普物(B)教学大纲

1普通物理B（1）（2）GeneralPhysicsB教学大纲先修课程：高等数学（包括一元微积分、多元微积分、矢量代数和空间解析几何的基本知识）。后续课程：各理工科类专业的专业基础课（如理论力学、工程力学、电工学、物理化学等）。一、课程的性质普通物理（大学物理）课程是全校各工科专业和非物理类理科专业学生的一门必修课程，属公共基础课。课程内容涵盖经典物理、近代物理的基本原理，以及物理在科学技术上应用的初步知识等。由于物理学是自然科学的许多领域和工程技术的基础，课程内容也是一个高级工程人员、科学研究人员、技术管理人员所必备的。二、课程的地位、作用和任务开设本课程的任务，在于为学生较系统地打好必要的物理基础，初步学习科学的思维方法和研究问题的方法，同时对学生树立辩证唯物主义的世界观，对开阔思维、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等方面都起着重要的作用。通过普通物理课的教学，使学生对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解，并具有初步应用的能力。三、教学基本要求基本要求分为以下三级：（1）掌握——属较高要求。对要求掌握的内容（包括定律、定理、原理等内容、物理意义及适用条件）都应比较透彻地接受，并能熟练地用以分析和计算相应水平的有关问题，对于那些由基本定律导出的定理要求会推导；（2）理解——属一般要求。对要求理解的内容应有明确的认识，并能用以分析和计算相应水平的有关问题，对于那些由基本定律导出的定理不要求会推导；（3）了解——属较低要求。对要求了解的内容应该知道所涉及问题的现象和有关实验，并能对它们作定性的解释，还应知道与问题直接有关的物理量和公式等的物理意义。在近代物理的了解部分一般不要求作定量计算，在经典物理的了解部分要求能作代公式性质的计算。课程的总体要求：基本的物理定律、定理、原理的含义和适用条件，基本的定理的应用和相应的基本方法，应要求学生掌握；重要的定理、推论的推导，较为复杂的应用问题，以及一些比归属单位理学院课程编号普通物理B(1)02401518普通物理B(2)02401519开课学期第二学期第三学期总学时数120普通物理B(1)72普通物理B(2)48学分(1)3(2)2.5共6.5适用专业飞行器动力工程、通信工程、自动化、材料物理、材料化学、计算机科学与技术等理工科非物理专业加强班学生首选教材最新出版的科学出版社“十一五”规划教材2较重要的、体现物理思想的概念和规律，应要求学生理解；一些非基本概念和规律，有关物理知识在高新技术中的应用、体现思维技巧和计算方法等内容，应要求学生有所了解。对内容的具体要求在下列教学内容中逐项注明。四、课程教学内容（含具体教学要求）注：以下内容中，要求掌握的为重点内容，要求理解的为次重点内容，其后用“★”标出的为难点内容。第一部分普通物理B（1）内容I．力学1．质点运动学理解参照系和坐标系；掌握质点，位置矢量，运动方程；掌握位移，速度矢量和速率，加速度矢量的概念、匀加速运动和直线运动的规律，并能用来分析解决常见问题；理解抛体运动，圆周运动，切向加速度和法向加速度的概念（★）；理解相对运动和速度变换的概念（★）。2．牛顿运动定律掌握牛顿运动定律及其应用，并能用来分析解决常见问题；了解力学的单位制和量纲；理解惯性系和非惯性系概念。3．动量与角动量掌握动量，动量定理，系统的动量定理，动量守恒定律，并能熟练用来分析解决常见问题；了解火箭飞行原理（★）；理解质心概念和质心运动定律（★）；掌握质点的角动量概念，角动量守恒定律（★），并能用来分析解决简单问题。4．功和能掌握功的概念及其计算方法（★），掌握动能、动能定理；掌握保守力与非保守力，引力势能和弹性势能（★），功能原理；掌握机械能守恒定律，普遍的能量守恒定律；掌握碰撞中的动量和能量关系及其应用，并能熟练用来分析解决常见问题。