(3)科学美感一一引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和 谐统一等美学特征,培养学生的科学审美观,使学生学会用美学的观点欣赏和发据科学的 内在规律,逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。 三、学时数及分配 学时分配表 章次 课程教学内容 总学时理论(习题)课时 说明 1运动和力 运动定律与力学中的守恒定律 2 刚体的转动 相对论基础 4机械振动 4688 8346 5机械波 6气体动理论基础* 本专业不讲 7热力学基础* 本专业不讲 8静电场和稳恒电场 10 9稳恒磁场 电磁感应 0842 11电磁场和电磁波 12光的干涉 本专业不讲 13光的衍射 14光的偏振 8426642 本专业不讲 本专业不讲 15量子物理简介 本专业不讲 合计 四、教法原则和方法 在大学物理课程的教学过程中,应以培养学生的知识、能力、素质协调发展为目标, 认真贯彻以学生为主体、教师为主导的教育理念;应遵循学生的认知规律,注重理论联系 实际,激发学习兴趣,引导自主学习,鼓励个性发展;要加强教学方法和手段的研究与改 革,努力营造一个有利于培养学生科学素养和创新意识的教学环境。 (1)教学方法一一采用启发式、讨论式等多种行之有效的教学方法,加强师生之间 学生之间的交流,引导学生独立思考,强化科学思维的训练。习题课、讨论课是启迪学生 思维,培养学生提出、分析、解决问題能力的重要教学环节,鼓励通过网络资源、专题讲 座、探索性实践、小课题研究等多种方式开展探究式学习,因材施教,激发学生的智力和 潜能,调动学生学习的主动性和积极性。 (2)教学手段一一发挥好课堂教学主渠道的作用,教学手段应服务于教学目的,有效
8 (3)科学美感——引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和 谐统一等美学特征,培养学生的科学审美观,使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的 内在规律,逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。 三、学时数及分配 学时分配表 章次 课程教学内容 总学时 理论(习题)课时 说明 1 运动和力 3 3 2 运动定律与力学中的守恒定律 刚体的转动 8 8 3 相对论基础 3 3 4 机械振动 4 4 5 机械波 6 6 6 气体动理论基础* 8 本专业不讲 7 热力学基础* 8 本专业不讲 8 静电场和稳恒电场 10 10 9 稳恒磁场 8 8 10 电磁感应 4 4 11 电磁场和电磁波 2 2 12 光的干涉 6 本专业不讲 13 光的衍射 6 本专业不讲 14 光的偏振 4 本专业不讲 15 量子物理简介 2 本专业不讲 合计 82 48 四、教法原则和方法 在大学物理课程的教学过程中,应以培养学生的知识、能力、素质协调发展为目标, 认真贯彻以学生为主体、教师为主导的教育理念;应遵循学生的认知规律,注重理论联系 实际,激发学习兴趣,引导自主学习,鼓励个性发展;要加强教学方法和手段的研究与改 革,努力营造一个有利于培养学生科学素养和创新意识的教学环境。 (1)教学方法——采用启发式、讨论式等多种行之有效的教学方法,加强师生之间、 学生之间的交流,引导学生独立思考,强化科学思维的训练。习题课、讨论课是启迪学生 思维,培养学生提出、分析、解决问题能力的重要教学环节,鼓励通过网络资源、专题讲 座、探索性实践、小课题研究等多种方式开展探究式学习,因材施教,激发学生的智力和 潜能,调动学生学习的主动性和积极性。 (2)教学手段——发挥好课堂教学主渠道的作用,教学手段应服务于教学目的,有效
