大学物理(下)(太原理工大学)
大学物理(下)(太原理工大学)
5万+ 人选课
更新日期:2025/06/13
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
物理学是研究物质基本结构、基本运动形式及相互作用规律的科学,是自然科学和工程技术的基础,是新技术的源泉。它改变着人们的生活,推动着人类文明的进步。智能手机、计算机、飞机、磁悬浮列车、高铁、核磁共振仪、纳米技术、核能利用、卫星通讯等都源于物理学的重大发现和突破。大学物理是工科院校非物理专业学生必修的一门重要基础课。通过该课程的学习,使学生逐步掌握物理学研究问题的思路和方法,在获取知识的同时,培养学生建立物理模型的能力,定性分析与定量计算的能力,从而提升学生的科学素养和创新意识。大学物理慕课是由太原理工大学物理与光电工程学院大学物理教学中心全体教师精心打造。课程内容包括经典力学、狭义相对论、振动波动、热学、电磁学、波动光学和量子力学初步。格物致理、审物达理、感物悟理、明理格物、以理驭物、物理致用。让我们相约太原理工大学大学物理慕课,开启学习大学物理的美好旅程,体会神奇美妙的物理世界。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
真空中的静电场
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电磁学绪论
李孟春
电荷、库仑定律
电荷
李孟春
库仑定律
李孟春
电场强度
电场、电场强度
李孟春
点电荷的电场 电场叠加原理
李孟春
电偶极子的场强计算
曹斌照
均匀带电直线电场强度的计算
曹斌照
均匀带电圆环和圆盘的电场计算
曹斌照
学习资料
电通量、静电场的高斯定理
电场线、电场强度通量
黄平
高斯定理
黄平
均匀带电球面的电场计算
曹斌照
均匀带电圆柱面的电场计算
曹斌照
无限大带电平面的电场计算
曹斌照
学习资料
静电场的环路定理、电势
静电场环路定理
黄平
电势能、电势
黄平
电势叠加原理
黄平
电偶极子电场中任一点的电势
曹斌照
圆环及圆盘轴线上任一点的电势计算
曹斌照
均匀带电球面的电势计算
曹斌照
无限长均匀带电直导线的电势计算
曹斌照
电势梯度
黄平
学习资料
静电场中的导体和电介质
静电场中导体和电介质
导体的静电平衡
张雍家
实心导体静电平衡的性质
张雍家
空腔导体静电平衡的性质
张雍家
导体静电平衡例题
张雍家
电容和电容器
电容、电容器
张雍家
电容器电容的计算
张雍家
电容器的并联和串联
张雍家
学习资料
静电场中的电介质
电介质的极化
张雍家
电极化强度
张雍家
电介质中的高斯定理
张雍家
电介质中高斯定理的应用例题
张雍家
静电场的能量
张雍家
学习资料
真空中的稳恒磁场
稳恒电流、电流密度
电流强度、电流密度
张鹏
磁场 磁感应强度
磁场、磁感应强度
张鹏
毕奥-萨伐尔定律及其应用
毕奥-萨伐尔定律
张鹏
毕奥-萨伐尔定律的应用(1)(载流直导线段磁场的计算)
张鹏
毕奥-萨伐尔定律的应用(2)(圆电流轴线上磁场的计算)
张鹏
学习资料
磁场的高斯定理和安培环路定理
磁场的高斯定理
张鹏
安培环路定理
张鹏
安培环路定理的应用
张鹏
学习资料
磁场对载流导线的作用
安培定律
张鹏
非均匀磁场对电流的安培力
张鹏
均匀磁场对载流线圈的力矩
张鹏
磁场对运动电荷的作用
张鹏
学习资料
磁场中的磁介质
磁场中的磁介质
张雍家
磁介质中的安培环路定理
张雍家
铁磁质
张雍家
学习资料
变化电磁场的基本规律
电源、电动势
曹斌照
电磁感应定律
曹斌照
感应电动势的计算(1)
曹斌照
动生电动势
曹斌照
感生电动势
曹斌照
感应电动势的计算
曹斌照
感应电动势的计算
曹斌照
自感、互感
曹斌照
磁场能量
曹斌照
位移电流和麦克斯韦方程组
曹斌照
电磁振荡 、电磁波
曹斌照
学习资料
波动光学
光的波动学说及光的电磁理论
刘瑞萍
光源 光的相干性
刘瑞萍
光程、光程差
刘瑞萍
杨氏双缝干涉实验
刘瑞萍
学习资料
薄膜干涉
薄膜干涉
刘瑞萍
等倾干涉
刘瑞萍
等厚干涉—劈尖
刘瑞萍
等厚干涉—牛顿环
刘瑞萍
薄膜干涉的应用
刘瑞萍
光的干涉 例题
刘瑞萍
学习资料
迈克耳孙干涉仪
刘瑞萍
光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理
刘瑞萍
单缝和圆孔夫琅禾费衍射
单缝夫琅禾费衍射(一)半波带法
刘瑞萍
单缝夫琅禾费衍射(二)定量分析
刘瑞萍
圆孔夫琅禾费衍射 光学仪器分辨率
刘瑞萍
学习资料
光栅衍射
光栅衍射(一)光强分布
刘瑞萍
光栅衍射(二)定量分析
刘瑞萍
光的衍射 例题
刘瑞萍
学习资料
光的偏振性 自然光和偏振光
刘瑞萍
偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律
刘瑞萍
反射和折射时光的偏振
刘瑞萍
学习资料
从经典物理到量子力学
从经典物理到量子物理的困难——经典物理的困难
薛海斌
黑体辐射、普朗克的能量子假说
黑体辐射——黑体辐射的基本概念
薛海斌
黑体辐射——黑体辐射的实验规律
薛海斌
黑体辐射——普朗克的能量子假说
薛海斌
光电效应、爱因斯坦的光量子论
光电效应——光电效应的实验规律
薛海斌
光电效应——爱因斯坦的光量子论
薛海斌
光电效应——光的波粒二象性
薛海斌
康普顿散射
薛海斌
原子结构和原子光谱、玻尔的量子理论
早期的原子结构模型及其困难
薛海斌
氢原子光谱
薛海斌
玻尔的氢原子理论
薛海斌
玻尔氢原子理论的实验验证
薛海斌
玻尔氢原子理论的成功与困难
薛海斌
学习资料
量子力学基础
量子力学简介
薛海斌
实物粒子的波粒二象性 德布罗意假说
薛海斌
不确定原理
薛海斌
波函数及其统计意义
波函数的统计诠释
薛海斌
态的叠加原理
薛海斌
薛定谔方程
薛定谔方程的建立
薛海斌
定态薛定谔方程
薛海斌
定态问题
一维无限深势阱
薛海斌
势垒隧穿与隧道效应
薛海斌
一维谐振子
薛海斌
氢原子
氢原子的量子理论——主量子数、角量子数、磁量子数
薛海斌
电子自旋——自旋磁量子数
薛海斌
多电子原子和元素周期表
泡利不相容原理
薛海斌
原子的壳层结构、周期表
薛海斌
学习资料
  • 第一章真空中的静电场

