者和工程技术人员所必备的。本课程在为学生系统地打好必要的物理基础，培养学生树立 科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面，具 有其他课程不能替代的重要作用。同时，本课程对于学生的表达能力、沟通技能、终身学习能力的 培养都将起到积极的作用。 (二)课程目标 课程目标1：思政目标。通过课程的学习，结合物理学发展史和现代物理学科进展，弘扬我国 优秀的传统文化、爱国主义、社会主义核心价值观等。通过著名科学家的事迹介绍，培养学生热爱 科学、勤于观察、勇于探索、持之以恒的科学精神。通过科学前沿进展介绍，增强同学们的自信心 和民族自豪感，激发学生的爱国主义情怀。通过学习物理中的定律、定理和守恒律内容，培养学生 辩证唯物主义世界观和自然观。 课程目标2：知识目标。通过本课程的学习，使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方 法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。 课程目标3：能力目标。通过本课程的学习，使学生学会运用基本概念和基本规律来分析、处 理常见物理问题的基本方法。同时培养科学的思考方法和研究问题、判断正误的一般思路。在自主 学习、运算技巧和抽象思维能力等方面均能受到一个初步而又严格的训练。 课程目标4：素养目标。通过本课程的学习，使学生能够基于工程相关背景知识，对其中的物 理元素进行分析，通过信息综合得到合理结论，并能清晰表达和建立简单的物理模型。同时培养学 生终身学习意识，提高不断学习和适应社会技术高速发展的能力，并潜移默化地提升其科学素养。 注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准： 三、课程内容与教学要求 第四章相对论基础 (一)课程内容 1.狭义相对论基本原理及洛伦兹坐标及速度变换： 2.狭义相对论时空观： 3.狭义相对论动力学基础。 (二)教学要求 1.理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。 2.掌握洛伦兹坐标变换。理解狭义相对论中同时性的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念。 理解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及两者的差异。 3.理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。 2/9
2 / 9 科学工作者和工程技术人员所必备的。本课程在为学生系统地打好必要的物理基础，培养学生树立 科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面，具 有其他课程不能替代的重要作用。同时，本课程对于学生的表达能力、沟通技能、终身学习能力的 培养都将起到积极的作用。 （二）课程目标 课程目标 1：思政目标。通过课程的学习，结合物理学发展史和现代物理学科进展，弘扬我国 优秀的传统文化、爱国主义、社会主义核心价值观等。通过著名科学家的事迹介绍，培养学生热爱 科学、勤于观察、勇于探索、持之以恒的科学精神。通过科学前沿进展介绍，增强同学们的自信心 和民族自豪感，激发学生的爱国主义情怀。通过学习物理中的定律、定理和守恒律内容，培养学生 辩证唯物主义世界观和自然观。 课程目标 2： 知识目标。通过本课程的学习，使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方 法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。 课程目标 3： 能力目标。通过本课程的学习，使学生学会运用基本概念和基本规律来分析、处 理常见物理问题的基本方法。同时培养科学的思考方法和研究问题、判断正误的一般思路。在自主 学习、运算技巧和抽象思维能力等方面均能受到一个初步而又严格的训练。 课程目标 4： 素养目标。通过本课程的学习，使学生能够基于工程相关背景知识，对其中的物 理元素进行分析，通过信息综合得到合理结论，并能清晰表达和建立简单的物理模型。同时培养学 生终身学习意识，提高不断学习和适应社会技术高速发展的能力，并潜移默化地提升其科学素养。 注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准； 三、课程内容与教学要求 第四章 相对论基础 （一）课程内容 1. 狭义相对论基本原理及洛伦兹坐标及速度变换； 2. 狭义相对论时空观； 3. 狭义相对论动力学基础。 （二）教学要求 1. 理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。 2. 掌握洛伦兹坐标变换。理解狭义相对论中同时性的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念。 理解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及两者的差异。 3. 理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系
(三)重点与难点 1.重点 狭义相对论基本原理及洛伦兹变换。 2.难点 狭义相对论时空观。 第五章气体动理论 (一)课程内容 1.理想气体模型和状态方程： 2.理想气体的压强和温度公式： 3.能量按自由度均分定理及理想气体内能： 4.麦克斯韦速率分布律： 5.重力场中粒子按高度的分布： 6.分子碰撞频率和平均自由程。 (二)教学要求 1.了解气体分子热运动的图像。理解理想气体的压强公式和温度公式，通过推导气体压强公 式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本 质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念，了解系统的宏观 性质是微观运动的统计表现。 2.通过理想气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，并会应用该定 理计算理想气体内能。 3.了解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。了解气体分子热运 动的平均速率、均方根速率、最概然速率，了解玻耳兹曼能量分布律。 4.了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。 (三)重点与难点 1.重点 理想气体处于平衡态时的状态方程及其压强和温度公式：能量按自由度均分定理和理想气 体的内能公式。 2.难点 从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念：麦克斯韦速率分布律。 第六章热力学基础 （一)课程内容 1.热力学第一定律的描述及其在准静态过程中的应用： 2.循环过程及卡诺循环讨论： 3.热力学第二定律描述及其统计意义： 3/9