利用多媒体技术。积极创造条件,充分利用计算机辅助教学、网络教学等现代化教育技术 的优势,扩大教学信息量,提高教学质量和效率。 (3)演示实验一一充分利用课堂演示实验帮助学生观察物理现象,增加感性知识,提 高学习兴趣。实物演示实验采用多种形式进行,如课堂实物演示、开放演示实验室、演 实验走廊等。定期举行开放性的物理演示实验,鼓励和引导学生自己动手观察实验,思考 和分析问题,进行定性或半定量验证。 (4)习题与考核一一习题与考核是引导学生学习、检查教学效果、保证教学质量的重 要环节,也是体现课程要求规范的重要标志。习题的选取应注重基本概念,强调基本训练, 贴近应用实际,激发学习兴趣。考核要避免应试教育的倾向,积极探索以素质教育为核心 的课程考核模式。 五、教树或主要参考书 赵近芳主编,《大学物理学》(第四版),北京邮电大学出版社 六、讲授内容与要求 第一章运动和力 【教学要求】 1、掌握位移、位矢、加速度、速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的 物理量。能借助于直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度。 2、理解自然坐标系,能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法 向加速度 3、了解质点的相对运动问題。理解伽利略相对性原理,理解伽利略坐标、速度变换。 理解常见力的分析方法,了解基本相互作用力 【教学内容】 1、运动学方程,位移,速度,加速度。 2、相对运动。 3、常见力和基本力。 第二章运动定律与力学中的守恒定律刚体的转动 【教学要求】 1、掌握牛顿三定律极其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点的 动力学问题。了解惯性系和非惯性系的基本概念。 2、掌握功的概念,能计算直线运动情况下变力的功。掌握保守力作功的特点及势能的 概念,会计算重力、弹性力和万有引力势能。理解势能曲线,能从势函数求得保守力, 3、掌握质点的动能定理、动量定理以及动量守恒定律;理解质点的角动量(动量矩) 和角动量守恒定律,并能用它们分析、解决质点运动的力学问题;掌握机械能守恒定律。掌 握运用守恒定律分析问题的思想和方法、能分析简单系统在平面内运动的力学问题。 4、了解转动惯量概念。掌握刚体绕定轴转动的转动定律;理解刚体绕定轴转动情况下 的角动量定理和角动量守恒定律。会计算力矩的功、转动动能;掌握刚体定轴转动中动能定
9 利用多媒体技术。积极创造条件,充分利用计算机辅助教学、网络教学等现代化教育技术 的优势,扩大教学信息量,提高教学质量和效率。 (3)演示实验——充分利用课堂演示实验帮助学生观察物理现象,增加感性知识,提 高学习兴趣。实物演示实验采用多种形式进行,如课堂实物演示、开放演示实验室、演示 实验走廊等。定期举行开放性的物理演示实验,鼓励和引导学生自己动手观察实验,思考 和分析问题,进行定性或半定量验证。 (4)习题与考核——习题与考核是引导学生学习、检查教学效果、保证教学质量的重 要环节,也是体现课程要求规范的重要标志。习题的选取应注重基本概念,强调基本训练, 贴近应用实际,激发学习兴趣。考核要避免应试教育的倾向,积极探索以素质教育为核心 的课程考核模式。 五、教材或主要参考书 赵近芳主编,《大学物理学》(第四版), 北京邮电大学出版社 六、讲授内容与要求 第一章 运动和力 【教学要求】 1、掌握位移、位矢、加速度、速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的 物理量。能借助于直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度。 2、理解自然坐标系,能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法 向加速度。 3、了解质点的相对运动问题。理解伽利略相对性原理,理解伽利略坐标、速度变换。 4、理解常见力的分析方法,了解基本相互作用力。 【教学内容】 1、运动学方程,位移,速度,加速度。 2、相对运动。 3、常见力和基本力。 第二章 运动定律与力学中的守恒定律刚体的转动 【教学要求】 1、掌握牛顿三定律极其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下的简单质点的 动力学问题。了解惯性系和非惯性系的基本概念。 2、掌握功的概念,能计算直线运动情况下变力的功。掌握保守力作功的特点及势能的 概念,会计算重力、弹性力和万有引力势能。理解势能曲线,能从势函数求得保守力。 3、掌握质点的动能定理、动量定理以及动量守恒定律;理解质点的角动量(动量矩) 和角动量守恒定律,并能用它们分析、解决质点运动的力学问题;掌握机械能守恒定律。掌 握运用守恒定律分析问题的思想和方法、能分析简单系统在平面内运动的力学问题。 4、了解转动惯量概念。掌握刚体绕定轴转动的转动定律;理解刚体绕定轴转动情况下 的角动量定理和角动量守恒定律。会计算力矩的功、转动动能;掌握刚体定轴转动中动能定
