《大学物理》课程教学大纲
一.课程基本情况
名称:大学物理
授课对象:土木工程、无机非金属材料工程、给水排水工程、工程力学、环境工程、高分子材料与工程、安全工程、环境科学、地理信息系统、计算机科学与技术、电子信息工程、电子信息科学与技术、电气工程及其自动化、交通工程、测绘工程、建筑环境与设备工程
考核方式: 考试
先修课程: 高等数学
后续课程: 力学
开课教研室:物理教研室
二.课程教学目标
1.任务和地位
大学物理课程是高等工业院校各专业学生的一门重要的必修基础课,它的基本理论渗透在自然科学的许多领域,应用于生产技术的各部门,它是自然科学的许多领域和工程技术的基础;它所包含的经典物理、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。
2.知识要求
通过课堂讲解及讨论,课后布置适当的作业任务,再加上大学物理实验课的辅助作用,使学生能够对课程中的基本概念、基本理论、基本方法有比较全面的、系统的认识和正确的理解,并具有初步的分析、解决物理问题的能力。
3.能力要求
通过大学物理课的学习,一方面可以使学生较系统地掌握必要的物理基础;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,为其在今后学习相关的专业基础课程打下良好的基础。学好大学物理课,不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业以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。
三.教学内容的基本要求和学时分配
1.教学内容及要求
⑴力学部分的基本要求:
①理解质点、刚体、惯性系等概念;了解引入这些概念和模型在科学研究方法上的重要意义。
②掌握位置矢量、位移、速度、加速度等概念及其计算方法;根据给定的用直角坐标表示的质点在平面内运动的运动方程、能灵活熟练地求出在任意时间内质点的位移和任意时刻质点的速度和加速度;对一些涉及简单积分的力学问题,也能根据给定的加速度和初始条件求速度和运动方程等。根据给定的用直角坐标表示的质点作圆周运动的运动方程,能灵活、熟练地求出运动质点的角速度、角加速度、切向加速度、法向加速度和加速度;了解任意平面曲线运动的切向加速度和法向加速度的概念和求法。
③掌握牛顿三个定律及其适用条件,理解用矢量(包括投影形式)和微分方程形式写出的牛顿第二定律。了解量纲及引入量纲的物理意义。
④掌握功的概念、能熟练地计算作用在质点上的变力的功;掌握保守力作功的特点及势能、势能差的概念,会计算万有引力势能。
⑤掌握质点的动能定理、动量定理、并能用它们分析和解决质点在一个平面内运动的力学问题。掌握机械能守恒定律、动量守恒定律及它们的适用条件,能用机械能守恒定律、动量守恒定律分析少数质点组成的系统在一个平面内运动的力学问题。了解普适的能量转换和守恒定律。
⑥了解转动惯量的概念;掌握刚体绕定轴转动定律(简称转动定律);在已知转动惯量的条件下,能熟练地应用转动定律分析,计算有关问题。
⑦理解动量矩(角动量)概念;通过质点在平面内运动和刚体绕定轴转动的情况学习和理解动量矩守恒定律及其适用条件。
⑧理解牛顿力学的相对性原理;掌握伽利略坐标、速度变换,能用伽利略变换计算在不同惯性系中质点一维运动的坐标、速度变换问题。
⑵热学部分的基本要求:
①宏观意义上理解平衡状态、平衡过程,可逆过程、不可逆过程等概念;掌握内能、功、热量、热容等概念。
②掌握热力学第一定律,能熟练地应用该定律和理想气体状态方程分析、计算理想气体各等值过程及绝热过程中的功、热量、内能改变量、以及循环过程的效率。了解致冷系数。
③理解热力学第二定律的两种叙述,了解两种叙述的等价性。
④理解几率和统计平均值的概念。从微观统计意义上理解平衡状态、内能、可逆过程和不可逆过程等概念。了解热力学第二定律的统计意义。掌握熵的概念,理解熵增加原理。
⑤掌握理想气体的压强公式和温度公式,理解气体压强、温度的微观统计意义;理解系统宏观性质是微观运动的统计表现;了解从建立模型、进行统计平均处理到阐明宏观量微观质的研究方法。
⑥理解麦克斯韦速率分布定律;理解速率分布函数和速率分布曲线的物理意义;理解气体分子热运动的算术平均速率,方均根速率和最概然速率。
⑦理解气体分子平均能量按自由度均分定理及理想气体的内能公式。会计算理想气体的热容量。
⑧理解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。了解真实气体的实验等温线及范德瓦尔斯方程。
