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《大学物理I》课程教学大纲
1.课程的目的和任务
物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。物理学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，它是自然科学和工程技术领域的基础。
以物理学基础知识为内容的大学物理课，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，大学物理课是高等工业学校各专业学生的一门重要的必修基础课。
高等学校中开设大学物理课的作用，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。这些都起着开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质的重要作用。学好大学物理，不仅对学生在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响。
2.课程教学基本要求
通过大学物理教学，使学生在以下能力、素质方面得到培养：
(1)独立获取知识的能力：逐步掌握科学的学习方法，能够阅读并理解相当于大学物理水平的物理累教材、参考书、文献资料等，能写出条理清晰的笔记、小结或小论文，得增强独立思考能力。
(2)科学观察和思维能力：应用物理学基本理论，通过观察、分析、综合、科学抽象、类比联想、实验等方法，培养学生发现问题、分析问题的能力并对所涉猎问题有一定深度的理解。
(3)分析问题和解决问题的能力：根据物理问题的特征、性质及实际情况，进行合理简化，建立物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。
(4)培养学生严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情和创新欲望。树立实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观。
3.课程教学内容、主要知识点和基本要求
3.1力学
(1)掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。能计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。
(2)掌握牛顿运动三定律及其适用条件。能求解一维变力作用下简单的质点动力学问题。
(3)掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。
(4)掌握质点的动能定理和动量定理，掌握机械能守恒定律、动量守恒定律，掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法，能分析简单系统在平面内运动的力学问题。通过质点在平面内的运动情况理解角动量和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点在平面内运动时的简单力学问题。
(5)了解转动惯量概念。掌握刚体转动的描述，理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴
转动情况下的角动量定理、角动量守恒定律。了解刚体转动中的功和能。
(6)理解伽利略相对性原理，理解伽利略坐标、速度变换。3.2振动和波动
(1)掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。掌握旋转矢量法。(2)掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义。
(3)掌握简谐振动的能量特征，能根据特定条件计算简谐振动的能量。(4)理解同向简谐振动的合成规律。了解振动方向相互垂直的谐振动合成。(5)了解阻尼振动、受迫振动和共振。
(6)理解机械波产生的条件。掌握由已知质点的简谐振动方程得出平面简谐波的波函数的方法及波函数的物理意义。理解波形图线。理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念。
(7)理解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。
(8)理解驻波及其形成条件，理解相位突变(半波损失)产生条件。了解驻波和行波的区别。
(9)理解机械波的多普勒效应及其产生原因。在波源或观察者单独相对介质运动，且运动方向沿二者连线的情况下，能用多普勒频移公式进行计算。
3.3气体动理论及热力学
(1)理解平衡态、态参量及热力学第零定律；理解理想气体物态方程。
(2)掌握功、热量和内能的概念。理解准静态过程。掌握热力学过程中的功、热量、内能改变量；掌握等压摩尔热容、等容摩尔热容计算，并理解其物理意义。了解绝热过程中的功、热量、内能改变量；了解绝热方程。
(3)了解循环过程的概念，了解循环过程中的循环效率、制冷系数及其物理意义。掌握卡诺循环等简单循环的效率。
(4)了解可逆过程和不可逆过程。理解热力学第二定律及其统计意义。3.4电磁学
(1)掌握库仑定律、静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度叠加原理和电势叠加原理。掌握电势与电场强度的积分关系。能计算一些简单问题中的电场强度和电势。
(2)理解静电场的规律：高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。(3)掌握磁感应强度的概念。理解毕奥—萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。(4)理解稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。理解用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。
(5)理解安培定律和洛仑兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极子在均匀电场中，简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析运动点电荷在均匀磁场中的受力和运动。
(6)理解导体的静电平衡条件及处于静电平衡导体的性质。了解介质的极化、磁化现象及其微观解释。了解顺磁质、抗磁质及铁磁质的特性。了解各向同性介质中D和E、H和B之间的关系和区别。理解介质中的高斯定理和安培环路定理。
(7)理解电动势的概念，掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。(8)理解解电容、自感系数和互感系数。(9)理解电能密度、磁能密度的概念。
(10)理解涡旋电场、位移电流的概念；理解麦克斯韦方程组(积分形式)及其物理意义。了解电磁场的物质性。
3.5波动光学
(1)理解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析、确定杨氏双
缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解麦克尔孙干涉仪的工作原理。
(2)理解惠更斯—非涅耳原理。理解分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。
(3)理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置。会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
(4)了解圆孔的夫琅禾费衍射规律，理解光学仪器的分辨本领。了解晶体的X射线衍射。
(5)理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检验方法。
3.6近代物理(狭义相对论简介及量子物理基础)3.6.1狭义相对论简介
(1)了解迈克尔迅－莫雷实验，理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。(2)理解洛仑兹坐标及速度变换。
(3)理解狭义相对论中同时性的相对性以及时间膨胀和长度收缩概念。了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者的差异。
(4)理解狭义相对论中质量和速度的关系，理解狭义相对论动力学方程(5)了解质量和能量的关系。3.6.2量子物理基础
(1)了解黑体辐射，了解普朗克量子化假设。理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。
(2)了解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。
(3)了解弗兰克—赫兹实验，了解原子里德伯态和对应原理。
(4)了解戴维孙－革末实验思想，理解德布罗意的物质波假设。理解实物粒子的波粒二象性。掌握动量－能量不确定关系。
(5)理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。(6)理解波函数及及其统计解释。了解一维定态薛定谔方程。理解一维无限深势阱问题求解。(7)了解如何用驻波观点说明能量量子化。了解角动量量子化及空间量子化。
(8)了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解施特恩—格拉赫实验及微观粒子的自旋。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构。4．时间分配表
附：对于了解内容，任课教师可根据实际情况并结合专业特点选讲。５．参考教材
(1)黄新民主编.《大学物理学》（上、下册）西安：陕西科学技术出版社，2010.8(2)马文蔚改编.《大学物理》（第四版，上、中、下册），北京：高等教育出版社，2001.7
执 笔 人：
修订时间：2010年10月
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