23 大学物理 教学大纲（1）.doc

第1页：大学物理大纲封面

（承上页）《大学物理》课程教学大纲课程编号：1020101-02课程名称：大学物理英文名称：CollegePhysics课程类型：公共基础课总学时：104讲课学时：104实验学时：0学分：6.5适用对象：工科各专业本科先修课程：高等数学一、课程性质、目的和任务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形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。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域，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。以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员所必备的。因此，大学物理课是我校各工科专业学生的一门重要的必修基础课。我校开设大学物理课的目的，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办法。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才素质的重要作用。学好大学物理课，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、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响。大学物理课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。通过大学物理课程的教学，应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。在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。通过本课程的教学，应使学生初步具备以下能力：

1. 1.能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。

2. 2.了解各种理想物理模型，并能够根据物理概念、问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。

3. 3.会运用物理学的理论、观点和方法，分析、研究、计算或估算一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级与已知典型结果的比较，判断结果的合理性。二、教学基本要求教学内容的基本要求分三级：掌握、理解、了解。掌握：属较高要求，对于要求掌握的内容（包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件）都应

第2页：教学要求层次说明

（承上页）比较透彻明了，并能熟练地用以分析和计算工科大学物理课水平的有关问题，对于那些能由基本定律导出的定理要求会推导。理解：属一般要求。对于要求理解的内容（包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件）都应明了，并能用以分析和计算工科大学物理课水平的有关问题。对于那些能由基本定律导出的定理不要求会推导。了解：属较低要求。对于要求了解的内容，应该知道所涉及问题的现象和有关实验，并能对它们进行定性解释，还应知道与问题直接有关的物理量和公式等的物理意义，对于要求了解的内容，在经典物理部分一般不要求定量计算，在近代物理部分要求能作代公式性质一类的计算。三、教学内容及要求

1. 1.力学(1)掌握位矢、位移、速度、加速度、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在平面内运动时的速度、加速度。能计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。(2)掌握牛顿三定律及其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。(3)掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。理解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。(4)掌握质点的动能定理和动量定理，通过质点在平面内的运动情况理解角动量（动量矩）和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。掌握机械能守恒定律、动量守恒定律，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。(5)了解转动惯量概念。理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。(6)理解伽利略相对性原理，理解伽利略坐标、速度变换。

2. 2.气体动理论及热力学(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率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算术平均速率、方均根速率。了解玻耳兹曼能量分布律。(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，并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定体热容和内能。(5)掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。(6)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。了解熵的玻耳兹曼表达式。

3. 3.电磁学(1)掌握静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。

第3页：电磁学教学要求

（承上页）(2)理解静电场的规律：高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法(3)掌握磁感应强度的概念。理解毕奥—萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。(4)理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。(5)理解安培定律和洛仑兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极子在均匀电场中，简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电场中的受力和运动。(6)了解导体的静电平衡条件，了解介质的极化、磁化现象及其微观解释。了解铁磁质的特性。了解各向同性介质中D和E、H和B之间的关系和区别。了解介质中的高斯定理和安培环路定理。(7)理解电动势的概念。(8)掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。(9)了解电容、自感系数和互感系数。(10)了解电能密度、磁能密度的概念。(11)了解涡旋电场、位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。了解电磁场的物质性。

1. 4.振动和波动(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)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运动方程，并理解其物理意义。(4)理解同方向、同频率的两个简谐振动的合成规律。(5)理解机械波产生的条件。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。了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。(6)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。(7)理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。(8)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的情况下，能用多普勒频移公式进行计算。(9)了解电磁波的性质。

2. 5.波动光学(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。能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解迈克尔逊干涉仪的工作原理。(2)了解惠更斯—菲涅耳原理。理解分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。(3)理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置。会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。

第4页：波动光学与相对论要求

（承上页）(4)理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检验方法。

1. 6.狭义相对论及量子物理基础(1)狭义相对论力学基础①了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。②了解洛仑兹坐标变换。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)量子物理基础①理解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。②理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。③了解德布罗意的物质波假设及其正确性的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性。④理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。⑤了解波函数及及其统计解释。了解一维坐标动量不确定关系。了解一维定态薛定谔方程。⑥了解如何用驻波观点说明能量量子化。了解角动量量子化及空间量子化。了解施特恩—格拉赫实验及微观粒子的自旋。⑦了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构。四、所含实践环节演示实验：利用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。实物演示实验的数目不少于40个，其中包括