⑨了解阿伏伽德罗常数、波耳兹曼常数等数值和单位;了解常温、常压下气体分子数密度、算术平均速率、平均自由程及分子有效直径等的数量级。
⑶电磁学部分的基本要求
①掌握电场强度、电势、磁感应强度的概念。在一些简单的对称情形下,对于连续、均匀分布静电荷或稳恒电流,能计算其周围或对称轴上任何一点的电场强度,电势或磁感应强度;在已知几个简单、典型的场源分布时,能利用迭加原理计算它们的组合体的电场或磁场分布。
②掌握电势与场强积分的关系,理解场强与电势梯度的关系。
③理解静电场的环流定理和高斯定理,了解它们在电磁学中的重要地位;掌握用高斯定理计算场强的条件和方法;能熟练地应用高斯定理计算简单几何形状均匀带电体电场中任意一点的电场强度。会分析、判断和计算简单、规则形状导体或少数导体组成的导体系处于静电平衡时的场强、电势和电荷分布。
④理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定律,了解它们在电磁学中的重要地位;掌握用安培环路定律计算磁感应强度的条件和方法;能熟练地应用安培环路定律计算简单几何形状载流导体磁场中任意一点的磁感应强度。
⑤掌握安培定律和洛仑兹力公式。理解电偶极矩、磁矩的概念。能计算电偶极子,载流平面线圈在电、磁场中所受的力矩。能分析和计算电荷在正交的均匀电磁场(包括纯电场、纯磁场)中的运动。了解霍耳效应及其应用。
⑥了解介质的极化,磁化现象及其微观机理,了解铁磁质的特性。理解介质中的高斯定理和安培环路定律;会用介质中的高斯定理和安培环路定律计算介质中的电位移和磁场强度,并能由已知的电位移和磁场强度求相应的电场强度和磁感应强度。
⑦了解电动势的概念,掌握法拉第电磁感应定律,了解定律中“-”号的物理意义,理解动生电动势和感生电动势。
⑧理解电容、自感系数和互感系数的定义及其物理意义。
⑨理解电磁场的物质性以及电能密度、磁能密度的概念;在一些简单的对称情况下,能计算空间里储存的场能。
⑩理解涡旋电场、位移电流、电流密度的概念;了解麦克斯韦方程组(积分形式)的物理意义。
⑷波动和光学部分的基本要求
①了解普通光源的发光机理,理解获得相干光的方法。
②掌握光程的概念,以及光程差和位相差的关系,能分析杨氏双缝干涉实验、牛顿环实验中干涉条件和分布规律。了解洛埃镜中的半波损失问题。
③了解麦克耳逊干涉仪的工作原理及干涉现象的应用。
④理解惠更斯一菲涅耳原理,掌握用半波带法分析单缝夫琅和费衍射条纹分布的规律,会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。了解单缝衍射条纹亮度分布规律。
⑤掌握光栅衍射公式,会分析光栅衍射条纹分布规律和光栅常数及波长对光栅衍射条纹分布的影响,了解光栅衍射条纹和光栅光谱的特点及其在科学技术上和生产中的应用。
⑥了解衍射现象对光学仪器分辨本领的影响。
⑦了解自然光和线偏振光的获得方法和检验方法。
⑸近代部分的基本要求
①理解绝对黑体辐射谱线,了解斯特藩—波尔兹曼和维恩位移定律及它们的应用。
②理解普朗克量子假设,了解普朗克量子假设在近代物理学发展中的重大历史意义。
③掌握康普顿效应问题中光的经典波动理论遇到的困难。
④理解爱因斯坦的光子假设,了解康普顿散射频移公式的基本依据和思想,了解爱因斯坦光子理论在光电效应,康普顿效应研究中取得的成就及其在物理学发展中地位。
⑤理解光的波粒二象性,掌握光波波长与光子动量间的关系。
⑥理解实物粒子具有波粒二象性,掌握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)之间的关系。
⑦了解波函数及其统计解释。了解测不准关系,并能用测不准关系对微观世界的某些物理量作估算。
⑧理解一维定态薛谔方程,理解一维无限深陷阱情况下薛定谔方程的解,理解能量量子化。
2.时间分配和进度
⑴质点运动学与动力学 14学时
⑵刚体的定轴转动 8学时
⑶狭义相对论 4学时
⑷温度与气体动理论6学时
⑸热力学基础 12学时
⑹静电场 16学时
⑺磁场、电磁感应 16学时
⑻振动和波动 10学时
⑼光的干涉、衍射及偏振14学时
⑽量子物理的基本概念 8学时
3.教学内容的重点、难点。
⑴力学部分
重点:
利用微积分列出运动方程;位移 速度 加速度的矢量表示法;曲线运动。
牛顿三定律的内容;牛顿三定律的应用。
动量定理、动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律。
转动惯量、角动量、转动动能等概念的理解;转动定律、角动量定理、转动的动能定理。
难点:
利用微积分列出运动方程。
牛顿三定律的应用;对惯性系的理解,力学相对性原理。
