大学物理
大学物理
10万+ 人选课
更新日期:2025/04/27
开课时间2025/02/15 - 2025/07/15
课程周期22 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

物理学是自然科学的基础,是自然科学中最具有活力的带头学科,也是高新技术的先导和源泉。以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校理工科各专业学生一门非常重要的通识性必修基础课。在培养学生树立科学的世界观,增强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生科学观念、探索精神和创新精神、科学思维能力和智力、科学的方法、科学精神和科学作风等方面,具有其它课程不能替代的重要作用。

本课程系统地为学生打好必要的物理基础,按物质的存在形式进行讲授,分为实物、场、物质与波三大篇章,包括绪论、运动的描述、三大守恒定律、多粒子体系(统计物理学基础和热力学基础)、狭义相对论、静电场、稳恒磁场、变化电磁场、振动学基础、波动学基础、波动光学、场的量子性、量子力学基础及其应用等内容。

本课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分,是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。本课程在传授基本概念、基本理论和基本方法等知识的同时,还注重学生分析问题和解决问题能力的培养,注重学生探索精神和创新意识的培养,努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。

参考教材

【1】   施建青主编,大学物理学(第二版)(上册),高等教育出版社, 2018年12月。

【2】    施建青主编,大学物理学(第二版)(下册),高等教育出版社,2019年1月。

【3】    施建青主编,大学物理学(第二版)课后作业与自测题,高等教育出版社,2019年9月3月。该书包括与主教材配套的各个章节知识点的学生课后作业,以及对每个知识模块的自测试题

【4】施建青主编,大学物理学(第二版)习题解答与学习指导,高等教育出版社,2019年9月4月。该书包括与主教材配套的所有章节的教学要求、内容提要、典型题解和主教材的每个章节的所有习题详细的解答。


 


课程大纲

第1章 运动描述

  • 1.1 在笛卡尔坐标系中描述质点的运动
  • 1.2 在自然坐标系中描述质点的运动
  • 1.3 相对运动

第2章 对称性与守恒定律

  • 2.1 牛顿三定律
  • 2.2 动量守恒定律
  • 2.3 质心运动定律
  • 2.4 能量守恒定律
  • 2.5 碰撞
  • 2.6 角动量及角动量守恒定律
  • 2.7 刚体定轴转动的转动定律
  • 2.8 刚体定轴转动的功和能
  • 2.9 刚体定轴转动的角动量守恒定律
  • 2.10 小结及习题分析

第3章 狭义相对论

  • 3.1 狭义相对论的基本原理和洛伦兹变换
  • 3.2 狭义相对论时空观
  • 3.3 狭义相对论动力学基础
  • 3.4 本章小结与习题

第4章 统计物理学基础

  • 4.1 理想气体的统计模型
  • 4.2 能均分定理、理想气体内能
  • 4.3 分布函数、气体分布定律
  • 4.4 气体分子的平均自由程
  • 4.5 实际气体的范德瓦尔斯方程
  • 4.6 气体的输运现象
  • 4.7 本章小结与习题分析

第5章 热力学基础

  • 5.1 热力学第一定律及应用
  • 5.2 循环过程、热机、制冷机
  • 5.3 热力学第二定律及应用
  • 5.4 熵
  • 5.5 本章小结与习题分析

第六章 静电场

  • 6.1 库仑定律
  • 6.2 电场强度
  • 6.3 静电场的高斯定理
  • 6.4 静电场的环路定理与电势、电势能
  • 6.5 静电场中的导体
  • 6.6 静电场中的电介质
  • 6.7 电容和电容器
  • 6.8 静电场的能量
  • 6.9 小结

第7章 稳恒磁场

  • 7.1 恒定电流、电流密度和电动势
  • 7.2 磁感应强度和毕奥—萨伐尔定律
  • 7.3 稳恒磁场的高斯定理
  • 7.4 安培环路定理
  • 7.5 磁场对运动电荷的作用
  • 7.6 霍尔效应
  • 7.7 磁场对电流的作用
  • 7.8 磁场中的磁介质
  • 7.9 本章小结

第8章 变化的电磁场

  • 8.1 电磁感应的基本定律
  • 8.2 动生电动势
  • 8.3 感生电动势
  • 8.4 互感、自感
  • 8.5 磁场能量
  • 8.6 位移电流
  • 8.7 麦克斯韦方程组
  • 8.8 小结与习题

第9章 振动学基础

  • 9.1 简谐运动的运动方程和特征量
  • 9.2 简谐振动的旋转矢量法
  • 9.3 简谐振动的能量
  • 9.4 简谐运动的合成
  • 9.5 阻尼振动、受迫振动和共振
  • 9.6 本章小结

第10章 波动学基础

  • 10.1 机械波的基本特征
  • 10.2 平面简谐波波函数
  • 10.3 波的能量、能流密度
  • 10.4 惠更斯原理、波的衍射
  • 10.5 波的叠加、驻波
  • 10.6 多普勒效应
  • 10.7 本章小结

第11章 波动光学

  • 11.1 光的相干性、光程差
  • 11.2 分波阵面干涉
  • 11.3 等厚干涉
  • 11.4 等倾干涉、迈克尔干涉仪
  • 11.5 惠更斯-菲涅耳原理、单缝衍射
  • 11.6 圆孔衍射、仪器的分辨本领
  • 11.7 光栅衍射
  • 11.8 X射线衍射
  • 11.9 光的偏振
  • 11.10 双折射、玻片和旋光现象

第12章 场的量子性

  • 12.1 黑体辐射与普朗克量子假设
  • 12.2 光电效应
  • 12.3 康普顿效应
  • 12.4 玻尔理论
  • 12.5 激光原理

第13章 量子力学基本原理

  • 13.1 德布罗意波
  • 13.2 不确定性关系
  • 13.3 波函数
  • 13.4 薛定谔方程和一维势阱
  • 13.5 氢原子、原子壳层结构
  • 13.6 本章小结与习题分析

第14章 量子力学的应用

  • 14.1 固体中的电子
  • 14.2 原子核