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1、大学物理学(B)教学大纲一、大纲说明1.教学目的和基本要求：本课程是基础课，同时还具有自然科学素质教育的意义，因此，要求学生熟练掌握物理学的基本概念和基本规律，正确认识各种物理现象的本质；还应掌握物理学研究问题的思想方法，能对实际问题建立简化的物理模型，并对其进行正确的数学分析。通过对本课程的学习，学生应养成科学的思维习惯，并为理解专业知识打下良好的基础。2.内容提要：第一部分是“力学基础”，包括质点运动的描述方法，质点动力学和刚体定轴转动的基本规律和概念，以及量纲和非惯性系问题的一般处理方法等；第二部分是“热力学和分子物理学”，介绍热平衡态、热量和内能等基本概念，以及气体状态方程、分子的速率
2、分布、热力学基本定律、卡诺定理等；第三部分是“静电场与稳恒电流”，介绍静电场的基本概和基本原理，并讨论导体和电介质在静电专程 的基本性质，进而引出电路理论的基本关系式。第四部分是“磁场与电磁感应、电磁场”，介绍磁场的基本性质，并讨论磁场与电流间的联系，以及电磁感应现象的物理内涵，进而建立起电磁场的基本概念；第五部分是“波动光学”，从波动的角度认识光的干涉和衍射现象，讨论光的偏振和双折射，由此深化对电磁波基本性质的理解； 第六部分为相对论基础，简介狭义相对论的基本概念。3.教学改革（与原课程内容比较）本课程是在原大学物理学2的基础上发展而来的，与原大纲相比总学时增加了18学时，增加的原因是我校的
3、大学物理学2的教学水平与其他学校相比有比较大的差距，也与我校的发展目标不相符。增加的学时主要用来讲授相对论及光学两部分内容，是大学物理学的教学内容更加完整。但即使像现在的学时，也与科大等院校仍有很大差距。二、大纲内容第一章 质点运动学1.1 质点运动的描述参考系，质点的概念，位置矢量，运动方程，位移的概念，速度1.2 匀加速运动匀加速直线运动，斜抛运动1.3 圆周运动平面极坐标，法向加速度和切向加速度，角加速度，匀速圆周运动和匀加速圆周运动1.4 相对位移和相对速度时间和空间，相对运动的速度和加速度本章重点：参照系的概念，位置矢量、位移矢量、速度矢量、加速度矢量及其在不同坐标系中的分量表达式，
4、质点的运动方程，相对运动的概念。本章难点：位置矢量、位移矢量、速度矢量、加速度矢量的相对性、瞬时性及矢量形。 第二章 质点动力学2.1 牛顿运动定律牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律2.2 力学的单位制和量纲2.3 几种常见的力万有引力，弹性力，摩擦力2.4 惯性系 力学相对性惯性参考系，力学相对性原理，牛顿运动定律的应用举例本章重点：牛顿定律、各种常见力，惯性系与非惯性系，力学相对性原理。本章难点：牛顿定律的应用。第三章，动量守恒定律和能量守恒定律3.1 质点及质点系 动量定理冲量，质点的动量定理3.2 动量守恒定律3.3 动能定理功，质点的动能定理3.4 保守力，势能 万有引力，重力
5、，弹性力做功的特点；保守力和非保守力，保守力做功的数学表达式，势能的概念 3.5 功能原理，机械能守恒定律质点系的动能定理，内力和外力做功，质点系的功能原理，机械能守恒定律3.6 碰撞3.7 质心，质心运动定理本章重点：质点及质点系的动量定理和动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律和能量守恒定律及其应用，外力与内力、保守力与非保守力的概念。本章难点：质心运动定理第四章 刚体的转动4.1 刚体的定轴转动刚体的平恫吓转动，刚体的角速度和角加速度，匀变速转动公式，角量和线量的关系4.2 力矩 转动定律 转动惯量力矩，转动定理，转动惯量的定义和计算，转动惯量的平行轴定理4.3 角动量 角动量守恒定律质