保守力的理解;动量定理、动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律的应用条件。
转动定律、角动量定理、动能定理的推导;角动量定理的应用。
⑵气体动理论和热力学部分
重点:
热力学第一定律、热力学第二定律 ;各种变化过程中理想气体的物态方程。
能量均分定理、三种统计速度、平均自由程。
难点:
应用理想气体的物态方程解题;各种变化过程中理想气体物态方程的推导和理解。
能量均分定理、麦克斯韦气体分子速率分布律。
⑶电磁学部分
重点:
高斯定理的理解和应用;静电场的环路定理。
高斯定理有介质时电场中的应用;电场的能量。
毕奥萨伐尔定律的应用;安培环路定理的应用;磁场中的高斯定理。
电磁感应定律;动生电动势 感生电动势 自感电动势和互感电动势;全电流环路定理;麦克斯韦方程组。
难点:
对电场的理解;高斯定理的应用。
有介质的高斯定理。
毕奥萨伐尔定律的应用;安培环路定理的应用。
动生电动势,感生电动势,自感电动势和互感电动势的区别。
麦克斯韦方程组。
⑷波动和光学部分
重点:
简谐运动的运动方程;简谐运动的合成。
平面简谐波的波函数应用;波的干涉。
杨氏双缝干涉试验;薄膜干涉;单缝衍射;光栅衍射;光的偏振。
难点:
简谐运动的合成。
平面简谐波的波函数应用;波的叠加原理。
几种干涉仪的区别;单缝衍射和光栅衍射的区别;光的偏振原理。
⑸量子物理基础
重点:
光的粒子性的理解、光电效应。
粒子的波动性、德布罗意假设。
薛定鄂方程。
难点:
光的波、粒二象性理解。
运用薛定鄂方程求解波函数。
4.本课程与其它课程的联系与分工
大学物理课程是高等工业院校各专业学生的一门重要的必修基础课,高等数学作为其先修课程,通过大学物理课程的学习,使学生能够初步的掌握运用数学知识解决物理问题,并为其在今后的学习和工作中运用数学方法解决实际工程问题打下良好的基础。通过物理课程的学习,使学生掌握分析、解决物理问题的方法,为其学习相关专业课程(力学等)做好准备。
5.建议使用教材和参考书目
建议使用教材:
《大学基础物理学》张三慧编,清华大学出版社,2003年8月。
教学参考书目:
《普通物理》(第4版)程守洙、江之永编,人民教育出版社,1982年12月。
《大学物理学》(第1版)吴百诗主编,西安交通大学出版社,1994年12月
《物理学》(第4版)东南大学等七所工科院校编,高等教育出版,1999年11月。
四.大纲说明
1、在整个教学过程中采用教师课堂教学(主要以板书教学为主,穿插利用投影仪教学)和学生课后自学相结合的形式。对需要掌握的重要原理和定律及计算方法要讲深讲透,对需要理解和了解的内容采取精讲和自学的学习方式。
2、习题课随教学进展情况灵活掌握;作业量由所有任课教师商讨后分章节布置给学生,并且作到及时的批改,及时反馈给学生。
3、本课程为考试课,平时成绩10%,考试成绩90%。考试采取书面笔试(闭卷)的方式,考试试卷内容尽量作到覆盖面广、难度适中、试题量恰当。
大学课程中大学物理学、基础物理学、普通物理学三者的区别从难易
一,从难易角度看区别
大学物理学,是那些非物理专业需要学习的物理课,和高中文科班学的物理相似,不是很重要也很简单。
基础物理学是那些理科学校学习的物理基础,虽说是基础但学起来会感到难。也是这三个中最难的。
普通物理学是指那些工科学校学习的物理,相对要简单些。
二,从内容上看区别
大学物理学全书共13章涉及力学、热学、电磁学、振动和波、波动光学、狭义相对论和量子物理基础等。
基础物理学全书共十九章,主要介绍刚体的转动、流体力学、振动学、波动学、相对论、气体动理论、静电场、静电场中的导体和电介质。
直流电路、电流的磁场、电磁感应、光的干涉、光的衍射、光的偏振、光的吸收与散射、光的量子性、量子力学基础、激光、原子核与粒子物理。
普通物理学包括:牛顿力学、热学、电磁学、光学、原子物理学,但不包括”相对论“和"量子力学"以及物理学的前沿内容。
扩展资料:
大学物理,是大学理工科类的一门基础课程,通过课程的学习,使学生熟悉自然界物质的结构,性质,相互作用及其运动的基本规律,为后继专业基础与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。但工科专业以力学基础和电磁学为主要授课。
通过课程的学习,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,使学生拥有建立物理模型的能力,定性分析、估算与定量计算的能力,独立获取知识的能力,理论联系实际的能力都获得同步提高与发展。
