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绪论 课时
一
力学 课时 备注
质点力学 一 二 三 四 五 六 七 八 九
刚体和流体力学 一 二 三 四 五
相对论力学 一 二 三 四 五 六 七 八
热物理学 课时 备注
统计物理学基础 一 二 三 四 五 六
热力学基础 一 二 三 四 五 六 七
振动和波动 波动光学 课时 备注
机械振动 一 二 三 四 五
机械波 一 二 三 四 五 六 七
波动光学 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
电磁学 课时 备注
静电场 一 二 三 四 五 六 七 八
静电场中的导体和电介质 一 二 三 四 五
稳恒磁场 一 二 三 四 五 六 七 八 九
磁场中的磁介质 一 二 三
变化的电磁场 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二
量子物理基础 课时 备注
光的量子性与激光 一 二 三 四
量子物理基础 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
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课程编号：14020011
课程名称：大学物理
学分： 9 总学时：144 实验学时： 0 课内上机学时：0
先修课程要求：高等数学
适用专业：应用物理学，物理教改班
参考教材：
漆安慎、杜婵英编，《力学基础》，高等教育出版社，1982
李椿、章立源、钱尚武编，《热学》，高等教育出版社，1978
梁灿彬编，《电磁学》， 高等教育出版社
姚启均编，《光学教程》(第二版)，高等教育版社，1998.10
教学参考书：
张三慧，《力学与热学》（下册）， 清华大学出版社，1985
赵凯华、罗蔚茵，新概念物理教程《力学》，《热学》，高等教育出版社，1998
李洪芳，《热学》，复旦大学出版社，1995
赵凯华编，《电磁学》， 高等教育出版社，1981
张三慧编，《电磁学》， 清华大学出版社，1991
哈里德、瑞斯尼克（郑永岑等译），《物理学》（第一卷第二册），科学出版社，1980
美)哈里德·瑞斯尼克著，《物理学》(第二卷第一分册)， 科学出版社，1980
马文蔚编，《物理学》，高等教育出版社，1997
沈慧君编，《大学物理习题讨论课指导》，清华大学出版社，1991
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务
大学物理课是为应用物理专业和物理教改班开设的公共基础必修课，基于物理实验班的学生来自本校各工科专业的实际，该课在教学培养计划中列为基础主干课。
本门课是偏理的工科物理课，通过本课程的学习，不仅要使学生掌握较为深入的物理知识，而且要以物理知识为载体，培养学生分析问题、解决问题的能力，训练学生科学的思维方法，激发学生的探索和创新精神。
本课程不仅为后续课的学习打基础，而且对学生毕业后的工作，以及进一步学习将产生深远的影响。
二、课程的基本要求
本课程主要讲授力学、气体动理论与热学、电磁学、振动与波动及波动光学等内容。
对教学内容的要求除掌握、理解、了解三个层次外，基于该班实际，适当地增加了扩展、提高性知识要求，并以※标记在相应内容的右边。
三、课程的基本内容以及重点难点
绪论（1学时）
物理学的研究对象与研究方法；物理学与科学技术的关系；物理课的地位与作用；物理课的教学要求、教学安排和教学方法。
第一篇 力学（44学时）
质点运动学部分（3学时）
参考系与坐标系；质点；矢径；运动学方程；位移；速度；加速度；切向加速度和法向加速度；运动学的两类问题；相对运动；圆周运动的角量描述；角量与线量的关系。
重点：质点运动规律的描述。
难点：运动方程和运动量间的关系。
质点动力学部分（11学时）
牛顿运动定律；惯性；质量；力的概念；力学量的单位制和量纲※；量纲分析法※；直线加速运动参考系中的惯性力；初值敏感性※；功；变力的功；功率；动能；动能定理；保守力的功（重力的功，弹性力的功，万有引力的功）；势能（重力势能、弹性势能、引力势能）；保守力与势能的关系；势能曲线；功能原理；一对力的功；机械能守恒定律；能量守恒定律；动量；冲量；动量定理；动量守恒定律；火箭飞行原理※；碰撞定律；质点角动量；力矩；质点角动量守恒定理。
重点：质点运动规律的运用；三大守恒定律。
难点：受力分析；动量、角动量及其守恒定律。
刚体的转动部分（6学时）