5．刚体的定轴转动掌握刚体定轴转动的运动学（角速度和角加速度等概念）；理解定轴转动中的力矩，转动惯量（★）；掌握转动定律及其应用，并能用来分析解决简单问题；理解力矩的功，刚体定轴转动中的转动动能和动能定理，并能用来分析解决简单问题；掌握定轴转动的角动量概念和角动量守恒定律（★），并能用来分析解决简单问题；了解刚体的进动（★）。II．振动与波动学1．振动掌握简谐振动的概念和描述方法（包括各特征量的意义和关系、旋转矢量法）；掌握简谐振动的动力学方程（★），弹簧振子、单摆和复摆，振动的能量；了解阻尼振动，受迫振动，共振；3掌握同方向的同频简谐振动的合成；2．波动理解波的一般特征，简谐波的概念；掌握简谐波的波动表达式和性质；了解弹性媒质的弹性模量、波动方程（★）；理解波的能量（动能和势能）及能量密度，波的能流密度概念（★）；了解惠更斯原理，波的反射和折射；掌握波的叠加原理，波的干涉，相干条件，驻波的形成和特征（★）；III．光学1．光的干涉掌握杨氏双缝干涉实验及其分析方法；了解相干光和非相干光概念，相干光的获得；掌握光程和光程差的概念，薄膜干涉的光程差，等厚干涉（劈尖干涉、牛顿环）；理解等倾干涉，迈克耳孙干涉仪原理（★）；了解空间相干性与时间相干性（定性）（★）。2．光的衍射了解光的衍射现象，惠更斯－菲涅耳原理；理解半波带法，掌握单缝夫琅和费衍射暗纹方程（★）；理解光学仪器的分辨率；理解光栅衍射的特征光栅方程和光栅光谱（★）；了解Ｘ射线的晶体衍射实验和布喇格方程。3．光的偏振理解光的横波性，光的偏振态；掌握偏振片的起偏和检偏，马吕斯定律及其应用，反射和折射时光的偏振性，布儒斯特定律；了解双折射晶体双折射现象，寻常光和反常光，折射率椭球、主折射率和主平面概念，惠更斯原理在双折射中的应用（★），偏振光的应用介绍。IV．热学1．温度理解温度概念；了解气体温标；理解平衡态，掌握理想气体状态方程并能熟练应用。2．热力学第一定律掌握功、热量、态函数内能，热力学第一定律及其意义，准静态的等容过程、等压过程和等温过程中的过程方程、功、热量、内能，并能熟练用来分析解决常见问题；理解气体的摩尔热容，理想气体的内能，理想气体绝热过程的过程方程及其功、热量、内能的计算（★）；了解气体绝热自由膨胀和焦耳-汤姆孙实验；理解循环过程（★），卡诺循环及其效率；了解制冷循环过程。3．热力学第二定律理解热力学第二定律的两种表述及其等价性（★）；理解可逆过程和不可逆过程概念，实际过程的方向性；4了解熵及其统计意义和熵增加原理。4．气体动理论理解理想气体压强、温度的微观意义（公式和它的统计解释）（★），方均根速率；掌握能量按自由度均分原理，理想气体的内能，并能熟练用来分析解决常见问题；理解麦克斯韦速率分布律，玻尔兹曼能量分布律（★）；理解分子碰撞和平均自由程概念；了解真实气体的等温线，范德瓦耳斯方程，气体的输运过程；理解热力学第二定律的统计意义。V．电磁学1．静止电荷的电场理解电荷，电荷守恒定律，电场；掌握库仑定律，电场强度的概念，场强叠加原理和场强的计算（★），并能熟练用来分析解决简单电荷分布的场强计算问题；理解电场线，电通量，高斯定理及其应用（★），并能用来分析解决特殊对称性情况下的场强分布问题。第二部分普通物理B（2）内容2．电势理解静电场的保守性，电势能，静电场环路定理；掌握电势，电势叠加原理，电势的计算，并能熟练用来分析解决常见问题；理解电场强度与电势梯度的关系（★）；了解电荷在外电场中的电势能。3．静电场中的导体掌握导体静电平衡条件；理解静电平衡导体的电荷分布，有导体时电场和电势的计算（★）；了解静电平衡的应用。4．静电场中的电介质了解电介质的极化，极化强度，电位移矢量；理解均匀各向同性介质中的电位移矢量与场强的关系，介质中的高斯定理及其应用（★）；理解电容，电容器，电容器的储能，并能分析解决常见问题；理解电场的能量及其能量密度。5．