大学物理A(下)》课程介绍及教学实施方案 曾晓英 1. 教学对象：电气、材料成型、能动等专业本科学生。 2. 先修课程：高等数学、大学物理A（上）。 3. 后续课程：理、工各本科专业的专业基础课和专业课。 4. 总学时/学分：48学时/3学分 5. 课程性质：基础课、必修课 6. 教学目的与要求：物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本的运动形式及其相互转化规律的学科。物理学所研究的规律具有极大的普遍性，可以说是一切自然科学的基础，也是工程技术的重要支柱，物理学的基本概念、基本原理和基本规律是长期起作用的知识。通过大学物理课程的学习，使学生正确理解物理学的基本概念和基本知识，掌握物理学所研究的各种运动形式及它们之间的联系，了解各种理想物理模型以及一些基本的物理现象、物理性质和近代物理学的思想，并使学生在科学实验能力、科学计算能力和抽象思维能力方面受到严格的初步训练，从而培养分析问题和解决问题的能力，提高科学素质。大学物理课程的作用，一方面在于为学生系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法，培养学生辩证唯物主义世界观和科学宇宙观。 二、本课程的教学内容 本课程安排的教学总学时为48 学时，讲课学时为 42 学时，课堂讨论（习题课）学时为 6 学时。讲授的主要教学内容如下： 序号 教学内容 教学要求 重点内容 难点内容 学时 作 业 1 §3-1 简谐振动的运动描述 掌握 运动学方程，初相位 相位,旋转矢量 2 振动与波练习一 §3-2 简谐振动的动力学特征 掌握 动力学方程 动力学方程 2 §3-3 简谐振动的能量 理解 弹簧振子的能量 能量平均值 2 振动与波练习二 §3-4 简谐振动的合成 理解 同方向同频率的合成 简谐振动的合成 3 Δ§3-6 阻尼振动 受迫振动 共振 了解 阻尼振动，共振 共振 2 §4-1 机械波的形成和传播 理解 描述波的物理量 波的形成 序号 教学内容 教学要求 重点内容 难点内容 学时 作 业 4 §4-2 平面简谐波的波动方程 掌握 波动方程及其建立 波动方程建立 2 振动与波练习三 §4-3 波的能量 *声强 理解 波动的能量 波元势能 5 §4-4惠更斯原理 波的衍射和干涉 理解 惠更斯原理波的干涉加强、减弱条件 波的干涉 2 振动与波练习四 §4-5 驻波 理解 驻波的特点 *§4-6 多普勒效应 了解 多普勒效应 6 振动与波动习题分析讨论 掌握 振动方程、波动方程建立方法 2 7 §5-1 光源 光的相干性 了解 光的相干性 2 波动光学练习一 §5-2杨氏双缝干涉 掌握 干涉加强和减弱的条件，条纹间距 干涉加强和减弱的条件 8 §5-3 光程 光程差 理解 光程和光程差 光程差计算 2 波动光学练习二 §5-4 薄膜干涉（一）-等倾干涉 掌握 等倾干涉 半波损失 9 §5-4 薄膜干涉（二）-等厚干涉 掌握 等厚干涉，牛顿环 2 波动光学练习三 §5-5 迈克耳逊干涉仪 了解 干涉仪原理 10 §6-1 光的衍射 惠更斯－菲涅耳原理 理解 惠更斯－菲涅耳原理 菲涅耳原理 2 波动光学练习四 §6-2 夫琅和费单缝衍射 掌握 半波带法，明暗条纹条件 半波带法 11 §6-3 光栅衍射 掌握 光栅方程，缺级现象 缺级现象 2 波动光学练习五 12 Δ§6-4 圆孔衍射 光学仪器的分辨率 了解 光学仪器的分辨率 瑞利判据半角宽度 2 *§6-5 X射线的衍射 了解 布喇格公式 13 §7-1 自然光和偏振光 理解 偏振光概念和图示 2 波动光学练习六 §7-2 起偏和检偏 马吕斯定律 理解 马吕斯定律 检偏 §7-3 反射与折射时光的偏振 布儒斯特定律 理解 布儒斯特定律 Δ§7-4 光的双折射 了解 双折射现象 光轴 序号 教学内容 教学要求 重点内容 难点内容 学时 作 业 14 波动光学习题分析讨论 掌握 干涉、衍射加强和减弱条件的分析 2 15 §8-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 掌握 理想气体状态方程 2 热学 练习一 *§8-2 理想气体压强和温度的统计解释 了解 理想气体压强和温度的统计意义 理想气体压强公式推导 §8-3 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 掌握 能量均分定理，理想气体内能 