    本章从库仑定律和场强叠加原理出发,由电场对电荷施力与电场对移动电荷作功的两个基本表现,引入电场强度与电势的概念,推导出反映静电场基本性质的两个定理,即高斯定理与环路定理,讨论了电场强度与电势的积分关系与微分关系。

  • 1.1电磁学绪论

    本节简单回顾了电磁学的发展历程,指出电磁学的研究对象是场。给出数学上描述场性质的方法及场的求解方法,最后介绍了电磁学的主要内容。

  • 1.2电荷、库仑定律

    本节介绍了电荷的基本性质,给出了真空中两个静止点电荷间相互作用规律---库仑定律。

  • 1.3电场强度

    电场是传递电荷间电相互作用力的媒质,从电场对电荷施力定义了电场强度;因场强满足叠加原理,则可由点电荷的场强来求解任意带电体的场强。

  • 1.4电通量、静电场的高斯定理

    电场线是一种直观明了的描述电场分布的图像,通过某个曲面电场线的数目称作该面的电通量。穿过闭合曲面的电通量与产生电场的电荷间的关系即高斯定理。利用高斯定理可以求解一些具有对称性电场分布的带电体的电场强度。

  • 1.5静电场的环路定理、电势

    静电场力作功与路径无关,由此得出环路定理。静电力是保守力,在静电场中引入电势能,从而引入电势的概念。电势的计算方法包括:定义法与叠加法。

  • 1.6电势梯度

    介绍了等势面与电场线的关系,讨论了电势与电场强度的微分关系。

  • 第二章静电场中的导体和电介质

    本章研究电场与物质相互作用的规律,首先介绍电场与导体的相互作用,内容包括静电平衡、静电场中导体的电学性质、电容为等,其次讨论电场与电介质的相互作用,包括电介质极化现象,极化的微观介质和电介质中的静电场、最后学习静电场的能量.