稳恒电流理解稳恒电流、欧姆定律及其微分形式；掌握电流密度矢量、电动势的概念；了解闭合电路和含源电路的欧姆定律，电流的功和功率，金属导电的经典电子论（定性）。6．磁力了解磁力对电流和电荷的作用，磁现象的根源是运动电荷；理解磁场和磁感应强度矢量（★）；掌握洛仑兹力及其特点，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动规律，理解带电粒子的螺线型运动规律；理解霍尔效应（★）；理解磁场对载流导线的作用力，磁场对载流线圈的作用力矩，并能分析解决常见问题。57．磁场的源理解毕奥－萨伐尔定律，磁力线，磁通量，磁学中的“高斯定理”；掌握用毕奥－萨伐尔定律计算直线和圆环载流导线周围磁场的方法（★）；掌握安培环路定律及其应用，并能分析解决常见问题；了解平行电流间的相互作用力，电流单位“安培”的定义。8．磁场中的磁介质了解磁介质的极化，原子磁矩概念，磁介质的分类；理解磁化强度，磁场强度，均匀各向同性磁介质中的磁场强度与磁感应强度的关系，磁介质中的安培环路定律（★）；了解铁磁质及其性质和应用。9．电磁感应掌握法拉第电磁感应定律、楞次定律及其应用，动生电动势及其计算，并能分析解决常见问题；理解感生电动势和感生电场（★）；理解互感和自感现象及其规律，载流线圈的储能，磁场的能量密度。10．麦克斯韦方程组和电磁辐射理解位移电流假设和非稳态磁场，麦克斯韦电磁场方程组的积分形式（★）；了解电磁辐射基本原理（偶极辐射、赫兹实验）；了解电磁波的能量和基本性质和电磁波谱。VI．近代物理与高新技术1．狭义相对论基础了解伽利略变换和经典力学时空观，力学相对性原理；理解狭义相对论基本假设－－相对性原理和光速不变原理；理解洛仑兹变换，了解相对论速度变换式（★）；掌握长度收缩效应、时间膨胀效应和同时性的相对性（★），并能用来分析解决简单问题；理解质量－速度关系式，相对论意义下的动量和动能，能量－质量关系式，能量－动量关系式，并能用来分析解决简单问题。2．波粒二象性了解热辐射的基本概念，了解对黑体的辐射规律（维恩位移定律、斯忒藩—玻耳兹曼定律、普朗克公式），理解普朗克的量子化假设及其意义；了解光电效应实验结果和经典理论的困难（★）；掌握爱因斯坦光量子假设及其意义，爱因斯坦方程及其对光电效应实验的解释；理解康普顿散射实验结果和康普顿效应（★）；了解光谱特征、原子的核式模型，理解玻尔理论的氢原子理论。掌握德布罗意的物质波假设，电子衍射（戴维孙-革末实验）；理解概率波，波函数及其统计意义，不确定关系（★）；3．量子力学基本原理了解薛定谔方程的引入；理解薛定谔方程；掌握一维无限深势阱中粒子能量和波函数及其物理意义（★）；了解一维粒子在方势垒中的隧道效应，一维谐振子的能量；4．原子中的电子理解氢原子的量子力学求解结果，能量量子化、轨道量子化、空间取向量子化概念的引入（★）；6理解自旋及其量子化（★）；了解多电子体系中的电子排布，泡利不相容原理，能量最小原理；了解原子发光，激光的基本原理和特性。5．固体中的电子了解固体中自由电子的排列规律，固体能带理论，半导体特征与应用（简介）。五、课内实践教学要求习题讨论课等的总学时数不应少于总学时数的10%。作业量为每次课中等难度习题4~8题（含多种题型）。7六、课时分配及教学方式和手段1．普通物理B(1)序号课程内容课时数教学方式手段备注1力学质点运动学5教学方式以主讲教师课堂讲授为主。教学手段为现代教育技术（电子教案、多媒体课件等）和传统手段（粉笔、黑板、挂图、教具、演示实验等）有机结合。2牛顿运动定律33动量与角动量54功和能55刚体的转动56振动与波动学振动67波动78光学光的干涉79光的衍射510光的偏振4.511热学温度1.512热力学第一定律613热力学第二定律414气体动理论5.515电磁学静止电荷的电场4普通物理B(1)合计73.582．普通物理B(2)序号课程内容课时数教学方式手段备注1电磁学电势4教学方式以主讲教师课堂讲授为主。教学手段为现代教育技术（电子教案、