6、点的角动量和角动量守恒定律，刚体的角动量和角动量守恒定律 4.4 力矩的功 刚体定轴转动中的动能定理力矩的功，力矩的功率，转动动能，刚体绕定轴转动的动能定理4.5 刚体的平面运动本章重点：刚体、刚体的定轴转动、角速度、角加速度、转动惯量、力矩、转动动能及角动量的概念，刚体绕定轴转动的转动定律、动能定理、角动量定理及角动量守恒定律及其应用。本章难点：转动惯量，转动定律及其应用，角动量定理。第六章 热力学的基础6.1 平衡状态 理想气体物态方程气体的状态参量，平衡态，理想气体的状态方程6.2 准静态过程 功 热量准静态过程，功，热量；6.3 内能 热力学第一定律内能，永动机，热力学第一定律6.4
7、热力学第一定律对于理想气体的等值过程的应用 摩尔热容等体过程，理想气体的定容摩尔热容量；等压过程，理想气体的定压摩尔热容量，等温过程6.5 绝热过程绝热的意义，绝热方程，绝热线和等温线6.6 循环过程 卡诺循环循环的意义，循环过程的分类，正循环和热机，热机的效率，逆循环和制冷机，卡诺循环的构成，卡诺循环的效率6.7 热力学第二定律 卡诺定理热力学第二定律的两种表述，卡诺定理6.8 可逆过程和不可逆过程典型的不可逆过程，热力学第二定律的宏观实质6.9 熵 熵增加原理克劳修斯等时，熵的定义，熵的计算，熵增加原理本章重点：热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用，热力学第一定律在理想气体循环过程中的
8、应用，热机效率及致冷机致冷系数的计算，卡诺循环的概念，熵变的计算及熵增加原理。本章难点：可逆与不可逆过程，卡诺定理，熵变的计算及熵增加原理。第七章 气体动理论7.1 物质的微观模型 统计规律性分子的数密度和线度，分子力，分子热运动的无序性和统计规律性7.2 理想气体的压强公式理想气体的微观模型，压强的产生机理，理想气体的压强公式，7.3 气体分子平均平动能与温度的关系7.4 能均分原理 理想气体的内能自由度的概念，刚性分子的自由度，能均分定理，理想气体的内能，定压摩尔热容量核定容摩尔热容量。7.5 麦克斯韦分子速率分布定律速度分布的概念，气体分子速率分布的测定，三种统计速率7.6 分子平均碰撞
9、次数和平均自由程7.7 气体内的迁移现象及其基本定律粘滞现象，热传导现象，扩散系数，三种歉意系数7.8 实际气体的范得瓦尔斯方程7.9 热力学第二定律的统计意义熵与无序，无序度与微观状态数，熵与热力学概率，玻耳兹曼关系式本章重点：理想气体状态方程的应用，理想气体压强公式及温度公式的物理意义，能量按自由度均分原理的应用，麦克斯韦速率分布函数的应用 波耳兹曼能量分布。本章难点：统计规律，麦克斯韦速率分布函数的应用，理想气体的内能，平均自由程。第八章 静电场8.1 电荷的量子化 电荷守恒定律定律8.2 库仑定律 库仑定律的矢量形式8.3 电场强度 电荷件相互作用的过程，电场与电场强度，点电荷的场强公
10、式，场强叠加原理，电场强度的计算。8.4 电场强度通量 高斯定理电通量，电通量的计算，高斯定理，利用高斯定理求电场强度8.5 静电场的环路定理 电势能静电场力做功的特点，电势能8.6 电势电势，电势差8.6 电场强度与电势梯度的关系8.7 静电场的电偶极子本章重点：电场强度、电势的概念、计算及两者的关系，静电场的叠加原理、高斯定理、环路定理及其应用。本章难点：电场强度、电势的计算第九章 静电场中的导体和电介质9.1 电场中的导体静电感应，静电平衡条件，导体上的电荷分布，静电屏蔽9.2 电容 电容器 电介质的极化孤立导体的电容，电容器，电容器得并联和串联9.3 电场中的电介质电介质对电容的影响，