2. 1.力学、热学演示(2学时)

3. 2.电磁学演示(2学时)

4. 3.振动、波和光学演示(2学时)五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于150题。六、教学方法与手段以多媒体课堂教学为主，结合重点内容的实物演示和多媒体动画演示。七、各教学环节学时分配合计其他实验讨论课习题课讲课18414力学1248气体动理论及热力学30822电磁学1037振动和波动

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第5页：学时分配表

14410波动光学624狭义相对论826量子物理基础66物理现象演示10462771合计八、考核方式期末考试成绩为主，平时成绩作为参考。平时成绩包括作业质量和次数、课堂提问、小测成绩及撰写小论文、学习总结等多种形式；期末考试由试题库组卷。九、推荐教材和教学参考书教材:《大学物理学》（全五册），张三慧主编著，清华大学出版社，1999年4月第2版。参考书:《普通物理学》，程守洙江之永编著，高等教育出版社，1998年7月第5版。《大学物理CCBP教程》，李元杰编著，湖北科学技术出版社，2000年7月第1版。《大学物理学》，李元杰陆果编著，高等教育出版社，2003年7月。《大学物理学》，卢德馨编著，高等教育出版社，2003年7月。《大学基础物理学》，张三慧编著，清华大学出版社，2003年8月。《大学物理教程》（一、二、三册），吴锡珑编著，高等教育出版社，1999年5月第2版。十、说明教材中“*”字部分、“小字”部分（例题除外）及第三册电磁学第六章恒定电流一章不在讲授范围。大纲制订人：曹春梅大纲审定人：阎占元康文秀大纲校对人：曹春梅制订日期：2006年6月

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第6页：双语课程大纲封面

《大学物理(双语)》课程教学大纲课程编号：1020101-02课程名称：大学物理（双语）英文名称：CollegePhysics课程类型：公共基础课总学时：104讲课学时：104演示实验学时：0学分：6.5适用对象：工科各专业本科先修课程：高等数学一、课程性质、目的和任务Physics,themostfundamentalphysicalscience,isconcernedwiththebasicprinciplesoftheuniverse.Itisthefoundationonwhichengineering,technology,andtheothersciences-astronomy,biology,chemistry,andgeology-arebased.Thebeautyofphysicsliesinthesimplicityofitsfundamentaltheoriesandinthemannerinwhichjustasmallnumberofbasicconcepts,equations,andassumptionscanalterandexpandourviewoftheworldaroundus.Classicalphysics,developedpriorto1900,includesthetheories,concepts,laws,andexperimentsinclassicalmechanics,thermodynamics,andelectromagnetism.Amajorrevolutioninphysics,usuallyreferredtoasmodernphysics,beganneartheendofthe19thcentury.Thetwomostimportantdevelopmentsinthismodernerawerethetheoriesofrelativityandquantummechanics.Einstein’stheoryofrelativitycompletelyrevolutionizedthetraditionalconceptsofspace,time,andenergy.Quantummechanicswasformulatedbyanumberofdistinguishedscientiststoprovidedescriptionsofphysicalphenomenaattheatomiclevel.Thisintroductoryphysicstextbookhastwomainobjectives:toprovidethestudentswithaclearandlogicalpresentationofthebasicconceptsandprinciplesofphysics,andtostrengthenanunderstandingoftheconceptsandprinciplesthroughabroadrangeofinterestingapplicationstotherealworld.Tomeettheseobjectives,wehaveemphasizedasoundphysicalargumentsandproblem-solvingmethodology.Atthesametime,wehaveattemptedtomotivatethestudentthroughpracticalexamplesthatdemonstratetheroleofphysicsinotherdisciplines.Collegephysicsisdesignedforaone-yearintroductorycalculus-basedphysicscourseforengineeringandsciencestudentsandforpremedstudentstakingarigorousphysicscourse.Itcontainsmanynewpedagogicalfeatures-mostnotably,acontextualapproachtoenhancemotivation,anincreasedemphasisonavoidingmisconceptions,andaproblem-solvingstrategythatusesamodelingapproach.二、教学基本要求Teachingdemandisdividedinthreelevels:mastering,understandingandknowing.Mastering:greaterdemand.Oneshouldunderstandclearlyandcancalculatesometextcontents

