21 世纪以来世界各国课程教学改革的趋势表明，在当前这个知识快速增长的信息化时代，学生不可能在学校里学到将来所需的每一种知识和技能，必须努力培养自己的学习能力, 学会如何学习，将比学会知识本身更为重要。教育正在逐渐走向以学生为中心的学习方式，从强调记忆背诵，转变成以解决问题为导向的研究性学习，学生需要通过不断的研究性学习，在学习过程和今后的工作中逐渐建立起自己的知识结构。大学物理是学生进入大学后较早接触的一门大学基础课程，也是培养学生综合素质的课 程。其课程目标是：

（1）掌握物理学的基本思想方法、基本理论，为后续课程学习打下坚实的基础；

（2）培养学生包括提出问题、分析问题、解决问题以及通过多种途径获得知识等的能力，引导学生从开始学习大学基础课程起就树立研究性学习的理念，逐渐掌握研究性 学习的方法，培养主动探究和创新实践的精神，为后继专业课程的研究性学习和进一步开展科学研究，以及将来走向社会开展研究性、创造性工作打下良好的基础。

课程大纲

《大学物理BII》教学大纲

一、课程名称：大学物理

                PhysicsA

二、课程编号：1002101、1002102

三、学分学时：7学分 /112学时

四、使用教材：大学物理学 毛骏健主编 高等教育出版社，2006，1

五、课程属性：公共基础 / 必修

六、教学对象：各专业低年级理工科专业

七、开课单位：理学院

八、先修课程：高等数学

九、教学目标：

本课程为一门重要基础课，通过本课程的学习，应使学生初步具备如下素质：

1.         求实精神--通过大学物理课程教学, 培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。

2.       创新意识--通过学习物理学的研究方法、物理学的发展历史以及物理学家的成长经历等, 引导学生树立科学的世界观, 激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望以及敢于向旧观念挑战的精神。

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。

十、课程要求：

本课程采用问题探讨与课程讲授与实验等教学方式，实行互动研究型教学，重点培养学生的理论素养和分析能力。因此，本课程要求课前必须阅读教材的相关部分和参考文献；课上主动参与讨论；课后按时完成布置的作业。并及时进行教学互动交流。

本课程教学环节的具体要求为：30次作业、一次期中测验、二次期末考试

十一、教学内容：

本课程主要由以下内容组成：

一、   力学（21学时）

         知识要点：

1.       理解质点、刚体等模型和参照系、惯性系等概念。

2.       掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能藉助于直角坐标系熟练地计算质点在平面内运动时的速度和加速度，能熟练地计算质点作圆周运动时的角速度、切向加速度和法向加速度。

3.       掌握牛顿三定律及其适用条件。

4.       掌握功的概念。能熟练地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，会计算势能。

5.       掌握质点的动能定理和动量定理，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。

6.       掌握机械能守恒定律、动量守恒定律以及它们的适用条件。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。

7.       惯性系与惯性力。

8.       质心与质心运动定理、伯努利方程。

9.       理解转动惯量概念。掌握刚体绕定轴转动定律。

10.    理解动量矩（角动量）概念，通过质点在平面内运动和刚体绕定轴转动情况，理解动量矩守恒定律及其适用条件。能应用动量矩守恒定律分析、计算有关问题。

11.    理解牛顿力学的相对性原理。理解伽利略坐标、速度变换。能分析与平动有关的相对运动问题。

         重点难点：描写运动变化的物理量，圆周运动，牛顿力学的相对性原理，变力的功，刚体绕定轴转动定律，角动量

         教学方法：教学，作业，习题课，案例教学

二、   振动和波动（12学时）

         知识要点：

1.       掌握描述谐振动和简谐波动的各物理量（特别是相位）的物理意义及各量之间的相互关系。

2.       掌握旋转矢量法，并能用以分析有关问题。

3.       掌握谐振动的基本特征。能建立弹簧振子或单摆谐振动的微分方程。

4.       能根据给定的初始条件写出一维谐振动的运动方程，并理解其物理意义。

5.       理解两个同方向、同频率谐振动的合成规律，以及合振动振幅极大和极小的条件。

6.       阻尼振动、受迫振动、共振。

7.       理解机械波产生的条件。掌握知质点的谐振动方程建立平面简谐波的波动方程的方法，以及波动方程的物理意义。理解波形图线。

8.       了解波的能量传播特征及能流，能流密度等概念。

9.       理解惠更斯原理和波的叠加原理。掌握波的相干条件。能应用相位差或波程差概念分析和确定相干波叠加振幅加强和减弱的条件。

10.      理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。

11.      了解多普勒效应及其产生原因。

        重点难点：相位、旋转矢量法、振动的微分方程、谐振动的合成、波动方程、波的能量、波的叠加原理、驻波

         教学方法：教学，作业，习题课，案例教学

三、   波动光学 （15学时）

         知识要点：

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.       了解惠更斯菲涅耳原理。掌握分析单缝夫琅和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。会确定光柵衍射谱线的位置。会分析光栅常数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。理解偏振光的获得方法和检验方法。