5、理解质心和质心运动定律。了解刚体平面运动的一般概念,了解旋进。 6、理解力矩、转动惯量概念、掌握定轴转动的描述,定轴转动定律 7、掌握刚体定轴转动的角动量、角动量定理和角动量守恒;定轴转动的动能、动能定 理、能量守恒。 【教学内容】 1、牛顿运动定律的应用;功和功率,变力的功 2、动能,动能定理,保守力的功(重力的功,弹性力的功,万有引力的功)。 3、勢能(重力势能,弹性势能,引力势能),保守力与势能的关系,势能曲线;功能原理 机械能守恒定律。 4、动量,冲量,动量定理,动量守恒定律,有心力场规律。 5、刚体的平动,转动,定轴转动;力矩,转动定律,转动惯量。 念 6、力矩的功和刚体定轴转动动能定理,刚体的重力势能与机械能;角动量,角动量守恒定 第三章相对论基础 【教学要求】 1、了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设 2、理解洛仑兹坐标变换,了解速度变换。了解狭义相对论中同时性的相对性,以及长 度收缩和时间膨胀的概念。 了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者差异。了解狭义相对论 中质量与速度的关系,质量与能量的关系以及动量与能量的关系。 【教学内容】 1、伽利略相对性原理。 2、狭义相对论原理 3、洛仑兹坐标变换 4、相对论速度变换公式 第四章机械振动 【教学要求】 、掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量(特别是相位)及各量间的关系。 2、掌握旋转矢量法 3、掌握简谐振动的基本特征,能对质点的一维振动进行动力学分析,建立一维简谐振 动的微分方程,以确定是否是简谐振动;能根据给定一维谐振动的初始条件建立振动方程, 并理解其物理意义。了解阻尼振动,受迫振动和共振。 4、理解同方向,同频率两个简谐振动的合成规律。了解拍现象,了解垂直振动合成问
10 理。 5、理解质心和质心运动定律。了解刚体平面运动的一般概念,了解旋进。 6、理解力矩、转动惯量概念、掌握定轴转动的描述,定轴转动定律。 7、掌握刚体定轴转动的角动量、角动量定理和角动量守恒;定轴转动的动能、动能定 理、能量守恒。 【教学内容】 1、牛顿运动定律的应用;功和功率,变力的功。 2、动能,动能定理,保守力的功(重力的功,弹性力的功,万有引力的功)。 3、势能(重力势能,弹性势能,引力势能),保守力与势能的关系,势能曲线; 功能原理, 机械能守恒定律。 4、动量,冲量,动量定理,动量守恒定律,有心力场规律。 5、刚体的平动,转动,定轴转动;力矩,转动定律,转动惯量。 6、力矩的功和刚体定轴转动动能定理,刚体的重力势能与机械能;角动量,角动量守恒定 理。 第三章 相对论基础 【教学要求】 1、了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。 2、理解洛仑兹坐标变换,了解速度变换。了解狭义相对论中同时性的相对性,以及长 度收缩和时间膨胀的概念。 3、了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者差异。了解狭义相对论 中质量与速度的关系,质量与能量的关系以及动量与能量的关系。 【教学内容】 1、伽利略相对性原理 。 2、狭义相对论原理。 3、洛仑兹坐标变换。 4、相对论速度变换公式。 第四章 机械振动 【教学要求】 1、掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量(特别是相位)及各量间的关系。 2、掌握旋转矢量法。 3、掌握简谐振动的基本特征,能对质点的一维振动进行动力学分析,建立一维简谐振 动的微分方程,以确定是否是简谐振动;能根据给定一维谐振动的初始条件建立振动方程, 并理解其物理意义。了解阻尼振动,受迫振动和共振。 4、理解同方向,同频率两个简谐振动的合成规律。了解拍现象,了解垂直振动合成问 题