开阔思路,激发探索和创新精神,增强适应能力,提升其科学技术的整体素养。通过课程的学习,使学生掌握科学的学习方法和形成良好的学习习惯,形成辩证唯物主义的世界观和方法论。
本教学大纲适用4年制 高中起点本科层次物理专业《普通物理学》课程。一方面为学生较系统地打好必要的物理基础,使学生对物理学的方法、概念和物理图象,以及其历史、现状和前沿等方面,从整体上有个全面的了解.
另一方面使学生初步学习到科学的思维方法和研究问题的方法,培养独立获取知识的能力,提高人才科学素质的作用。 《普通物理学》是一门基于微积分水平的重要基础课程,适合在一年级第二学期和二年级第一学期开设。
普通物理学着重介绍各种物理现象和基本的物理方法,大部分内容属于经典物理学的范围。其脉络主要是根据人们对日常生活现象的常识性划分。
日常生活中的物理现象一般被分为“力、热、声、光、电、磁”等,普通物理也相应分为经典力学(含声学)、热学、电磁学和光学。普通物理学的许多基础概念在中学就已经引入。但大学中的科学和工程科目一般都要求系统的学习普通物理学。
此外,高中物理完全可以被视为大学普通物理学的简化和缩略,只不过高中的物理仅仅利用初等数学加以研究。
参考资料
百度百科——普通物理学
百度百科——基础物理学
这是1995年国家教委颁布的高等工科院校《大学物理教学基本要求》
第一部分 前言
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。
物理学的研究对象具有极大的普遍性,它的基本理论渗透到自然学的一切领域,用于工程技术的各个部门,它是自然科学的许多领域和工程技术的基础。
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的应用的初步知识等都是一个高等工程技术人员所必备的。因此,大学物理课是高等工科院校各专业学生的一门重要的必修基础课。
高等工科院校中开设大学物理课的作用,一方面为使学生较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维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。学好大学物理课.不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业后工作与进一步学习新理论、新技术,不断更新知识都将发生深远的影响。
大学物理课是在低年级开设的课程.它使学生树立正确的学习态度,掌握科学的学习方法,培养独立获取知识的能力,以尽快适应大学阶段的学习规律等方面也起着重要的作用。
大学物理课在培养学生辩证唯物主义世界观方面也起着一定的作用。
通过大学物理课的教学,应使学生对大学物理课中的基本概念、基本理论、基本方法有比较全面、系统的认识和正确理解,并具有初步的的应用能力。
在大学物理课的各个教学环节中,都必须注意在传授知识的同时着重培养能力。
在大学物理课的教学过程中,对教学内容的体系及先后次序、教学环节(讲授、自学、习题课及讨论课等)的安排及教学方法的选用等,均应在积极进行教学改革的基础上,由学校及授课教师共同确定。为了保证必要的实践性教学环节,习题课、讨论课等的教学时数目前不应少于总教学时数的10%,争取逐步做到不少于15%。习题课、讨论课等以小班形式为宜。
各学校应创造条件努力完成这个教学基本要求。有些学校则在完成这个教学基本要求的基础上,还应适当增加一些教学内容和提高某些要求,使所培养的学生具有更好的物理素养。
第二部分 教学内容基本要求
教学内容的基本要求分三级:掌握、理解、了解
掌握:属较高要求。对于要求掌握的内容(包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件)都应比较透彻明了。并能熟练地用以分析和计算工科大学物理课水平的有关问题。对于那些能由基本定律导出的定理不要求会推导。
理解:属一般要求。对于要求掌握的内容(包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件)都应明了。并能用以分析和计算工科大学物理课水平的有关问题。对于那些能由基本定律导出的定理不要求会推导。
了解:属较低要求。对于要求了解的内容,应该知道所涉及问题的现象和有关实验,并能对它们作定性解释,还应知道和问题有关的物理量和公式等的物理意义。对于要求了解的内容,在经典物理部分一般不要求定量计算,在近代物理部分要求能做代公式一类的计算。
一、力学