11、相对电容律，电解质的极化，电极化强度，电介质中的电场强度9.4 电位移，有电介质的高斯定理9.5 静电场的能量 能量密度电容器的能量，静电场的能量，能量密度9.6 静电场的边界条件本章重点：导体的静电平衡条件及平衡态下导体的主要性质，介质中的高斯定理，电位移矢量，电容的计算，电场的能量。本章难点：电位移的概念，介质中的场强、电势分布、极化电荷的分布计算。第十章 稳恒电流10.1 稳恒电流 电流密度电流，电流密度，10.2 电阻率 欧姆定律及其微分形式电阻率，超导体，欧姆定律的微分形式10.3 电源 电动势10.4 全电路欧姆定律本章重点：电流密度，电动势，欧姆定律的微分形式，焦耳-楞次定律的微
12、分形式，含源电路的欧姆定律。本章难点：电流密度、电势差及导体界面处电荷的分布计算。第十一章 电流的磁场11.1 磁场 磁感应强度11.2 毕奥-萨伐尔定律电流元，毕奥-萨伐尔定律，利用毕奥-萨伐尔定律求电流的磁场，磁偶极矩，运动电荷的磁场11.3 磁通亮，磁场的高斯定理磁感线，磁通量，磁场的高斯定理，11.4 安培环路定理安培环路定理，利用安培环路定理求磁场11.5 带电粒子电荷在电场和磁场中的运动带电粒子在电磁场中的受力，带电粒子在磁场钟的运动举例安培力，电流的单位，两根无限长平行载流直导线间的相互作用11.6 磁场对载流导体的作用力 安培定律11.7 磁场对载流线圈的作用本章重点：磁感应强
13、度、磁通量的概念，毕奥.萨伐尔定律、安培环路定理及其应用。本章难点：已知电流分布由毕奥.萨伐尔定律、安培环路定理求磁场分布。第十二章 物质的磁性（选）12.1 磁介质 磁化强度12.2 磁介质中的安培环路定理 磁场强度、12.3 铁磁质本章重点：磁介质及其分类，磁化强度，磁感应强度、磁场强度、磁化强度间的关系。本章难点：铁磁质的磁化特征。第十三章 电磁感应 电磁场（选）13.1 电磁感应定律13.2 动生电动势和感生电动势13.3 自感与互感13.4 磁场能量 磁场能量密度13.5 位移电流 电磁场基本方程的积分形式本章重点：电磁感应定律 动生电动势和感生电动势 自感与互感磁场能量 磁场能量密
14、度，麦克斯韦方程组积分形式的物理含义，电磁波的基本性质。本章难点：动生电动势和感生电动势 自感与互感磁场能量 磁场能量密度 位移电流的理解及计算，L-C振荡电路中电磁振荡过程的分析。第十七章 波动光学17.1 相干光17.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验，杨氏双缝干涉的光强分布，双凤，劳埃德镜17.3 光程 薄膜干涉光程，透镜不引起附加光程差，薄膜干涉，等倾干涉17.4 劈尖 牛顿环劈尖，牛顿环17.5 迈克耳逊干涉仪17.6 光的衍射光的衍射现象，惠更斯菲涅耳原理，菲涅耳衍射和夫琅和费衍射17.7 单缝衍射单缝衍射的光路图，单缝衍射的条纹，条纹宽度17.8 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领圆孔衍射，爱里斑，瑞力判据，望远镜的最小分辨角，显微镜的鉴别距离17.9 衍射光栅光栅，光栅常数，光栅衍射条纹的形成，光栅方程，衍射光谱17.10 X-射线衍射17.11 光的偏振 马吕斯定律什么是自然光，什么是偏振光，偏振片，起偏和检偏，马吕斯定律17.12 反射和折射时光的偏振17.13 双折射 偏振棱镜双折射的寻常光和非寻常光，尼科尔棱镜17.14 旋光现象17.15 偏振光的干涉