刚体；刚体的平动、转动、定轴转动和平面平行运动；※角位置；角位移；角速度；角加速度；角量与线量的关系；力矩；转动定律；转动惯量；力矩的功和刚体定轴转动动能定理；刚体的重力势能与机械能；角动量和角动量守恒定律；旋进。
重点：定轴转动规律。
难点：转动规律的分析和计算。
狭义相对论基础部分（6学时）
经典力学相对性原理、伽利略变换；经典力学时空观；狭义相对论的两条基本原理；洛仑兹坐标变换；洛仑兹速度变换（限一维）；同时的相对性；长度收缩；时间膨胀；时序的相对性与因果关系。相对论力学基本方程；质速关系；相对论动能；质能关系；能量与动量的关系；相对论动能定理※；相对论动量能量变换式※；相对论力的变换式※；广义相对论简介※。
重点：同时性的相对性、长度收缩和时间膨胀。
难点：用相对论的时空观分析、计算有关的简单问题。
机械振动部分（7学时）
谐振动；谐振动的动力学方程和运动学方程；频率、圆频率、周期、振幅和相位；谐振动的参考圆及旋转矢量表示法；谐振动的能量；阻尼振动；受迫振动；共振；电磁振；混沌与分形※；谐振分析与频谱；同方向同频率谐振动的合成；同方向不同频率谐振动的合成，拍;相互垂直谐振动的合成。
重点：简谐振动的特征、合成规律。
难点：位相及位相差。
机械波部分（7学时）
弹性媒质中波的产生和传播；纵波与横波；波阵面；波速；波速、波长和频率的关系；平面简谐波的波函数；波的能量；能流；能流密度；声波；超声、次声、噪声※；惠更斯原理；波的衍射；波的叠加原理；波的干涉；驻波；半波损失；多普勒效应。
重点：平面简谐波方程、波的相干条件及相干叠加规律。
难点：建立平面简谐波方程的方法、相干叠加振幅加或强减的条件。
流体力学部分（4学时）
理想流体；静止流体内的压强概念，压强的分布规律，帕斯卡原理及阿基米德定律，理想流体、理想流体的稳定流动、流线、流管的概念及流体的连续性原理，伯努力方程；粘滞流体的运动情况，流体的粘滞性、层流和湍流；物体在流体中运动时所受到的阻力、机翼升力。
重点：静止流体中的压强及其应用；连续性方程和伯努利方程及应用于分析一维稳定流动（如小孔射流，流速及流量的测量等）。
难点: 流体动力学方程
第二篇 热学（27学时）
气体动理论部分（8学时）
气体的状态参量；平衡态和平衡过程；理想气体状态方程；理想气体的分子模型；理想气体的压强公式和温度公式及其统计解释；能量按自由度匀分原则；理想气体内能；麦克斯韦速率分布律；气体分子运动的三种统计速率；波尔兹曼能量分布定律；气体分子的平均碰撞频率和平均自由程；气体的迁移现象；真实气体；真实气体的范得瓦尔斯方程。
重点：压强、温度、内能概念、麦克斯韦速度分布律；气体碰撞的微观模型。
难点：建立对大量粒子系统分析的统计概念；输运过程的微观解释。
热力学基础部分（10学时）
系统的内能、功和热量；热力学第一定律；热力学第一定律对理想气体等体、等压、等温及绝热过程的应用；气体的摩尔热容量；循环过程；卡诺循环；热机的效率（由等值、绝热、过P-V原点的直线过程组成的正循环），由卡诺逆循环组成的制冷机及春致冷系数；热力学第二定律的两种叙述；可逆过程及不可逆过程；热力学第二定律的统计意义；熵的克劳修斯表示式；以及波尔兹曼表示式；熵的宏观意义和微观意义；熵增加原理，温熵图※；信息熵。
重点：热力学第一定律；热力学第二定律的意义及熵函数的物理意义。
难点：分析计算理想气体的等容、等温、等压、绝热等过程；熵函数的引入及熵增原理的微观意义。
物态与相变基础部分（9学时）
晶体；晶体粒子的结合和结合能；晶体中粒子的热运动；液体的一般性质，液晶简介；液体的表面张力；球形液面向外的压强差；毛细现象。单元第一级相变的普遍特征；蒸发与沸腾，饱和蒸汽压，二氧化碳等温线，气液二相图；固液相变；固气相变，三相图。
重点：各种物态结构的特征；相变特点及理论处理。
第三篇 电磁学（45学时）
稳恒电场部分（18学时）
电荷；电荷守恒定律；库仑定律；静电力叠加原理；电场强度；场强叠加原理；电场强度的计算；带电体在外电场中所受的作用；电场线；电通量；真空中的静电场高斯定理；电场力的功；静电场的环路定理；电势能；电势；电势差；电势叠加原理；电势的计算；等势面；场强与电势的微分关系；电势梯度；导体的静电平衡条件；静电平衡时导体上的电荷分布；静电平衡时导体表面附近的场强；静电屏蔽；孤立导体的电容；电容器的电容；电容器电容的计算；介质对电容的影响；电介质的极化现象和极化机理；电极化强度；电极化强度与极化电荷的关系；电介质中的电场；有介质时的高斯定理；电位移矢量；各向同性介质中D、E的关系；D、E、P的关系；电场能量的有关概念（自能、互能、电势能、电场能、静电能）；电容器储能。
重点：电场强度和电势的叠加原理、高斯定理和环路定理；导体的静电平衡、介质的极化、电容、电场能量。