1、 掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动的物理量。能借助直角坐标系计算质点在平面运动时的速度、加速度。能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法相加速度。
2、 掌握牛顿三定律及其适用条件,能用积分方法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、 掌握质点的功能定理和动量定理,通过质点在平面内的运动情况理解角动量(动量矩)和角动量守恒定律,并能用它们分析、理解质点在平面内运动的简单力学问题。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。
5、 了解转动惯量的概念。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守恒定律。
6、 理解伽利略相对性原理,理解伽利略坐标、速度变换。
二、气体运动理论和热力学
1、 了解气体分子运动的图像。理论的基本概念。理解理想气体的压强公式和温度公式。通过推导气体的压强公式、了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质和微观运动的统计表现。
2、 了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。
3、 理解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和分布曲线的物理意义。了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。了解玻尔兹曼能量分布率。
4、 通过理想气体的刚性分子模型,理解气体分子平均能量按自由度均分定理,并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定体热容和内能。
5、 掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学第一定律。能分析计算理想气体的等体、等压、等温和绝热过程的功、热量、内能的改变量及卡诺循环等简单循环的效率。
6、 了解可逆过程和不可逆过程。了解热力学第二定律及其统计意义。了解熵的玻尔兹曼表达式。
三、电磁学
1、 掌握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。掌握电场强度和电势的积分关系。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、 了解磁感应强度的概念。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、 理解安培定理和洛伦兹力公式。了解电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极矩在均匀电场中,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载流直导线产生的非均匀磁场中受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电场和均匀磁场中受的力和运动。
6、 了解导体静电平衡的条件,了解介质的极化、磁化现象极其微观解释。了解铁磁质的特性。了解各向同性介质中的D和E、H和B之间的关系和区别。了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。
8、 掌握法拉第电磁感应定律。理解动生电动势及感生电动势。
9、 了解电容、自感系数和互感系数。
10、 了解电能密度和磁能密度的概念。
11、 了解涡旋电场、位移电流的概念以及麦克斯韦方程组(积分形式)的物理意义。了解电磁场的物质性。
四、振动和波动
1、 掌握描述简谐振动和简写波的各物理量(特别是相位)及各量间的关系。
2、 理解旋转矢量法。
3、 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振动方程,并理解其物理意义。
4、 理解同方向、同频率两个简谐振动的合成规律。
5、 理解机械波产生的条件。掌握由已知点的简谐振动的振动方程得出平面简谐波的波函数的物理方法及波函数的物理意义。理解波形曲线。了解波的能量传播特征及能流、能流密度的概念。
6、 了解惠更斯原理和波的叠加原理。理解波的相干条件,能运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。