第7页：双语教学要求层次

（承上页）(includingtheorem,lawandprinciple)aswellastheirapplications.Understanding：commondemand.Oneshouldunderstandsometheories,lawsandprinciples.Nomoreaskingfordeducingthesebasictheories.Knowing：lowerdemand.Oneshouldunderstandphenomenaofsomeexperimentsandcananalyzethem.Nomoreaskingforcalculating.三、教学内容及要求

1. 1.MotionandMechanics(1).Mastersomemotionandmechanicsphysicalquantities,forexample,displacement,acceleration,velocityetc.(2).MastermoreapplicationsofNewton’slaws.(3).Masterworkconceptionandcancalculateworkdonebyavaryingforce.(4).Masterenergyandenergytransfer,includingkineticenergytheoremandenergydiagramsaswellasstabilityofequilibrium.(5).MastertheprincipleofNewtonianrelativity,understandtheLorentztransformationequations.(6).Masterrotationalkinematics-therigidbodyunderconstantangularacceleration,andtorqueandvectorproduct.2.OsillatorymotionandMechanicalWaves(1).Masterenergyconsiderationsinsimpleharmonicmotionandpropagationofadisturbance.(2).Understandthespeedoftransversewavesonstrings.(3).MasterDopplereffect,reflectionandtransmissionofwaves.(4).Mastertheprincipleofsuperposition,andinterferenceofwaves.3.KinetictheoryofgasesandThermodynamics(1).Understandtemperatureandthezerothlawofthermodynamics.(2).Masterthekinetictheoryofgases.(3).Masterthedistributionofmolecularspeed.(4).Masterthefirstlawofthermodynamicsandapplicationsofit.(5).Understandenergytransfermechanismsinthermalprocesses.(6).Understandheatenginesandthesecondlawofthermodynamicsaswellasentropy.4.Electromagnetics(1).MasterpropertiesofelectricchargesandCoulomb’slaw.(2).UnderstandGauss’slawandapplicationofGauss’slawtosymmetricchargedistributions.(3).Masterelectricpotentialandelectricpotentialdifference.(4).Mastermotionsofachargedparticleinamagneticfield.(5).Understandtorqueoncurrentloopinauniformmagneticfield.(6).Masterfaraday’slawofinductionandself-inductance.

第8页：双语电磁学与光学要求

（承上页）(7).MasterdisplacementcurrentandthegeneralizedAmpere’slaw.(8).Understandelectromagneticwavesandpolarization.5.Waveoptics(1).UnderstandconditionsforinterferenceandYoung’sDouble-Slitexperiment.(2).Understandlightwavesininterferenceandinterferenceinthinfilms.(3).Masterdiffractionpatternsanddiffractiongrating.(4).UnderstanddiffractionofX-Raysbycrystals

1. 6.Quantumphysics(1).Understandblackbodyradiationandplanck’stheory.(2).UnderstandthephotoelectriceffectandtheComptoneffect.(3).Masterthewavepropertiesofparticlesandknowtheuncertaintyprinciple.(4).Understandaninterpretationofquantummechanics.(5).UnderstandtheSchrödingerequationandthetunnelingthroughapotentialenergybarrier.四、所含实践环节Demoexperimentsaredisplayedatpropertimeinclass.五、课外习题及课程讨论Exercisesanddiscussingproblemsarenotlessthan150.六、教学方法与手段Writingonblackboardaswellasusingpowerpoint.七、各教学环节学时分配合计其他实验讨论课习题课讲课30624Motionandmechanics844Relativity1248Oscillatoryandwaves14410Kinetictheoryofgasesandthermodynamics24816Electricsandmagnetic624Waveoptics1028Quantumphysics1043074合计八、考核方式totalscore=usualscore＋finalexamscore

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第9页：双语教材与参考书

（承上页）九、推荐教材和教学参考书

1. 1．TeachingmaterialPrinciplesofPhysics(I,II),Serway&Jewett,清华大学出版社,2004年2月第1版.2．ReferencebooksCollegePhysics, PallPeterUrone,机械工业出版社,2003年1月第1版.《大学基础物理学》，张三慧编著，清华大学出版社，2003年8月。大纲制订人：崔英敏大纲审定人：阎占元曹春梅大纲校对人：崔英敏制订日期：2006年6月