3 / 9 （三）重点与难点 1.重点 狭义相对论基本原理及洛伦兹变换。 2.难点 狭义相对论时空观。 第五章 气体动理论 （一）课程内容 1. 理想气体模型和状态方程； 2. 理想气体的压强和温度公式； 3. 能量按自由度均分定理及理想气体内能； 4. 麦克斯韦速率分布律； 5. 重力场中粒子按高度的分布； 6. 分子碰撞频率和平均自由程。 （二）教学要求 1. 了解气体分子热运动的图像。理解理想气体的压强公式和温度公式，通过推导气体压强公 式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本 质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念，了解系统的宏观 性质是微观运动的统计表现。 2. 通过理想气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，并会应用该定 理计算理想气体内能。 3. 了解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。了解气体分子热运 动的平均速率、均方根速率、最概然速率，了解玻耳兹曼能量分布律。 4. 了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。 （三）重点与难点 1.重点 理想气体处于平衡态时的状态方程及其压强和温度公式；能量按自由度均分定理和理想气 体的内能公式。 2.难点 从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念；麦克斯韦速率分布律。 第六章 热力学基础 （一）课程内容 1. 热力学第一定律的描述及其在准静态过程中的应用； 2. 循环过程及卡诺循环讨论； 3. 热力学第二定律描述及其统计意义；
4.可逆过程和不可逆过程： 5.熵和熵增原理。 (二)教学要求 1.掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学第一定律。能分析、计算理想气体等 体、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。 2.了解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定律及其统计意义。了解熵的物理意义及其 玻耳兹曼表达式。 3.了解热学的发展背景与社会工业革命之间的相互促进关系，引导学生培养科技兴国的理念。 (三)重点与难点 1.重点 热力学第一定律及其应用：循环过程：热力学第二定律描述。 2.难点 热力学第一定律及其应用：熵及其熵增原理。 第十章机械振动和电磁振荡 (一)课程内容 1.谐振动及其讨论： 2.一维谐振动的合成。 (二)教学要求 1.掌握描述简谐振动的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。 2.理解旋转矢量法。 3.掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出 一维简谐振动的振动表达式，并理解其物理意义。 4.理解同方向、同频率的几个简谐振动的合成规律。 (三)重点与难点 1.重点 简谐振动的各物理量意义：简谐振动的描述方法及其旋转矢量图的应用：简谐振动表达式 的推导。 2.难点 旋转矢量图的应用和简谐振动表达式的推导：一维谐振动的合成。 第十一章机械波和电磁波 (一)课程内容 1.机械波的产生和传播： 2.平面简谐波的波函数： 3.波的能量和波的强度： 4/9
4 / 9 4. 可逆过程和不可逆过程； 5. 熵和熵增原理。 （二）教学要求 1. 掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学第一定律。能分析、计算理想气体等 体、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。 2. 了解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定律及其统计意义。了解熵的物理意义及其 玻耳兹曼表达式。 3. 了解热学的发展背景与社会工业革命之间的相互促进关系，引导学生培养科技兴国的理念。 （三）重点与难点 1.重点 热力学第一定律及其应用；循环过程；热力学第二定律描述。 2.难点 热力学第一定律及其应用；熵及其熵增原理。 第十章 机械振动和电磁振荡 （一）课程内容 1. 谐振动及其讨论； 2. 一维谐振动的合成。 （二）教学要求 1. 掌握描述简谐振动的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。 2. 理解旋转矢量法。 3. 掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出 一维简谐振动的振动表达式，并理解其物理意义。 4. 理解同方向、同频率的几个简谐振动的合成规律。 （三）重点与难点 1.重点 简谐振动的各物理量意义；简谐振动的描述方法及其旋转矢量图的应用；简谐振动表达式 的推导。 2.难点 旋转矢量图的应用和简谐振动表达式的推导；一维谐振动的合成。 第十一章 机械波和电磁波 （一）课程内容 1. 机械波的产生和传播； 2. 平面简谐波的波函数； 3. 波的能量和波的强度；
4.惠更斯原理： 5.波的叠加干涉及其驻波： 6.多普勒效应。 (二)教学要求 1.理解机械波的产生条件，掌握由己知质点的简谐振动方程得出平面简谐波的波函数的方法 及波函数的物理意义。理解波形图线。 2. 了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。 3.了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定 相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。 4.理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。 了解机械波的多普勒效应。 6.了解电磁波的性质。 (三)重点与难点 1.重点 平面简谐波的波函数的求解及波函数的物理意义：波的叠加干涉的强弱分布规律。 2.难点 平面简谐波波函数的求解：驻波：机械波的多普勒效应。 第十二章光学 (一)课程内容 1.光源和相干光： 2.双缝干涉： 3.光程和光程差： 4.薄膜干涉： 5.迈克尔逊干涉仪： 6.光的衍射现象和惠更斯-菲涅尔原理： 7.单缝和圆孔的夫琅禾费衍射： 8 光学仪器的分辨本领： 9.光栅衍射和X射线衍射： 10.光的偏振态： 11.起偏和检偏及其马吕斯定律： 12.反射和折射时光的偏振： 13.光的双折射。 (二)教学要求 1.理解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。 5/9
5 / 9 4. 惠更斯原理； 5. 波的叠加干涉及其驻波； 6. 多普勒效应。 （二）教学要求 1. 理解机械波的产生条件，掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波的波函数的方法 及波函数的物理意义。理解波形图线。 2. 了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。 3. 了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定 相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。 4. 理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。 5. 了解机械波的多普勒效应。 6. 了解电磁波的性质。 （三）重点与难点 1.重点 平面简谐波的波函数的求解及波函数的物理意义；波的叠加干涉的强弱分布规律。 2.难点 平面简谐波波函数的求解；驻波；机械波的多普勒效应。 第十二章 光学 （一）课程内容 1. 光源和相干光； 2. 双缝干涉； 3. 光程和光程差； 4. 薄膜干涉； 5. 迈克尔逊干涉仪； 6. 光的衍射现象和惠更斯-菲涅尔原理； 7. 单缝和圆孔的夫琅禾费衍射； 8. 光学仪器的分辨本领； 9. 光栅衍射和 X 射线衍射； 10. 光的偏振态； 11. 起偏和检偏及其马吕斯定律； 12. 反射和折射时光的偏振； 13. 光的双折射。 （二）教学要求 1. 理解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系