难点：电场强度和电势的分析计算；导体处于静电平衡时的条件、性质。
恒定电流部分（3学时）
恒定电流；电流密度；欧姆定律的微分形式；恒定条件下导体中的电荷分布※；恒定条件下导体中电子运动微分图象的经典理论（电子热运动的平均速率，电子定向漂移速度，电场的传播速度）；电流的形成条件；电源在电路中的作用；电源电动势；含源电路的欧姆定律※。
稳恒磁场部分 （12学时）
基本磁现象；磁场；磁感应强度；磁感线；磁通量；磁场中的高斯定理；磁场的矢势；毕奥-萨伐尔定律；运动电荷的磁场；安培环路定理；载流线圈的磁矩；安培定律；磁场对载流线圈的力矩；洛仑兹力；磁力的功；磁介质的分类；顺磁质和抗磁质；分子电流与分子磁矩；磁化强度；分子面电流；分子面电流与磁化强度的关系；磁场强度；各向同性介质中H和B的关系；磁介质中的安培环路定理；B、H、M的关系；铁磁质的基本特性。
重点：毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理、磁场力、力矩及磁力的功；磁介质的磁化、介质中的安培环路定理。
难点：用毕奥-萨伐尔定律计算简单问题中的磁感应强度；均匀磁化的B、H、M关系及表面磁化电流密度与磁化强度矢量间关系。
电磁感应与暂态过程部分 （8学时）
法拉第电磁感应定律；楞次定律及其本质；动生电动势及其解释；在磁场中转动线圈内的动生电动势；涡旋电场；感生电动势；动生与感生的相对性；自感应与互感应；磁场能量；磁场能量密度。
重点：动生和感生电动势。
难点：电动势的计算方法。
电磁场与电磁波部分（4学时）
位移电流；麦克斯韦电磁场理论的基本概念；麦克斯韦方程组的积分形式；麦克斯韦方程组的微分形式※；电磁场的物质性；平面电磁波的波动方程※；电磁波的基本性质；电磁波的能量（坡印廷矢量）；电磁波谱。
重点：位移电流、麦克斯韦方程组。
难点：位移电流。
第四篇 光学（27学时）
光的干涉部分 （12学时）
光源；光的单色性和相干性；两束相干光叠加后光强的分布规律及干涉条纹的反衬度；分波阵面法和分振幅法获得相干光；杨氏双缝干涉；洛埃镜；半波损失；光程；均匀膜上下表面反射光的干涉；等倾干涉；等厚干涉（劈形膜、牛顿环）及其应用；迈克尔逊干涉仪；相干长度。
重点：相干光分析、干涉条纹位置。
难点：干涉条纹位置及强度计算。
光的衍射部分（6学时）
光的衍射现象；惠更斯-菲涅尔原理；半波带法 ；单缝衍射；衍射光栅；光栅光谱；光学仪器的分辨本领；光栅的分辨本领※；X射线衍射。
重点：单缝及多缝衍射规律。
难点：光强分析及计算。
偏振光部分（7学时）
天然光和偏振光；偏振片的起偏和检偏；马吕斯定律；反射和折射时光的偏振；布儒斯待定律；单轴晶体中光的双折射；波片；1/4波片；1/2波片；圆偏振和椭圆偏振；偏振光的干涉；人为双折射现象及其应用；旋光现象。
重点：偏振光的传播规律。
难点：理解和分析。
近代光学简介部分（2学时）
全息照相技术※；非线性光学介绍※；付里叶光学介绍※。
四、实验要求
本课程有相关的独立课程大学物理实验。
五、课程学时分配
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章节 |
内容 |
学时 |
其中实验（上机学时） |
备注 |
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第0篇 |
绪论 |
1 |
0 |
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第1篇 |
力学 |
44 |
0 |
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第2篇 |
热物理学 |
27 |
0 |
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第3篇 |
电磁学 |
45 |
0 |
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第4篇 |
波动光学 |
27 |
0 |
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六、考核方式：
考核宜采取多种方法。期末采用闭卷考试形式，重点应放在对知识的理解和运用方面，尽量避免死记硬背的考试内容。并适当安排小论文、课堂讨论、课外作业，作为成绩考核的一部分。
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课程编号：