能量均分定理 16 §9-1 内能 功和热量 准静态过程 理解 准静态过程体积功 2 热学 练习四 §9-2 热力学第一定律 掌握 热力学第一定律应用 热力学第一定律应用 17 §9-3 气体的摩尔热容量 理解 等体、等压摩尔热容 等体、等压摩尔热容 2 热学 练习五 §9-4 绝热过程 理解 绝热过程 过程方程 §9-5 循环过程 卡诺循环 掌握 循环效率 循环效率计算 18 *§9-6 热力学第二定律 了解 热力学第二定律 2 热学 练习六 *§9-7热力学第二定律的统计意义 玻耳兹曼熵 了解 热力学第二定律的统计意义 19 §14-1 经典力学时空观和伽利略变换 了解 伽利略变换 2 近代物理练习一 §14-2 狭义相对论基本原理 理解 两个基本原理 §14-3洛伦兹变换 掌握 洛伦兹坐标变换 洛伦兹坐标变换 20 §14-4 狭义相对论时空观 理解 长度收缩，时间膨胀 同时的相对性 2 近代物理练习二 §14-5 狭义相对论动力学 掌握 相对论质量，动能，能量 相对论动能，能量 21 §15-1 光的量子性 掌握 普朗克能量子假设，光电效应 光电效应方程 2 近代物理练习三 序号 教学内容 教学要求 重点内容 难点内容 学时 作 业 22 §15-2 玻尔的氢原子理论 掌握 氢原子光谱和玻尔理论 三个基本假设 2 近代物理 练习四 Δ§15-3 粒子的波动性 了解 德布罗意物质波，不确定关系 物质波统计解释 23 Δ§15-4 波函数 薛定谔方程 了解 定态薛定谔方程 定态薛定谔方程 2 *§15-5 一维定态问题 了解 一维无限深势阱 *§15-6 氢原子的量子力学处理 了解 能量量子化，角动量量子化 24 热学、近代物理习题分析讨论 掌握 功、热量、内能变化计算 洛仑兹变换、相对论动能、光电效应方程、玻尔理论应用分析 2 三、实验教学内容及要求 单独开设实验课，见“大学物理实验”课程教学大纲 四、本课程的教材与主要参考书目 1. 本课程教材： 唐立军黄祖洪.大学物理学.复旦大学出版社，2010 2. 主要参考书目： [1] 赵近芳.大学物理学.第二版.北京邮电大学出版社，2006 [2] 程守洙、江之永.普通物理学.第五版.高等教育出版社，1997 [3] 马文蔚.物理学.第三版.高等教育出版社，1993 [4] 吴百诗.大学物理.科学出版社，2001 [5] 张三慧.大学基础物理学.清华大学出版社，2003 五、本课程教学方法与教学手段的拟定 1. 本课程以课堂讲授为主，结合开放式教学，并拟安排2课时左右的课堂讨论(互动式教学)，课前认真备课，每次课应有完整的讲稿或讲课提纲，条件许可时进行多媒体教学并结合板书，精心组织讲课流程。 2. 每周固定时间、地点辅导答疑2小时，并积极在课后课间进行答疑及通过网上辅导答疑系统或电子邮箱答疑。 3. 每章内容讲授后批改作业1~2次，每次批改作业量不少于1/2，对每次作业情况在课堂上进行讲解和总结。 4. 第一次上课时对学生提出有关的纪律要求，严肃教学纪律。并且告诉学生平时成绩的计算办法，以及平时成绩和课程考试成绩占总成绩的比例。告知学生主要参考书目。拟定辅导答疑固定时间、地点。 六、本课程的考核方式与成绩评定方式 1. 考核方式：笔试、闭卷考试。 2. 成绩评定方式： 考试：课程考试成绩占：80%，平时成绩占：20%。 (考查：课程考试成绩占：60%，平时成绩占：40%。) 平时成绩主要以学生上交作业的情况、到课情况及听课的表现进行综合评定。 七、附注 1. 本课程与《大学物理实验》课程密切相关，相关的演示实验在《大学物理实验》课程中开设，注意理论与实验联系，培养实践能力。。 2. 课程教学内容中“Δ”号内容介绍性讲授；“*”号内容根据实际教学进度情况灵活掌握是否介绍性讲授。 3.教材选用说明： 经教研室集体讨论，选用长沙理工大学唐立军、黄祖洪主编，复旦大学出版社出版的普通高等学校“十一五”精品规划教材《大学物理学》。该教材综合了我校和各高校《大学物理》课程的教学经验，并符合国家教学指导委员会的最新基本要求，在众多新教材中，该教材的特色之一在于概念阐述简明，在不失严谨下比较通俗易懂。不足之处主要在于第一版中有少数不妥当处尚待修订。 4.本课程立项为湖南省精品课程，教学网站（http://210.43.192.28/jpkc/wuli/Course/Index.htm），提供了针对我校实际编制的学生自学和复习巩固的各类教学课件，可浏览网站参看相关资源获得更多知识。