普通物理教学大纲

普通物理教学大纲课程编码：课程总学时：32其中，理论学时：32，实践（实验）学时：0课程学分：2开课学期：第二学期适用专业：生物科学一、教学目标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（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互作用规律的学科。它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，是工程技术的基础。工科院校的“大学物理”课程的目的，一方面为学生较系统地打好必要的物理基础，既为学生各专业课提供必要的物理基础知识，也为使学生初步学会科学的思想方法和研究问题的方法，起到开阔思路、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。二、课程性质与任务大学物理课程性质是低年级开设的基础课，它有使学生尽快适应大学阶段的学习规律的使命，所以在各个教学环节中（讲授、自学、习题课、讨论课、演示实验、小论文写作等），更应注意培养学生独立获取知识的能力。能够使学生独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书、文献资料，能够写出条理清楚的笔记、小结和心得，初步涉足论文的写作过程；能够了解对实际问题进行合理简化的各种理想物理模型的意义；会利用定性分析、数量级概念、量纲分析及典型结果判断结论的合理性；也能够培养学生对感兴趣的物理问题进行进一步的探讨的能力。并且面对21世纪人才培养，物理教学应时刻注意教学内容、教学方法、教学方式的改革探索及教学观念的更新。在教学中渗透研究性学习，把素质培养放在首位，把创新能力培养放在重要位置，尤其在评价体系中体现创新能力培养。三、预修课程《高等数学》四、学时分配（一）．力学（12学时）质点运动学、牛顿定律、动量与角动量、功和能了解牛顿三定律的适用条件。了解质点相对运动、理解伽利略变换。掌握质点角动量定理和守恒定律及其有关简单运算。理解质点系角动量定理和守恒定律。理解动能定理（质点和质点系）了解一对内力的功的特点、保守力功的特点。掌握保守力势能（引力势能和弹性势能）及保守力和势能的关系及有关简单计算。了解质点系功能原理，了解质点系统内能的概念。了解机械能守恒定律的适用条件，了解普遍能量守恒定律。(二）热学（2学时）热力学平衡态热力学第零定律温度压强和温度的统计意义能量按自由度分配定律内能（三）．电磁学（12学时）1．静止电荷的电场了解电荷的基本性质。了解静电场对静止电荷的作用力。掌握利用场叠加性计算电偶极子中垂面和延长线上、均匀带电直线中垂线和延长线上、均匀带电细圆环轴线上静电场分布。了解电偶极子在匀静电场中所受的力和力矩。理解电通量的概念。理解静电场的高斯定理及利用它计算均匀带电球面、均匀带电球体、均匀带电无限长柱面和均匀带电无限大平面的电场分布。2、运动电荷的电场理解高斯定理是关于场源电荷与它的电场关系的普遍规律，理解运动电荷的电场中库仑定律不在成立。理解匀速运动电荷的电场公式和空间图象。了解匀速运动电荷对静止电荷的作用，了解静止电荷对匀速运动电荷的作用。电势理解静电场的环路定理，了解匀速运动电荷的电场是非保守场。掌握电势、电势差的计算，掌握电偶极子中垂面和延长线上、均匀带电直线中垂线和延长线上、均匀带电细圆环轴线上电势分布。掌握均匀带电球面、均匀带电球体、均匀带电无限长柱面的电势分布。了解电势叠加原理和等势面与场分布的关系。掌握电势与电场强度的关系及简单计算。了解电荷在外电场中的电势能，了解电偶极子在匀场中的电势能。4．静电场场中的导体掌握导体静电平衡条件。掌握静电平衡导体的电荷分布及有导体存在时静电场的分析和有关计算（带电平板组合、带电球壳组合及它们有接地情况）了解静电场的唯一性和静电屏蔽。5.电磁感应理解法拉第电磁感应定律和楞次定律。掌握动生电动势的概念和简单计算。掌握感生电场和感生电动势的概念及其简单计算。了解自感和互感的定义及物理意义。了解电磁场的物质性，掌握磁能密度概念及简单计算（非铁磁质）。了解超导体中的电场和磁场。6．麦克斯韦方程组掌握麦克斯韦方程组的积分形式，了解其微分形式。了解电磁波的产生，理解电磁波的基本性质。了解电磁波的能量和动量，理解玻印亭矢量和电磁波强度概念。（四）波动与光学（4学时）1．振动了解简谐运动的动力学方程。以弹簧振子为例，理解简谐运动三个特征量、能量、势能曲线的特点和有关简单计算。掌握同一直线同频率简谐振动的合成特点和简单计算理解“拍”现象。掌握垂直方向同频率简谐振动的合成特点。2．波动掌握平面简谐行波的波函数的表达式和它满足的波动方程形式。掌握弹性介质中简谐弹性波能量传播的定量表示式和特点，掌握能量密度、能流密度、波的强度概念。了解行波的独立性和叠加原理，了解波的反射、折射、干涉、衍射、散射的基本概念。掌握同一介质中驻波的形成和特点，理解“半波损失”，掌握弦振动的简正模式及有关简单计算。掌握弹性波和光波的纵向多普勒效应和有关计算。了解相速和群速的概念。了解光纤及其应用。3．光的干涉了解原子发光原理和相干长度、相干时间概念。理解双缝干涉、薄膜干涉的基本原理。掌握麦克耳逊干涉仪的原理和应用及有关计算。光的衍射理解单缝夫琅和费衍射的半波带方法。掌握光栅衍射公式和x射线衍射的布拉格公式及有关计算。掌握光学仪器（包括光栅）的分辨本领及有关计算。了解全息照相的原理。4．光的偏振了解实验上获得线偏振光的几种简单方法(玻璃片堆、偏振片、复合棱镜)掌握马吕斯定律和布儒斯特定律及有关计算.理解椭圆偏振光(圆偏振光)的获得方法。理解偏振光的干涉和人为双折射现象（光弹性效应和克尔效应）中偏振光的干涉和应用。（五）．量子物理（2学时）1．波粒两象性了解黑体平衡热辐射中辐射的各种电磁波能量按波长分布图象。掌握普朗克能量子假说，掌握斯特藩—玻尔兹曼定律和维恩位移律及有关计算。了解光电效应的电子与光子的作用过程及实验现象。掌握爱因斯坦光量子假说，掌握光电效应方程及有关计算。2．薛定鄂方程理解定态薛定鄂方程，理解算符的本征方程、本征值、本征函数的概念。理解由薛定鄂方程求解一维无限深势阱中的粒子的能量本征态。掌握