7、 理解驻波及其形成条件。了解驻波和行波的区别。
8、 了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,且运动方向沿两者连线的清况下,能用多普勒频移公式进行计算。
9、 了解电磁波的性质。
五、波动光学
1、 理解获得相干光的方法。掌握光程的概念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,了解迈克尔逊干涉仪的工作原理。
2、 了解惠更斯-菲涅尔原理。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的影响。
4、 理解自然光和线偏振光。理解布鲁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。
六、狭义相对论及量子物理基础
(一)狭义相对论力学基础
1、 了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设
2、 理解洛伦兹坐标变换。了解狭义相对论中同时性的相对性及长度收缩和时间膨胀概念。了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观及其差异。
3、 理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。
(二)量子物理基础
1、 理解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。
2、 理解光电效应和康普顿效应的实验规律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。
3、 了解德布罗意的物质波假设及其正确的实验验证。了解实物粒子的波粒二象性。
4、 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。
5、 了解波函数及其统计解释。了解一维坐标动量不确定关系。了解一维薛定鄂方程。
6、 了解如何用驻波观点说明能量量子化。了解施特恩-格拉赫实验及微观粒子的自旋。
7、 了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层。
七、现代工程技术的物理基础专题
内容自选(属于了解要求)。
第三部分 能力培养的要求
通过本课程的教学,应使学生初步具有以下素质:
一、 能够独立地阅读相当于大学物理水平的教材、参考书和文献资料,并能理解其主要内容和写出条理较清晰的笔记、小结和读书心得。
二、 了解各种理想物理模型并能根据各种物理概念、问题的性质和需要,抓住主要因素,略去次要因素,对所研究的对象进行合理的简化。
三、 会运用物理学的理论、观点和方法,分析、研究、计算和估算一般难度的物理问题,并能根据单位、数量级与已知典型结果的比较,判断结果的合理性。
第四部分 有关问题的说明
一、 本《教学基本要求》只适于高中学完物理必修课和选修课的学生。
二、 工科本科大学物理课程的某些基本内容,学生在中学阶段已经学过,而这些内容在大学物理课程中也不再作更多、更高的要求,所以在本要求中均未列出。
三、 为了在大学物理中充分运用高等数学工具,本课程以在一年级第二学期开始为宜。
四、 在大学物理课的教学过程中,要注意各部分内容间的相互联系,使学生学的活些,还要注意扩大知识面,使学生学的广些。
五、 形象化教学时课堂教学生动活泼,有利于启发学生思维、增强学生学习的兴趣,提高学生学习的效果,提高教学质量。在大学物理教学过程中,应充分利用形象化教学手段,尤其应充分利用演示实验。演示实验不仅形象、直观,能提高学生学习的兴趣,而且学生可自己动手,结合自己的问题反复观察思考,弄清问题,对提高学生学习质量,效果十分明显。演示实验设备投资有限,效益显著。目前应做到大学物理教学过程中演示实验数目不少于40个。此外个校还应根据各校的具体情况采用模型、挂图、幻灯、录像、电影、微机等形象化教学手段配合课堂教学,提高教学的效果。
六、 为反映工科本科大学物理课程特点和科学技术的新进展,在基本要求的内容中包含了现代工程技术的物理基础专题。专题内容可以是联系专业需要的物理基础,例如,几何光学、物性学、固体、激光等;也可以是科学技术的新理论、新知识、新技术,例如:超导、非线性现象的混沌、核磁共振、粒子物理等。专题个数内容和学时数由各校自行确定,并应订入教学大纲,落实安排。
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