第10页：专科大纲封面

（承上页）《大学物理》课程教学大纲课程编号：1020101-02课程名称：大学物理英文名称：CollegePhysics课程类型：公共基础课总学时：104讲课学时：104实验学时：0学分：6.5适用对象：工科专科先修课程：高等数学一、课程性质、目的和任务以物理学基础为内容的大学物理课程，是高等学校理工科各专业学生一门重要的公共基础课。该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。大学物理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，具有其它课程不能替代的重要作用。大学物理课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是十分重要的。通过大学物理课程的教学，应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。在大学物理课程的各个教学环节中，在传授知识的同时，更应注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。二、教学基本要求通过本课程的学习，使学生对物质及其最普遍、最基本的运动形式和规律有比较全面系统的认识，牢固地掌握物理学中最基本的概念和原理；了解物理学中研究物质及其基本运动规律的一般方法，并在知识运用、能力提高等方面获得初步训练；了解物理学与其他科学技术的关系，为学习专业知识和近代科学技术奠定必要的物理基础。三、教学内容及要求

1. 1.力学(1)掌握位矢、位移、速度、加速度、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在平面内运动时的速度、加速度。能计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。(2)掌握牛顿三定律及其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。(3)掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力势能、弹性势能和万有引力势能。(4)掌握质点的动能定理和动量定理，通过质点在平面内的运动情况理解角动量（动量矩）和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。掌握机械能守恒定律、动量守

第11页：力学与热学教学要求

（承上页）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。(5)了解转动惯量概念。理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。(6)理解伽利略相对性原理，理解伽利略坐标、速度变换。

1. 2.气体动理论及热力学(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率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算术平均速率、方均根速率。(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，并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定体热容和内能。(5)掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。(6)了解热力学第二定律及其统计意义。

2. 3.电磁学(1)掌握静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。(2)理解静电场的规律：高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。(3)掌握磁感应强度的概念。理解毕奥—萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。(4)理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。(5)理解安培定律和洛仑兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中所受的力和力矩。(6)理解导体的静电平衡条件，了解介质的极化、磁化现象及其微观解释。了解各向同性介质中D和E、H和B之间的关系和区别。了解介质中的高斯定理和安培环路定理。(7)理解电动势的概念。(8)掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。(9)了解电容、自感系数和互感系数。(10)了解电能密度、磁能密度的概念。(11)了解涡旋电场、位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。了解电磁场的物质性。

3. 4.振动和波动(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)理解旋转矢量法。

第12页：振动波动与波动光学

（承上页）(3)掌握简谐振动的基本特征，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义。(4)理解同方向、同频率的两个简谐振动的合成规律。(5)理解机械波产生的条件。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。了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。(6)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。(7)理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。(8)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的情况下，能用多普勒频移公式进行计算。(9)了解电磁波的性质。

1. 5.波动光学(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。能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解迈克尔逊干涉仪的工作原理。(2)了解惠更斯—菲涅耳原理。理解分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。(3)理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置。会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。(4)理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检验方法。

2. 6.狭义相对论及量子物理基础(1)狭义相对论力学基础①了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。②了解洛仑兹坐标变换。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)量子物理基础①理解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。②理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。③了解德布罗意的物质波假设及其正确性的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性。④理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。⑤了解波函数及及其统计解释。了解一维坐标动量不确定关系。了解一维定态薛定谔方程。⑥了解角动量量子化及空间量子化。了解施特恩—格拉赫实验及微观粒子的自旋。⑦了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构。四、所含实践环节

第13页：演示实验与课外习题

（承上页）演示实验：利用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。实物演示实验的数目不少于40个，其中包括

1. 1.力学、热学演示(2学时)

2. 2.电磁学演示(2学时)

