《普通物理学》课程教学大纲(112学时)
课程名称（英文）：普通物理学（General Physics）
课程类型：必修课
学 分：7.0
总 学 时：112
一、课程的性质及目的
物理学是研究自然界中最基本、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）及其相互转化规律的科学。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一切领域，应用于生产技术的各个部门，它是其它自然科学和工程技术的基础。
以物理学基础知识为内容的《普通物理学》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，《普通物理学》是高等工科院校各专业学生的一门重要的必修基础课程。
二、课程目标
1.开阔思路，激发学生的探索和创新精神，提高学生的科学文化素养，帮助学生建立辩证唯物主义世界观，增强爱国主义观念。
2.使学生对物理学的基本内容有较全面、系统的理解，对物质的各种运动形式的物理图象有比较完整的认识，对物理学的现代发展和成就以及物理学在工程技术中的应用有较全面的了解。
3.使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力方面受到初步的训练；使学生在应用高等数学知识表达物理规律、分析和解算物理问题的能力方面受到初步的训练；使学生在科学实验基本技能方面得到初步的训练。
4.为学生今后进一步学习专业知识，适应新理论、新技术、新工艺、新材料的发展，参与高新技术研究开发，承担技术领导和管理工作打好必要的物理基础。
三、教学基本要求
该课程以理论讲授为主，同时配有课堂演示实验。提倡使用多媒体讲授。学习本课程后，要求学生对物理概念、规律等有透彻的理解，对物理学的研究方法、数学描述语言和推演技巧有较好的掌握，具有较强的分析问题和解决问题的能力。同时，通过学习和掌握物理知识的过程使创新意识和创造能力得到提高。
四、课程内容及学时分配
1运动的描述（4学时）
1.1质点一般曲线运动的位移、速度和加速度
1.2质点运动的描述
1.3圆周运动
1.4运动描述的相对性
[重点]：质点的运动学方程；瞬时速度与瞬时加速度
[难点]：圆周运动的切向和法向加速度
2运动定律（6学时）
2.1牛顿三大定律及其应用
2.2变力作用下的质点动力学基本问题
2.3非惯性系中的力学及其应用
[重点]：牛顿三定律及其应用
[难点]：非惯性系中的力学
3力学中的守恒定律（8学时）
3.1掌握质点与质点系的动量定理和动量守恒定律及其应用
3.2质心、质心运动定理
3.3变力的功；质点和质点系的动能定理；保守力的功、势能；机械能守恒定律及伯努利方程
3.4力矩；质点和质点系的角动量、角动量定理、角动量守恒定律及其应用
[重点]：质点和质点系的动量定理及守恒定律；质点和质点系功能原理及机械能守恒
定律；质点和质点系的角动量定理及守恒定律
[难点]：质点和质点系的角动量定理及守恒定律的应用
4刚体力学（8学时）
4.1刚体对轴的角动量；转动惯量；刚体定轴转动定律及其应用
4.2力矩的功；刚体对轴的转动动能、刚体定轴转动的动能定理及其计算
4.3刚体对轴的角动量定理、角动量守恒定律及其应用
[重点]：刚体定轴转动定律及其应用；刚体定轴转动的动能定理及其计算；刚体对轴
的角动量定理及守恒定律
[难点]：刚体定轴转动定律及其应用
5静电场（14学时）
5.1库仑定律的及其计算。
5.2电场强度的定义、电场强度的迭加原理和计算
5.3电场力的计算
5.4高斯定理的表述及应用
5.5静电场的环路定理的表述、本质及应用；电势的定义
5.6电势迭加原理及有关计算
5.7电场强度与电势的定性关系；电力线、等势面的概念
5.8电场强度与电势梯度的关系
5.9静电场导体的性质；静电平衡条件下，导体内外静电场强度的分布情况
5.10电介质及其极化机制
5.11电荷间的相互作用和静电场的能量
[重点]：库仑定律；电场强度的定义及有关计算；高斯定理的表述及应用；电势的定
义及有关计算；电场强度与电势梯度；静电场导体的性质；电介质及其极化机制；电
荷间的相互作用和静电场的能量
[难点]：电介质及其极化机制；静电场的能量
6稳恒磁场（14学时）
6.1磁感应强度的定义和磁场的高斯定理
6.2毕奥-萨伐尔定律及应用
6.3安培环路定理及应用