  • 2.1静电场中导体和电介质

    本节从导体的微观结构出发,讨论了导体在静电场中的静电感应现象,分析了导体静电平衡条件、导体上的电荷分步、静电屏蔽及应用。

  • 2.2电容和电容器

    本节学习电容器、电容器电容的计算及电容器的串并联。

  • 2.3静电场中的电介质

    本节从电介质的微观结构出发,讨论了电介质的极化现象,并介绍了从宏观上引入描述极化的物理量--电极化强度,着重学习了有介质存在时的高斯定理及高能斯定理的应用。

  • 2.4静电场的能量

    本节以电容器为例给出电容器的储能公式,继而推广到静电场的能量。

  • 第三章真空中的稳恒磁场

    本章主要讨论稳恒电流在真空中所激发磁场的性质及规律. 首先引入稳恒电流、磁感应强度矢量等一些基本概念,进而给出电流元所激发的磁场规律——毕奥-萨伐尔定律,并在此基础上讨论反映磁场性质的两个定理:高斯定理和安培环路定理,最后介绍磁场对电流和运动电荷的作用及其应用.

  • 3.1稳恒电流、电流密度

    本节首先介绍了磁学早期在中国的发展,以及磁的应用,并与电场类比介绍了本章的学习方法。引入了电流密度矢量并定义了稳恒电流的概念。

  • 3.2磁场 磁感应强度

    本节介绍了基本磁现象和安培分子电流假说,并对磁感应强度进行了定义。

  • 3.3毕奥-萨伐尔定律及其应用

    本节给出了电流元在空间所激发磁场的规律,即毕奥-萨伐尔定律,通过毕奥-萨伐尔定律结合矢量叠加原理可以求得任意载流导线周围的磁场。

  • 3.4磁场的高斯定理和安培环路定理

    本节引入磁场的高斯定理和环路定理来对磁场的性质进行描述,并介绍了利用高斯定理求解具有对称性磁场的方法。

  • 3.5磁场对载流导线的作用

    本节给出了电流元在磁场中所受安培力的公式,即安培定律。并介绍了磁场对载流导线及运动电荷的作用规律。

  • 第四章磁场中的磁介质

    本章采用与讨论电介质中电场类似的方法,从物质的微观电结构出发,讨论顺磁质、抗磁质和铁磁质磁化的微观机制以及对磁场的影响,着重讨论了磁介质中场量的关系及有磁介质时的安培环路定理及其应用,最后讨论了铁磁质的性质和应用。

  • 4.1磁场中的磁介质

    本节首先介绍了磁介质的分类,并从物质的微观结构出发,讨论了顺磁质和抗磁质的磁化机制,并从宏观上引入描述磁化的物理量--磁化强度。

  • 4.2磁介质中的安培环路定理

    本节介绍了有磁介质存在时的安培环路定理,引入磁场强度矢量。

  • 4.3铁磁质

    本节介绍了铁磁质的特点、起始磁化曲线、磁滞回线及铁磁质的分类,并用磁畴理论来解释铁磁质的磁化特性。

  • 第五章变化电磁场的基本规律

    本章学习变化的电场和磁场的规律,首先引入电动势的概念,然后在电磁感应现象的基础上总结电磁感应定律,重点对感应电动势的本质及其在特殊情形下的应用进行讨论,最后通过麦克斯韦关于感生电场和位移电流的假设,建立电磁场遵循的普遍规律——麦克斯韦方程组,由此预言电磁波的存在,并简明扼要地介绍电磁波的产生、传播及其性质.

  • 5.1电源、电动势

    电源、电动势

  • 5.2电磁感应定律

    电磁感应定律

  • 5.3感应电动势的计算(1)

    感应电动势的计算

  • 5.4动生电动势

    动生电动势

  • 5.5感生电动势

    感生电动势

  • 5.6感应电动势的计算

    感应电动势的计算(2)

  • 5.7感应电动势的计算

    感应电动势的计算(3)