【教学内容】 1、谐振动,谐振动的动力学方程和运动学方程,频率,圆频率,周期,振幅和相位,谐振动 的参考圆及旋转矢量表示法。 2、谐振动的能量。 3、两个同方向同频率谐振动的合成,两个相互垂直同频率的谐振动的合成 第五章机械波 【教学要求】 1、理解机械波产生的条件。掌握建立平面简谐波的波动方程的一般方法及波动方程的 物理意义。理解波形图线。理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。 2、了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的干涉性质,了解其相干条件。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, 3、理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别, 4、了解机械波的多普勒效应及其产生原因。在波源或观察者单独相对介质运动,且运 动方向沿二者连线情况下,能用多普勒频移公式进行计算。 【教学内容】 1、机械波的产生和传播,纵波与横波,波阵面,波速,波长和频率的关系 2、平面简谐波的波函数,波的能量,能流密度 3、惠更斯原理及其应用,波的叠加原理,波的干涉 4、驻波;多普勒效应。 第六章气体动理论基础 【教学要求】 1、了解气体分子热运动的图象。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、了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程 3、了解麦克斯韦速率分布函数和分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的算术平 均速率、方均根速率。了解玻耳兹曼分布律。 4、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。 【教学内容】 1、气体的状态参量,平衡态和平衡过程理想气体状态方程 2、理想气体的压强公式,温度公式及其统计解释。 3、能量按自由度均分原则,理想气体内能。 4、麦克斯韦速率分布律;分子的平均自由程和平均碰撞次数及气体分子运动的三种统计 速率。 5、范德瓦耳气体方程,波尔兹曼能量分布定律
11 【教学内容】 1、谐振动,谐振动的动力学方程和运动学方程,频率,圆频率,周期,振幅和相位,谐振动 的参考圆及旋转矢量表示法。 2、谐振动的能量。 3、两个同方向同频率谐振动的合成,两个相互垂直同频率的谐振动的合成。 第五章 机械波 【教学要求】 1、理解机械波产生的条件。掌握建立平面简谐波的波动方程的一般方法及波动方程的 物理意义。理解波形图线。理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。 2、了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的干涉性质,了解其相干条件。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。 3、理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。 4、了解机械波的多普勒效应及其产生原因。在波源或观察者单独相对介质运动,且运 动方向沿二者连线情况下,能用多普勒频移公式进行计算。 【教学内容】 1、机械波的产生和传播,纵波与横波,波阵面,波速,波长和频率的关系。 2、平面简谐波的波函数,波的能量,能流密度。 3、惠更斯原理及其应用,波的叠加原理,波的干涉。 4、驻波;多普勒效应。 第六章 气体动理论基础 【教学要求】 1、了解气体分子热运动的图象。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、了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。 3、了解麦克斯韦速率分布函数和分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的算术平 均速率、方均根速率。了解玻耳兹曼分布律。 4、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。 【教学内容】 1、气体的状态参量,平衡态和平衡过程理想气体状态方程。 2、理想气体的压强公式,温度公式及其统计解释。 3、能量按自由度均分原则,理想气体内能。 4、麦克斯韦速率分布律;分子的平均自由程和平均碰撞次数及气体分子运动的三种统计 速率。 5、范德瓦耳气体方程,波尔兹曼能量分布定律