3. 3.振动、波和光学演示(2学时)五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于120题。六、教学方法与手段以课堂教学为主，结合重点内容的实物演示和多媒体动画演示。七、各教学环节学时分配合计其他实验讨论课习题课讲课18414力学1248气体动理论及热力学30822电磁学1248振动和波动14410波动光学624狭义相对论66量子物理基础66物理现象演示10462672合计八、考核方式期末考试成绩为主，平时成绩作为参考。平时成绩包括作业质量和次数、课堂提问、小测成绩及撰写课后总结等多种形式，期末考试由试题库组卷。九、推荐教材和教学参考书教材:《大学物理》，朱峰编著，清华大学出版社，2004年7月。参考书:《大学物理》，王祖源张庆福编著，机械工业出版社，2002年5月。《大学物理学习辅导》，西安通信学院物理教研室编，清华大学出版社2004年8月。《大学物理辅导》，吕金钟编著，清华大学出版社，2004年8月。《大学基础物理学》（上、下册），张三慧编著，清华大学出版社,2003年8月。《普通物理学》，程守洙江之永编著，高等教育出版社，1998年7第5版。《物理学》（上、下册），严导淦主编著，高等教育出版社，1998年7月第3版。大纲制订人：曹春梅

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第14页：大纲审定信息

大纲审定人：阎占元康文秀大纲校对人：曹春梅制订日期：2006年6月

第15页：普通物理大纲封面

（承上页）《普通物理》课程教学大纲课程编号：1020116课程名称：普通物理英文名称：GeneralPhysics课程类型：公共基础课总学时：64讲课学时：64实验学时：0学分：4适用对象：工科部分专业先修课程：高等数学一、课程性质、目的和任务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形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。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域，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。以物理学基础知识为内容的大学物理课，它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员所必备的。因此，物理课是我校工科专业学生的一门重要的必修基础课。我校开设普通物理课的目的，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办法。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才素质的重要作用。学好物理课，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、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响。通过普通物理课的教学，应使学生对课程中的基础概念、基本理论、基本方法能够有比较全面系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力。在各个教学环节中，都必须注意在传授知识的同时着重能力的培养。通过本课程的教学，应使学生初步具备以下能力：

1. 1.能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结或读书心得。

2. 2.了解各种理想物理模型，并能够根据物理概念、问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化。

3. 3.会运用物理学的理论、观点和方法，分析、研究、计算或估算一般难度的物理问题，并能根据单位、数量级与已知典型结果的比较，判断结果的合理性。二、教学基本要求教学内容的基本要求分三级：掌握、理解、了解。掌握：属较高要求，对于要求掌握的内容（包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件）都应比较透彻明了，并能熟练地用以分析和计算工科大学物理课水平的有关问题，对于那些能由基本定律导出的定理要求会推导。理解：属一般要求。对于要求理解的内容（包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件）都应明了，并能用以分析和计算工科大学物理课水平的有关问题。对于那些能由基本定律导出的定理不要求会推导。了解：属较低要求。对于要求了解的内容，应该知道所涉及问题的现象和有关实验，并能对它们进行定性解释，

第16页：普通物理力学要求

（承上页）还应知道与问题直接有关的物理量和公式等的物理意义，对于要求了解的内容，在经典物理部分一般不要求定量计算，在近代物理部分要求能作代公式性质一类的计算。三、教学内容及要求

1. 1.力学(1)掌握位矢、位移、速度、加速度、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在平面内运动时的速度、加速度。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。(2)掌握牛顿三定律及其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。(3)掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。理解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。(4)掌握质点的动能定理和动量定理，通过质点在平面内的运动情况理解角动量(动量矩）和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。掌握机械能守恒定律、动量守恒定律，掌握运动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。(5)了解转动惯量概念。理解刚体绕轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。

2. 2．气体动理论及热力学(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。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算术平均速率、方均根速率。了解玻耳兹曼能量分布律。(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，并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定体热容和内能。(5)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。(6)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，了解熵的玻耳兹曼表达式。

3. 3．电磁学(7)掌握静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。(8)理解静电场的规律：高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。(3)掌握磁感应强度的概念。理解毕奥一萨伐尔定律，能计算一些简单问题中的磁感应强度。(4)理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。(5)理解安培定律和洛伦兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能分析点电荷在均匀电场和均匀磁场中的受力和运动。(6)了解导体的静电平衡条件。了解介质的极化、磁化现象及其微观解释。了解各向同性介质中D和E之间

第17页：普通物理电磁学要求

（承上页）的关系和区别。了解介质中的高斯定理和安培环路定理。(7)理解电动势的概念。(8)掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。(9)了解电容、自感系数和互感系数。了解电能密度、磁能密度的概念。(10)了解位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。了解电磁场的物质性。

1. 4．振动和波动(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)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运动方程，并理解其物理意义。(4)理解同方向、同频率的两个简谐振动的合成规律。(5)理解机械波产生的条件。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，了解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。(6)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。(7)了解电磁波的性质。