  • 5.8自感、互感

    自感、互感

  • 5.9磁场能量

    磁场能量

  • 5.10位移电流和麦克斯韦方程组

    位移电流和麦克斯韦方程组

  • 5.11电磁振荡 、电磁波

    电磁振荡 、电磁波

  • 第六章波动光学

    本章学习波动光学,即用光的波动性研究光在传播过程中出现的现象、规律及其应用。在光的相干性基础上,主要介绍光的干涉、光的衍射以及光的偏振三方面的内容。

  • 6.1光的波动学说及光的电磁理论

    本节学习光的波动学说的建立过程以及光的基本电磁理论。

  • 6.2光源 光的相干性

    本节学习光源的发光原理以及讨论光的相干性。

  • 6.3光程、光程差

    本节学习光程和光程差的概念和计算。

  • 6.4杨氏双缝干涉实验

    本节学习采用分波阵面法获得相干光的杨氏双缝干涉实验和劳埃德镜实验,主要介绍杨氏双缝干涉实验的实验装置、实验现象及其实验规律。

  • 6.5薄膜干涉

    本节主要学习采用分振幅法获得相干光的薄膜干涉的现象、规律及其应用。薄膜干涉分为等倾干涉和等厚干涉,其中等厚干涉主要学习劈尖和牛顿环。

  • 6.6迈克耳孙干涉仪

    本节学习采用分振幅法获得相干光的迈尔克孙干涉实验的实验装置、现象及其应用。

  • 6.7光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理

    本节主要学习光的衍射现象,以及为了解释光的衍射现象所提出来的惠更斯-菲涅耳原理和计算衍射光强分布的菲涅耳衍射积分公式。

  • 6.8单缝和圆孔夫琅禾费衍射

    本节主要学习单缝和圆孔弗琅禾费衍射。在单缝夫琅禾费衍射中,重点学习采用半波带法分析光的干涉规律;在圆孔夫琅禾费衍射中,主要基于圆孔夫琅禾费的理论基础学习光学仪器的分辨率。

  • 6.9光栅衍射

    本节主要学习光栅衍射的实验现象、规律及其应用,重点学习光栅方程、缺级现象、谱线最高级次以及谱线重叠等问题。

  • 6.10光的偏振性 自然光和偏振光

    本节主要学习光的偏振性以及光的各种偏振状态。

  • 6.11偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律

    本节主要学习偏振片的起偏和检偏功能,以及光通过偏振片后,反映光强变化的马吕斯定律。

  • 6.12反射和折射时光的偏振

    本节主要学习光在两种介质表面发生反射和折射时光的偏振状态以及布儒斯特定律。

  • 第七章从经典物理到量子力学

    在本章中,首先,介绍经典物理无法解释的三个重要物理效应,例如,黑体辐射、光电效应以及康普顿效应;其次,介绍反映原子核外电子运动的(氢)原子光谱、玻尔的氢原子理论,以及玻尔氢原子理论的成功之处及其面临的困难。

  • 7.1从经典物理到量子物理的困难——经典物理的困难

    在本节中,主要介绍19世纪末20世纪初的物理学现状,以及量子力学建立之前的重要物理事件。

  • 7.2黑体辐射、普朗克的能量子假说

    在本节中,首先,介绍描述热辐射的几个物理量;其次,解释为什么研究(绝对)黑体辐射;最后,给出黑体辐射的两条实验规律,以及普朗克解释黑体辐射提出的“能量子”概念。

  • 7.3光电效应、爱因斯坦的光量子论

    在本节中,首先,介绍光电效应的实验规律;其次,给出爱因斯坦为解释光电效应而提出的“光量子”概念;最后,给出人们对光认识的发展历程。

  • 7.4康普顿散射

    在本节中,主要介绍康普顿效应的实验规律及其物理解释。

  • 7.5原子结构和原子光谱、玻尔的量子理论

    在本节中,首先,介绍早期的原子结构模型及其面临的困难;其次,介绍可以反映原子核外电子运动的(氢)原子光谱,以及氢原子光谱的经验公式——巴尔末公式;最后,介绍玻尔的氢原子理论及其实验验证,并给出玻尔氢原子理论的成功之处及其面临的困难。

  • 第八章量子力学基础

    在本章中,首先,介绍量子力学的基本概念和基本原理,例如,德布罗意的物质波、不确定原理、波函数的统计诠释以及态的叠加原理;其次,介绍薛定谔方程的一般形式、定态薛定谔方程,以及定态薛定谔方程的应用;最后,给出描述原子中电子运动状态的四个量子数、泡利不相容原理及其元素周期表的物理解释。