第七章热力学基础 【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 气体等容、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。了解热力学第二定律及其统计意义。了解熵增加原理 熵的玻耳兹曼表达式。能计算简单情况下的熵和熵变 【教学内容】 1、系统的内能,功和热量 2、热力学第一定律及其对理想气体等体,等压,等温及绝热过程的应用。 3、气体的摩尔热容量 4、循环过程,卡诺循环,热机的效率(由等值,绝热,过P-V原点的直线过程组成的正循 环),由卡诺逆循环组成的制冷机及致冷系数 5、热力学第二定律的两种叙述。 6、可逆过程及不可逆过程,卡诺定理,热力学第二定律的统计意义,熵增加原理,温熵图。 第八章静电场和稳恒电场 【教学要求】 1、掌握静电场的基本性质、电场强度和电势的概念以及电场强度和电势的叠加原理。 掌握电势与电场强度的积分关系,了解其微分关系。能计算一般问题中的电场强度和电势。 2、掌握静电场的基本规律:高斯定理和环路定理,掌握用高斯定理计算电场强度的条 件和方法。 3、理解导体的静电平衡概念以及在静电平衡条件下导体的基本性质。了解电介质的极 化现象及其微观解释。了解各向同性介质中D和E之间的关系和区别。理解电介质中的高斯 定理。 4、理解电容概念,并能作简单计算。 5、了解电动势基本概念。理解电能密度概念, 【教学内容】 1、库仑定律,静电力叠加原理。 2、电场强度,场强叠加原理,电场强度的计算,带电体在外电场中所受的作用 3、电通量,真空中的静电场高斯定理。 4、电场力的功,静电场的环路定理,电势能,电势,电势差,电势叠加原理,电势的计算 5、场强与电势的微分关系,电势梯度 6、带电粒子在外电场中受到的力及其运动。 7、静电平衡时导体上的电荷分布,静电平衡时导体表面附近的场强。 8、电容器的电容,电容器电容的计算 9、介质对电容的影响,电介质的极化现象和极化机理,电极化强度,电极化强度与极化电 荷的关系。 10、电介质中的电场,有介质时的高斯定理,电位移矢量 11、电场能量,电容器储能
12 第七章 热力学基础 【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 气体等容、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。了解热力学第二定律及其统计意义。了解熵增加原理, 熵的玻耳兹曼表达式。能计算简单情况下的熵和熵变。 【教学内容】 1、系统的内能,功和热量。 2、热力学第一定律及其对理想气体等体,等压,等温及绝热过程的应用。 3、气体的摩尔热容量。 4、循环过程,卡诺循环,热机的效率(由等值,绝热,过 P-V 原点的直线过程组成的正循 环),由卡诺逆循环组成的制冷机及致冷系数。 5、热力学第二定律的两种叙述。 6、可逆过程及不可逆过程,卡诺定理,热力学第二定律的统计意义,熵增加原理,温熵图。 第八章 静电场和稳恒电场 【教学要求】 1、掌握静电场的基本性质、电场强度和电势的概念以及电场强度和电势的叠加原理。 掌握电势与电场强度的积分关系,了解其微分关系。能计算一般问题中的电场强度和电势。 2、掌握静电场的基本规律:高斯定理和环路定理,掌握用高斯定理计算电场强度的条 件和方法。 3、理解导体的静电平衡概念以及在静电平衡条件下导体的基本性质。了解电介质的极 化现象及其微观解释。了解各向同性介质中 D 和 E 之间的关系和区别。理解电介质中的高斯 定理。 4、理解电容概念,并能作简单计算。 5、了解电动势基本概念。理解电能密度概念。 【教学内容】 1、库仑定律,静电力叠加原理。 2、电场强度,场强叠加原理,电场强度的计算,带电体在外电场中所受的作用。 3、电通量,真空中的静电场高斯定理。 4、电场力的功,静电场的环路定理,电势能,电势,电势差,电势叠加原理,电势的计算。 5、场强与电势的微分关系,电势梯度。 6、带电粒子在外电场中受到的力及其运动。 7、静电平衡时导体上的电荷分布,静电平衡时导体表面附近的场强。 8、电容器的电容,电容器电容的计算。 9、介质对电容的影响,电介质的极化现象和极化机理,电极化强度,电极化强度与极化电 荷的关系。 10、电介质中的电场,有介质时的高斯定理,电位移矢量。 11、电场能量,电容器储能