         重点难点：杨氏双缝干涉、薄膜等厚干涉、迈克耳逊干涉仪、单缝夫琅和费衍射、光栅衍射、布儒斯特定律、马吕斯定律

         教学方法：教学，作业，习题课，案例教学

四、   气体分子运动论及热力学（18学时）

         知识要点：

1.       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.       了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式以及它们的物理意义。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微观本质的思想和方法。

3.       了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。

4.       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、均方根速率的意义。

5.       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、定容热容和内能。

6.       范德瓦尔斯方程

7.       掌握功和热量的概念。理解平衡过程。掌握热力学第一定律。能熟练地分析、计算理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量、              能改变量及卡诺循环的效率。

8.       理解可逆过程和不可逆过程。理解热力学第二定律的两种叙述，了解这两种叙述的等价性。

9.        了解热力学第二定律的统计意义及无序性，了解熵的概念。

五、   电磁学  （46学时）

                   知识要点：

1.       掌握静电场的电场强度和电势的概念以及场的叠加原理。掌握用高斯定理计算场强的条件和方法，并能熟练应用。

2.       理解静电场的规律：高斯定理和环路定理。掌握用高斯定理计算场强的条件和方法，并能熟练应用。

3.       了解稳恒电流的形成机理，理解欧姆定理的微分形式，理解电动势的概念。会应用全电路欧姆定理进行简单的电路计算。

4.       掌握磁感应强度和概念及毕奥萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。

5.       理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法，并能熟练应用。

6.       理解安培定律和洛伦兹力公式。理解电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极子在电场中、简单几何形状载流导体和载流平面线圈在磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电磁场（包括纯电场、纯磁场）中受力运动的简单情况。

7.       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。

8.       掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动热的概念和规律。

9.       理解电容、自感系数和互感系数的定义及其物理意义。

10.    了解电磁场的物质性。理解电能密度的概念。在一些简单的对称情况下，能计算电磁场里储存的场能。

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。

12.    了解电磁波的性质。

       重点难点：电场强度、电势、高斯定理、环路定理、电动势、磁感应强度、毕奥萨伐尔定律、磁场高斯定理和安培环路定理、电偶极矩和磁矩、介质的极化、磁化现象、法拉第电磁感应定律、电容、自感和互感

       教学方法：教学，作业，习题课，案例教学

六、  近代物理  （自学）

1．狭义相对论

了解狭义相对论的两个基本假设；了解洛仑兹变换；了解狭义相对论中同时性的相对性，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的时空观以及二者的差异。理解狭义相对论的质速关系、质能关系。

重点难点：同时性的相对性、长度收缩和时间膨胀，用相对论的时空观分析、计算有关的简单问题。

2．早期量子论和量子力学基础

理 解光电效应，康普顿效应实验结果，及用经典理论解释的困难和用量子力学解释的成功。理解光的波粒二象性。了解德布罗意的物质波假设及电子衍射实验，了解微 观实物粒子的波粒二象性。理解物质波动性的物理量和粒子性的物理量间的关系。了解用量子力学方法解决对微观粒子运动状态的描述即一维波函数的概念及薛定谔 方程；了解测不准关系；了解氢原子光谱的实验结果，玻尔理论的缺陷及量子力学方法对氢原子光谱的解释。了解电子自旋，了解描述微观粒子运动状态的4个量子 数及泡利不相容原理和原子电子壳层结构。

重点难点：光电效应、康普顿效应、氢原子的量子理论，光的波粒二象性、氢原子的量子数。

        教学方法：教学，作业，习题课，案例教学

十二、实践环节：

        与大学物理实验相配套

十三、教学参考：

    1．参考教材

       张三慧等：《大学物理学》，清华大学出版社，2008年9月

        马文蔚等：《大学物理学》，高等教育出版社，2006年7月

2．参考文献

      何维杰，欧阳玉.《物理学思想史与方法论》.湖南大学出版社.2001,9.

        赵凯华，罗蔚茵.《新概念物理教程》.高等教育出版社.1986,2.

        尹鸿钧.《基础物理教程丛书》中国科学技术大学出版社.1996,2.

        章志鸣，沈元华，陈惠芬.《光学》.高等教育出版社.2000,6.

       陆果.《基础物理学教程》（上、下册）.高等教育出版社.1998.

       [美]阿特.霍布森.《物理学：基本概念极其与方方面面的联系》.上海科学技术出版社.2001.

        [英]Toh kok Aun,Tan Sean Huat.《普通物理选择题》.上海科技文献出版社.1985,6.

       马文蔚等编.《物理学》（第三版）.高等教育出版社.1993.

       D.Halliday，R. Resnick，K. S. Krane.《PHYSICS》Fifth Edition. JOHN WILEY & SONS,INC.2002.

3．网络资源

       http://course.jingpinke.com/area/details?uuid=9e9e0303-12e7-1000-a287-7aecfd2dca52国内高校大学物理精品课程

十四、考核方式：

闭卷和课外作业综合考核