2. 5．波动光学(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。能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解迈克耳逊干涉仪的工作原理。(2)了解惠更斯一菲涅耳原理。理解分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。(3)理解光栅衍射公式，会确定光栅衍射谱线的位置。会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。(4)理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检验方法。

3. 6．量子物理基础(1)理解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。(2)理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。(3)了解德布罗意的物质波假设及其正确性的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性。(4)理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。(5)了解波函数及其统计解释。了解一维坐标动量不确定关系。了解一维定态薛定谔方程。(6)了解如何用驻波观点说明能量量子化。了解角动量量子化及空间量子化。了解施特恩一格拉赫实验及微观粒子的自旋。四、所含实践环节演示实验：力学、热学和电磁学演示(2学时)

第18页：普通物理光学与学时

振动、波和光学演示(2学时)掌握力学、热学、电磁学、振动波动和光学的部分演示设备与仪器的原理及应用。五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于80题。六、教学方法与手段以板书课堂教学为主，结合重点内容的实物演示。七、各教学环节学时分配合计其他实验讨论课习题课讲课1028力学826气体动理论及热力学20218电磁学826振动和波动826波动光学624量子物理基础44物理现象演示6441248合计八、考核方式期末考试成绩为主，平时成绩作为参考。平时成绩包括作业质量和次数、课堂提问、小测成绩及撰写小论文、学习总结等多种形式；期末考试由试题库组卷。九、推荐教材和教学参考书教材:《普通物理学》（第二版），罗以密编著，华东理工大学出版社，2004年。参考书:《物理学》，马文蔚柯景风编著，高等教育出版社，1993年。《大学物理学》，卢德馨编著，第1版，高等教育出版社，1998年。《基础物理学》，朱荣华编著，第1版，高等教育出版社，2000年。《基础物理学教程》（上、下卷）陆果编著，第1版，高等教育出版社，1998年。《物理学》（上、中、下册）东南大学等七所工科院校编马文蔚改编，第1版，高等教育出版社，1999年。《大学物理习题指导》廖耀发等编著，第1版，武汉大学出版社，2001年。《力学》漆安慎杜婵英编著，第1版，高等教育出版社，1997年。《电磁学专题研究》陈秉乾舒幼生编著胡望雨编著，第1版，北京大学出版社，2001年。《电磁学》赵凯华陈熙谋编著，第1版，高等教育出版社，2003年。《光学》赵凯华钟锡华编著（上、下册）第1版，北京大学出版社，1984年。

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第19页：普通物理教材与审定

《热学》李椿章立源钱尚武编著，第1版，高等教育出版社，1979年。大纲制订人：崔英敏大纲审定人：阎占元康文秀大纲校对人：崔英敏制订日期：2006年6月

第20页：应用物理技术大纲封面

（承上页）《应用物理技术》课程教学大纲－物理技能与创新课程编号：1020121课程名称：应用物理技术－物理技能与创新英文名称：AppliedPhysicsTechnique-PhysicsTechniqueandInnovation课程类型：专业课总学时：40讲课学时：20实验学时：20学学时：40分：2.5适用对象：应用物理专业本科先修课程：力学，电磁学一、课程性质、目的和任务本课程是培养学生创新能力的一门专业课。对学生进行树立创新意识、锻炼创新思维、掌握创新方法的教育,从而提高学生的创新能力。学习本课程后，学生能学会从新的视角用新的思维方法观察问题，进行一定的创新设想。在教师正确引导下，可以在课外科技、实践活动或学习、科学研究中有新的提高，甚至产生发明、创造、创新成果。使学生较早地接触科研领域，有机会发挥各自特长，进行科技创新。二、教学基本要求

1. 1.通过《物理技能与创新》教学活动，使学生树立创新意识，掌握创新的基本理论。

2. 2.通过创新实践，使学生掌握创新思维和创新技法。

3. 3.通过学习和训练最终使学生将所学知识灵活运用于实践中，提高其创新能力,并在工作、生活和学习中有所发明、创造和创新。三、教学内容及要求第一部分绪论通过本部分的讲授，使学生从创新能力课的开出、我国党和国家领导对创新的重视、知识经济发展的需要等几方面理解创新的意义。第二部分创新的基本知识