  • 8.1量子力学简介

    在本节中,首先介绍量子力学建立之前的重要物理事件;其次,介绍建立量子力学的重要物理事件。

  • 8.2实物粒子的波粒二象性 德布罗意假说

    在本节中,首先介绍德布罗意假说,即实物粒子的波粒二象性,及其实验验证戴维孙——革末实验;其次,给出德布罗意的物质波与量子态之间的关系。

  • 8.3不确定原理

    在本节中,首先从测量的角度,给出微观粒子所遵循的基本规律;其次,介绍海森堡的不确定关系及其应用;最后,介绍玻尔的互补原理。

  • 8.4波函数及其统计意义

    在本节中,首先建立物质波的波函数;其次,给出波函数的统计诠释,以及描述实物粒子的波函数所满足的条件;最后,通过电子的双缝干涉实验,介绍态的叠加原理。

  • 8.5薛定谔方程

    在本节中,首先,通过一个粒子在一维势场中的非相对论运动,给出薛定谔方程的一般形式;其次,当势能不显含时间时,通过分离变量法给出薛定谔方程的定态形式。

  • 8.6定态问题

    在本节中,给出定态薛定谔方程的三个应用:一维无限深势阱(重点)、势垒隧穿与隧道效应、一维谐振子。

  • 8.7氢原子

    在本节中,首先,基于氢原子定态薛定谔方程的主要结果,给出描述原子中电子运动状态的三个量子数,即主量子数、角量子数、磁量子数;其次,通过原子在磁场中的三个实验,给出描述电子运动状态的第四个量子数:自旋磁量子数。

  • 8.8多电子原子和元素周期表

    在本节中,首先,给出决定原子中电子状态的泡利不相容原理;其次,给出原子壳层结构的几个基本概念,并基于电子组态的周期性变化解释元素周期表。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 真空中的静电场

    1.1 电磁学绪论

    1.2 电荷、库仑定律

    1.3 电场强度

    1.4 电通量、静电场的高斯定理

    1.5 静电场的环路定理、电势

    1.6 电势梯度

    视频数21
  • 第二章  作业测试
    第二章 静电场中的导体和电介质

    2.1 静电场中导体和电介质

    2.2 电容和电容器

    2.3 静电场中的电介质

    2.4 静电场的能量

    视频数12
  • 第三章  作业测试
    第三章 真空中的稳恒磁场

    3.1 稳恒电流、电流密度

    3.2 磁场 磁感应强度

    3.3 毕奥-萨伐尔定律及其应用

    3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理

    3.5 磁场对载流导线的作用

    视频数12
  • 第四章  作业测试
    第四章 磁场中的磁介质

    4.1 磁场中的磁介质

    4.2 磁介质中的安培环路定理

    4.3 铁磁质

    视频数3
  • 第五章  作业测试
    第五章 变化电磁场的基本规律

    5.1 电源、电动势

    5.2 电磁感应定律

    5.3 感应电动势的计算(1)

    5.4 动生电动势

    5.5 感生电动势

    5.6 感应电动势的计算

    5.7 感应电动势的计算

    5.8 自感、互感

    5.9 磁场能量

    5.10 位移电流和麦克斯韦方程组

    5.11 电磁振荡 、电磁波

    视频数11
  • 第六章  作业测试
    第六章 波动光学

    6.1 光的波动学说及光的电磁理论

    6.2 光源 光的相干性

    6.3 光程、光程差

    6.4 杨氏双缝干涉实验

    6.5 薄膜干涉

    6.6 迈克耳孙干涉仪

    6.7 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理

    6.8 单缝和圆孔夫琅禾费衍射

    6.9 光栅衍射

    6.10 光的偏振性 自然光和偏振光

    6.11 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律

    6.12 反射和折射时光的偏振

    视频数21
  • 第七章  作业测试
    第七章 从经典物理到量子力学

    7.1 从经典物理到量子物理的困难——经典物理的困难

    7.2 黑体辐射、普朗克的能量子假说

    7.3 光电效应、爱因斯坦的光量子论

    7.4 康普顿散射

    7.5 原子结构和原子光谱、玻尔的量子理论

    视频数13
  • 第八章  作业测试
    第八章 量子力学基础

    8.1 量子力学简介

    8.2 实物粒子的波粒二象性 德布罗意假说

    8.3 不确定原理

    8.4 波函数及其统计意义

    8.5 薛定谔方程

    8.6 定态问题

    8.7 氢原子

    8.8 多电子原子和元素周期表

    视频数14
  • 期末考试