6.4对载流导线、线圈的作用及电流的单位”安培”的定义
6.5带电粒子在磁场中所受的作用及其运动
6.6磁介质的磁化机制，顺磁质、抗磁质铁磁质的磁化性质
6.7磁化强度、磁化电流、磁场强度的定义及磁介质中的安培环路定理
[重点]：磁感应强度的定义；毕奥-萨伐尔定律及应用；安培环路定理及应用；安培定
律及其应用；洛伦兹力；磁介质的磁化机制；磁介质中的安培环路定理
[难点]：磁介质的磁化机制；磁介质中的安培环路定理
7电磁感应及期末总复习（10学时）
7.1法拉第电磁感应定律的表述及应用，理解其本质
7.2动生电动势的定义和计算
7.3感生电动势，有旋电场和涡电流
7.4自感和互感的定义和计算
7.5磁场的能量
7.6位移电流的概念
7.7麦克斯韦方程组的积分形式
7.8期末总复习
[重点]： 法拉第电磁感应定律及应用；动生电动势、感生电动势的定义和计算；自感
和互感；磁场的能量
[难点]：感生电动势的定义和计算；磁场的能量
8机械振动（6学时）
8.1简谐运动的基本特征和表述、振动的相位、旋转矢量法
8.2简谐运动的动力学方程
8.3简谐运动的能量
8.4同方向同频率简谐振动的合成；同方向不同频率的简谐振动的合成
8.5相互垂直的简谐振动的合成、振动的频谱分析
8.6阻尼振动、受迫振动、共振及其应用
[重点]：简谐振动；简谐振动的合成；受迫振动、共振及其应用
[难点]：受迫振动及共振现象
9机械波（8学时）
9.1机械波产生和传播
9.2平面简谐波的波函数
9.3波的能量及波的强度
9.4惠更斯原理；波的衍射、反射和折射
9.5波的叠加原理；波的干涉、驻波及半波损失
9.6机械波的多普勒效应
[重点]：平面简谐波的波函数；波的能流和能流密度；波的干涉、驻波及半波损失
[难点]：波的能流和能流密度；驻波及半波损失
10光的干涉 （4学时）
10.1光源；单色光和相干光；杨氏双缝干涉
10.2光程与光程差
10.3薄膜干涉现象；增透膜和增反膜
10.4劈尖干涉；牛顿环
10.5迈克耳逊干涉仪的原理
[重点]：杨氏双缝干涉规律；薄膜干涉；劈尖干涉
[难点]：薄膜干涉规律
11光的衍射 （4学时）
11.1光的衍射现象、慧更斯¾菲涅耳原理
11.2单缝夫朗禾费衍射
11.3光栅衍射现象，光栅的衍射规律，光栅光谱
[重点]：光的衍射现象；单缝夫朗禾费衍射；光栅的衍射规律
[难点]：光栅衍射的缺级现象
12光的偏振 （2学时）
12.1自然光和偏振光
12.2偏振片的起偏和检偏，马吕斯定律
12.3反射和折射时光的偏振，布儒斯特定律
[重点]：自然光和偏振光；马吕斯定律；布儒斯特定律
13气体动理论基础（6学时）
13.1气体分子运动的微观本质及其与宏观性质的关系
13.2温度的统计意义；理想气体状态方程
13.3理想气体的气体压强公式、内能
13.4麦克斯韦分子速率分布定律；分子的平均碰撞次数和平均自由程
[重点]：理想气体状态方程；理想气体的气体压强公式、内能；麦克斯韦分子速率分
布定律
[难点]：麦克斯韦分子速率分布定律
14热力学基础 （8学时）
14.1平衡态、态参量、热力学第零定律
14.2准静态过程、热量和内能
14.3热力学第一定律及其所能解决的问题
14.4热力学第二定律及其所能解决的问题
14.5卡诺定理及熵
[重点]：力学第一定律及其所能解决的问题；热力学第二定律及其所能解决的问题
[难点]：卡诺定理及熵
15相对论（4学时）
15.1狭义相对论产生的实验基础和历史条件
15.2狭义相对论基本原理、洛伦兹变换式及相关运算
15.3狭义相对论时空观及相关运算
15.4狭义相对论动力学基础及相关运算
16量子力学（6学时）
16.1黑体辐射及其规律
16.2光电效应、康普顿效应
16.3氢原子光谱与波尔的氢原子理论
16.4德布罗意波和波粒二象性及海森伯测不准关系
16.5波函数的物理意义和波函数的条件
16.6薛定谔方程及电子的自旋与原子的壳层结构
五、教材及参考文献
教材：
《大学物理学》（上、下），赵近芳，王登龙，北京邮电大学出版社，2017
参考文献：
《普通物理学》（1、2、3）第五版，程守洙，江之永，高等教育出版社，1998
《大学物理学》（上、下），张三慧，清华大学出，2014
《大学物理学》（上、下）王子国 主编 清华大学出版社出版，2015
《大学物理》（上、下），咸立芬，王子国，高等教育出版社，2014
大纲修订： 大学物理教研室 大纲审核： 物理系
修订日期：2017年6月
