2024年度《大学物理》教学全套课件

《大学物理》教学全套课件12024/3/23CATALOGUE目录课程介绍与教学目标力学基础热学基础电磁学基础光学基础近代物理基础课程总结与展望22024/3/2301课程介绍与教学目标32024/3/23课程性质《大学物理》是理工科学生必修的一门公共基础课，旨在培养学生掌握物理学的基本概念、原理和方法。课程内容本课程涵盖力学、热学、电磁学、光学和近代物理等多个领域，通过系统的理论学习和实验训练，使学生掌握物理学的基本知识和实验技能。课程地位《大学物理》为后续专业课程的学习打下坚实的物理基础，对于提高学生的科学素质和创新能力具有重要意义。《大学物理》课程简介42024/3/23知识目标要求学生掌握物理学的基本概念、原理和方法，理解物理现象的本质和规律。能力目标培养学生运用物理学知识分析问题和解决问题的能力，以及实验操作和数据处理的能力。素质目标提高学生的科学素质，培养学生的创新精神和实践能力。教学目标与要求52024/3/23《大学物理学》（上、下册），张三主编，高等教育出版社。《普通物理学教程》（上、下册），李四主编，人民教育出版社；《物理学基础教程》（上、下册），王五主编，科学出版社。教材及参考书目参考书目教材62024/3/2302力学基础72024/3/23定义、特点、适用条件质点的基本概念定义、物理意义、计算方法位置矢量与位移定义、物理意义、计算方法及关系速度与加速度建立方法、求解及应用运动学方程质点运动学82024/3/23牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿运动定律的应用牛顿运动定律内容、意义及应用内容、表达式、意义及应用内容、表达式、意义及应用求解力学问题的方法与步骤92024/3/23动量与冲量定义、性质及关系动量定理内容、表达式、意义及应用角动量与力矩定义、性质及关系角动量定理内容、表达式、意义及应用动量定理与角动量定理102024/3/23功的定义及计算恒力做功、变力做功的计算方法机械能守恒定律内容、表达式、意义及应用势能的概念及计算重力势能、弹性势能等的计算方法动能定理内容、表达式、意义及应用功和能112024/3/2303热学基础122024/3/23123温度是物体热度的量度，通常使用温度计进行测量。温度的SI单位是开尔文（K）。温度的定义和测量热量是物体之间由于温度差异而进行的能量转移。热量总是从高温物体流向低温物体。热量的定义和性质如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统之间也将达到热平衡。热力学第零定律温度与热量132024/3/23热力学第一定律热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。内能、功和热量的关系内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。功是力在力的方向上移动的距离的乘积。热量是物体之间由于温度差异而进行的能量转移。热力学第一定律的应用应用于热机、制冷机、热力学循环等热力学系统的分析和计算。热力学第一定律的表述142024/3/23热力学第二定律的表述不可能从单一热源取热使其完全转换为有用的功而不产生其他影响。熵的概念熵是表示系统无序程度的物理量。在可逆过程中，熵保持不变；在不可逆过程中，熵总是增加。热力学第二定律的应用应用于热力学过程的方向性判断、热机效率的计算、制冷系数的确定等。热力学第二定律030201152024/3/23理想气体状态方程是描述理想气体状态参量之间关系的方程，即pV=nRT，其中p是压强，V是体积，n是物质的量，R是气体常数，T是热力学温度。理想气体状态方程气体分子的速率分布遵循麦克斯韦速率分布律，即速率在v和v+dv之间的分子数占总分子数的比例与速率v的平方成正比，与速率v的指数函数成反比。气体分子的速率分布气体分子之间的碰撞遵循弹性碰撞原理，即碰撞前后动量守恒和能量守恒。碰撞频率与气体压强、温度和分子直径有关。气体分子的碰撞气体动理论162024/3/2304电磁学基础172024/3/2303电场中的导体与电介质分析导体在静电场中的性质，如静电感应、静电屏蔽等，并讨论电介质的极化现象。01库仑定律与电场强度详细阐述点电荷间的相互作用力，以及电场强度的定义和计算。02电势与电势差介绍电势的概念，电势差的计算，以及等势面的性质和应用。静电场182024/3/23阐述电流的形成和电流密度的概念，以及电流的连续性方程。电流与电流密度磁场与磁感应强度磁场对电流的作用介绍磁场的产生和磁感应强度的定义，以及毕奥-萨伐尔定律的应用。