4. 1.从感受创新的例题，了解创新思维中发散思维的特点和应用；了解从不同的视角看问题，会得到不同的结果；了解思维定势影响创新。

5. 2.通过基本概念的介绍，了解创造学的两个基本观点，懂得创造、创新并不神秘，任何人都具有创新能力，而且这种能力通过训练可以开发，增强学生开发自己创新能力的信心。

6. 3.掌握创造、创新的概念，从熊彼特理论中懂得创新的经济学基础。

7. 4.掌握创新思维能力是创新能力的核心。

8. 5.了解构成创新能力的4个组成部分；智力与非智力因素的构成，了解创新活动来自于人的需要。

9. 6.理解动机、意志、个性品质对创新活动的影响。特别注意培养良好的有利于创新的个性品质。使学生能够根据自己的特点，开展创新活动。

第21页：创新知识与思维训练

1. 7.掌握不同气质的人如何在创新活动中扬长避短，组成团队创新时注意不同气质人员的搭配。

2. 8.通过智力与非智力因素的测试初步了解自己的状况，有目的的进行改善与训练。第三部分创新思维

3. 1.了解思维定势的各种情况，并在创新活动中有意识的努力克服形形色色的思维定势。

4. 2.了解发散思维的概念与特征；理解流畅性是发散思维的基本特性，通过训练，能在流畅的基础上培养自己发散思维的变通性与独特性。

5. 3.了解发散思维的各种形式，掌握其中的2—3种并能有意识地用于创新活动。

6. 4.了解收敛思维的特点、作用。

7. 5.通过案例分析及训练，学会准确的提出问题。收敛思维与逻辑思维有相似之处，使学生懂得经常在问题似是而非的状况下进行学习与创新，常常产生失之毫厘，谬以千里的错误。只有弄清问题，才能准确地进行创新课题的研究，才能事半功倍。

8. 6.掌握非逻辑思维（形象思维、灵感思维、直觉思维）是创新思维的重要形式，通过实例、测试与训练，能够运用非逻辑思维进行创新思考。

9. 7.理解逻辑思维对创新的作用，能够运用逻辑思维进行创新活动。

10. 8.掌握思维的奇妙性，只有经常把自己的思维置于有意识、自觉、不胜任的状态，才能不断提出创新课题，开展创新活动。第四部分创新技法通过本部分的讲授，使学生将创新技法与前面讲的各种创新思维方法结合起来，从而能够结合自己的学习、科研实际开展创新活动。

11. 1.了解创新技法的类型。

12. 2.理解核检表法，按照该方法对自己创新的课题提出问题、进行各种调整、改变、扩大、缩小、组合、借用、代替而创造出新的产品、新的方法、新的观念；掌握5W（6W）1H（2H）设问法，学会准确地提问题并解决问题。

13. 3.掌握组合法的原则，能熟练的运用组合法创新。

14. 4.掌握缺点逆用法，能与列举法结合起来，对现成的某产品进行革新。

15. 5.掌握头脑风暴法及其规则，能组织其他人开展头脑风暴法进行创新活动。四、所含实践环节

16. 1.电子元器件及基本电子仪器设备的认识和使用。

17. 2.机械加工基本技巧及机械加工设备的使用。

18. 3.创新实践项目的加工与制作。五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，取得更好效果，组织学生进行课外书写阶段总结或撰写小论文。六、教学方法与手段

19. 1.自我测评：通过自测，确认自己实际具有的创新能力水平，对教学活动的有的放矢提供依据。

20. 2.课堂讲授：合理利用各种教学媒体，适当采用讨论、辩论式学习。

21. 3.创新基地实践：为取得更好效果分小班进行，每次15－20人。

第22页：创新技法与考核方式

七、各教学环节学时分配合计其他实验讨论课习题课讲课22绪论22创新的基本知识826创新思维624创新技法22测试与训练2020创新实践40220414合计八、考核方式根据创新设计，期末考查（创新作品及小论文）综合评定总成绩。九、推荐教材和教学参考书教材：《创新能力教程》，唐殿强主编，河北科学技术出版社，2005。参考书：《创新思维学》，孟昭信孟宪玲编著，中国科学技术出版社，1998。《创新能力培训教程》，张立中主编，中国统计出版社，2002。大纲制订人：李琦大纲审定人：阎占元曹春梅大纲校对人：李琦制订日期：2006年6月

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