分析洛伦兹力和安培力的产生机理，以及它们在电磁学中的应用。030201稳恒电流与磁场192024/3/23麦克斯韦电磁场理论介绍麦克斯韦电磁场理论的基本思想，包括位移电流、全电流定律和电磁波的产生与传播。电磁波的性质与应用分析电磁波的基本性质，如波动方程、传播速度等，并讨论电磁波在通信、遥感等领域的应用。法拉第电磁感应定律阐述法拉第电磁感应定律的内容和应用，包括动生电动势和感生电动势的产生机理。电磁感应与电磁波202024/3/23阐述金属、半导体和绝缘体的导电机制及特点。物质的导电性介绍电介质的极化现象，以及介电常数和介电损耗的概念。物质的介电性分析物质的抗磁性、顺磁性和铁磁性的产生机理及特点，并讨论磁性材料的应用。物质的磁性物质的电磁性质212024/3/2305光学基础222024/3/23光在同种均匀介质中沿直线传播，形成影和像。光的直线传播光的反射光的折射透镜成像光在两种介质的分界面上改变传播方向又返回原来介质中的现象。光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。透镜对光线的作用，以及透镜成像的规律和应用。几何光学基础232024/3/23光的干涉两列或几列光波在空间某些区域相遇时相互加强，在某些区域相互减弱的现象。光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播的现象。光的偏振光波只包含单一振动方向的现象，以及偏振光的产生和应用。波动光学基础242024/3/23光具有粒子性，即光是由一份份不连续的光子组成的。光的量子性光子与电子相互作用，使电子从原子或分子中逸出的现象。光电效应光子与自由电子碰撞，使光子的频率和方向发生改变的现象。康普顿效应量子光学简介252024/3/23利用光学原理制成的放大微小物体的仪器，广泛应用于生物学、医学等领域。显微镜观测远处物体的光学仪器，用于天文学、地理学等领域。望远镜利用光学原理制成的记录影像的仪器，广泛应用于摄影、艺术等领域。照相机利用光波在光纤中传输信息的通信方式，具有传输容量大、抗干扰能力强等优点。光纤通信光学仪器与应用262024/3/2306近代物理基础272024/3/23阐述了时间膨胀、长度收缩、质能关系等基本概念，以及爱因斯坦的著名公式E=mc^2。狭义相对论广义相对论相对论的实验验证介绍了引力场、时空弯曲、黑洞等概念，以及爱因斯坦场方程等重要理论。包括迈克尔逊-莫雷实验、光速不变原理的实验验证等。相对论简介282024/3/23量子力学的基本原理包括波函数、薛定谔方程、算符、测量等基本概念和原理。量子力学的重要应用如原子结构、分子结构、固体物理、量子信息等领域的应用。量子力学的历史背景介绍了黑体辐射、光电效应等经典物理无法解释的现象，以及玻尔模型等早期量子理论。量子力学简介292024/3/23原子核的放射性衰变介绍了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及其规律。原子核反应和核能利用包括核裂变、核聚变等核反应过程，以及核能在军事、能源等领域的应用。原子核的基本性质包括原子核的组成、大小、形状、质量等基本性质。原子核物理简介302024/3/23基本粒子与相互作用01介绍了夸克、轻子等基本粒子，以及电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用等基本相互作用。标准模型与粒子物理理论02阐述了标准模型的基本框架和理论预言，以及粒子物理理论的研究现状和发展趋势。高能物理实验与探测技术03包括大型对撞机、粒子探测器等实验装置和技术手段的介绍，以及在高能物理实验中取得的重要成果。粒子物理简介312024/3/2307课程总结与展望322024/3/23近代物理介绍相对论、量子力学等近代物理理论，以及其在原子物理、固体物理等领域的应用。光学涵盖几何光学、波动光学、量子光学等内容，涉及光的反射、折射、干涉、衍射等现象。电磁学重点讲解电场、磁场、电磁波等基本理论和应用。经典力学包括牛顿运动定律、动量、角动量、万有引力等基本概念和原理。热力学与统计物理涉及温度、热量、内能、熵等热力学概念，以及微观粒子统计规律。课程重点内容回顾332024/3/23掌握基本概念和原理理解物理概念和原理的内涵和外延，建立扎实的物理基础。多做练习题通过大量的练习，加深对物理概念和原理的理解，提高解题能力。阅读相关文献阅读教材、参考书和相关文献，拓宽知识面，加深对物理学的认识。理论与实践相结合将所学的物理知识应用于实际生活和实验中，提高分析问题和解决问题的能力。学习方法与建议342024/3/23高能物理探索宇宙的基本